Ingeniería y competitividad

Peak flows hydrological analysis in the upper basin of the Medellín river (Colombia) with stationary and non-stationary conditions

Abstract In the upper basin of the Medellín River (Colombia) a hydrologic study was carried out to analyze the rainfall-runoff relationships in an event-scale, for the estimation of the maximum streamflow regime associated with different return periods in the basin and its tributary sub-basins, through hydrological modeling that considers the existence of climate change. This study is composed of the characterization of the basin of the study area, as well as the hydrological characterization, which includes the analysis of measured data with high temporal resolution of precipitation and the river levels. Different methods were considered to obtain the necessary information for the execution of a semi-distributed hydrological modeling activities, using the HEC-HMS. The model was calibrated by the simulation of 5 maximum streamflow events of the year 2021 and then it was run with different configurations of the antecedent moisture condition, rainfall-runoff models and stationary and non-stationary conditions (in rainfall), the latter to assess potential effects of the climate change. According to the results, the relative differences between the modeling cases with stationary and non-stationary conditions are, on average, negligible, with values between 3 and 5% in the considered cases, with the non-stationary cases having higher magnitudes of streamflow.

Resumen En la cuenca alta del río Medellín (Colombia) se realizó un estudio hidrológico con el fin de analizar las relaciones lluvia-escorrentía a escala de eventos en esta zona, para la estimación del régimen de caudales máximos asociados a diferentes períodos de retorno en la cuenca del río y subcuencas tributarias, mediante modelación hidrológica considerando cambio climático. Este estudio está compuesto por la caracterización de la cuenca de la zona de estudio, así como la caracterización hidrológica, la cual abarca el análisis de datos medidos con alta resolución temporal de precipitación y niveles del río. Se tienen en cuenta también diferentes métodos para la obtención de la información necesaria para la correcta ejecución de actividades de modelación hidrológica semidistribuida, utilizando el software HEC-HMS. El modelo fue calibrado simulando 5 eventos máximos de caudal del año 2021, y luego ejecutado con distintas configuraciones de condición de humedad antecedente, modelos lluvia-escorrentía y la consideración de condiciones estacionarias y no estacionarias (en la precipitación), estas últimas con el fin de evaluar potenciales efectos debido al cambio climático. Según los resultados obtenidos, las diferencias relativas entre los caudales máximos obtenidos simulando las curvas IDF estacionarias y no estacionarias (estos últimos siendo usados como proxy para condiciones de cambio climático) no presentan diferencias significativas y oscilan entre 3-5%,obteniéndose las mayores magnitudes en los casos no estacionarios.

Assessment of rainwater quality in the biogeographical pacific. Preliminary study Quibdó, Chocó, Colombia

Abstract This research allowed us to understand the physical-chemical and microbiological quality of rainwater collected in the downtown area and Medrano neighborhood of the city of Quibdó - Chocó. This population has a high precipitation rate which ranges from 1500mm/year and 8500mm/year, both currently and in the future, although this situation contrasts with the low drinking water coverage, which is only 28.5%. To carry out this study, 5 sampling points were identified, and 4 samples were collected at each point with a periodicity of 1 weekly sampling for 4 weeks, for a total of 20 representative samples. The selected roof tops coverings were made of zinc, asbestos cement, and mantle, and are located in areas of high vehicular and pedestrian activity. The collected samples were analyzed in an accredited laboratory for this purpose. The parameters evaluated for rainwater quality were: apparent color, real color, conductivity, pH, total alkalinity, nitrites, nitrates, total coliforms, and Escherichia Coli. The result of the microbiological analyzes was POSITIVE in 100% of the cases, while 15% of the physical analyses and 34% of the chemical analyses also yielded negative results. Due to the presence mainly of colony-forming units of Escherichia Coli and total coliforms, it was concluded that rainwater in the downtown area and Medrano neighborhood of the city of Quibdó - Chocó, does 5not meet the standards established in the evaluated parameters and required by the regulations, which means that it is not safe for human consumption due to its level of contamination.

Resumen Esta investigación permitió conocer la calidad físico - química y microbiológica del agua lluvia recolectada en la Zona Centro y barrio Medrano de la ciudad de Quibdó - Chocó. Esta población presenta una alta tasa de precipitación la cual oscila entre 1500mm/año y 8500mm/año, tanto en la actualidad como en el futuro, aunque esta situación contraste con la baja cobertura de agua potable que tan solo es del 28,5%. Para realizar dicho estudio se identificaron 5 puntos de muestreo, en cada punto se recolectaron 4 muestras con una periodicidad de 1 muestreo semanal durante 4 semanas, para un total de 20 muestras representativas; las cubiertas seleccionadas fueron de zinc, asbesto cemento y manto; además, están ubicadas en zonas de alta actividad vehicular y peatonal. Las muestras recolectadas fueron analizadas en un laboratorio acreditado para tal fin. Los parámetros evaluados de la calidad del agua lluvia fueron; color aparente, color real, conductividad, pH, alcalinidad total, nitritos, nitratos, Coliformes totales y Escherichia Coli. El resultado de los análisis microbiológicos fue negativo en el 100% de los casos, mientras que el 15% de los análisis físicos y el 34% de los análisis químicos también arrojaron resultados negativos. Debido a la presencia principalmente de unidades formadoras de colonia de Escherichia Coli y Coliformes totales, se concluyó que el agua lluvia en la zona centro y el barrio Medrano de la ciudad de Quibdó - Chocó, no cumple con los estándares establecidos en los parámetros evaluados y requeridos por la norma, lo que significa que no es segura para el consumo humano debido al nivel de contaminación que presenta.

Towards an adaptive Formative Assessment Model in context-based Mobile Learning Systems

Abstract Formative assessment contributes to improving the educational process. It collects, interprets, and systematically uses information to verify and provide feedback on achieving learning objectives. Feedback is a fundamental component during formative assessment since, through it, it is possible to receive immediate and personalized information. This reveals, early on, progress in knowledge acquired, contributing to improving learning outcomes and thus to achieving skills. Currently, a number of solutions contribute to the assessment process. But these focus on specific fields of study, which fail to include elements of context by using sensory information from mobile devices to enrich and personalize feedback. This article presents a Conceptual Model of Formative Assessment in Mobile Learning Systems, which explicitly defines the priority components that ought to be considered to support context-based formative assessment processes. The development of a prototype Web Service, based on the proposed model and integrated into the Google Classroom LMS platform, allowed real-time context-based feedback, supporting very effectively the formative feedback process, evidencing a significant increase in student learning. It is important however to expand the study population to generalize the results.

Resumen La evaluación formativa contribuye en la mejora del proceso educativo, ya que recopila, interpreta y usa información de forma sistemática, con el fin de verificar y proveer retroalimentación sobre el logro de los objetivos de aprendizaje. La retroalimentación, es un componente fundamental durante la evaluación formativa, ya que, a través de ella, es posible recibir información inmediata y personalizada, que permite conocer de manera oportuna los avances en términos del conocimiento adquirido, contribuyendo a la mejora en los resultados de aprendizaje y por consiguiente aportando al logro de las competencias. En la actualidad, existen soluciones que contribuyen al proceso evaluativo, pero enfocadas en campos de estudio específico, las cuales no incluyen elementos del contexto con uso de información sensórica de los dispositivos móviles para enriquecer y personalizar la retroalimentación. Este artículo presenta un Modelo Conceptual de Evaluación Formativa en Sistemas de Aprendizaje Móvil, el cual, define de manera explícita los componentes conceptuales, que deben ser considerados para soportar procesos de evaluación formativa. Durante la investigación se desarrolló un prototipo de Servicio Web, basado en el modelo propuesto e integrado en la plataforma LMS Google Classroom que permitió brindar retroalimentación en tiempo real basada en contexto sensible. La aplicación práctica del modelo evidenció un incremento significativo en el nivel de aprendizaje de los estudiantes, sin embargo, es importante ampliar la población de estudio para generalizar los resultados.

Selection of promising yeasts for starter culture development promoter of cocoa fermentation

Abstract The selection of promising microorganisms that meet the requirements of a fermentation process is the most important stage in the development of microbiological starters. With the objective of selecting potential strains to be integrated as microbiological starters in cocoa fermentations, which promote biochemical dynamics, improving their sensory quality, the resistance of six yeasts (GRAS), isolated from cocoa fermenting masses in the departments, was evaluated. from Tolima, Huila and Antioquia, two commercial yeasts ATCC 28253 and ATCC 36633 selected for their aromatic production, subjecting them to resistance tests, at different concentrations of soluble solids (10, 15 and 20 °Brix), ethanol (5, 10%), acetic acid (pH 3, 4, 5, 6, and 7) and temperature (30, 40 and 50 °C), which simulated the biochemical dynamics of cocoa fermentation, quantifying its resistance expressed in viable cells. Aromatic production was measured by sensory evaluation. The yeasts Wickerhamomyces anomalus and Pichia kudriavzevii were selected for their ability to transform substrate into products of interest during the fermentation of cocoa pulp, production of specific aromas and resistance to adverse biochemical conditions typical of cocoa fermentation.

Resumen La selección de microrganismo promisorios que atiendan los requerimientos de un proceso fermentativo es la etapa más importante en el desarrollo de iniciadores microbiológicos. Con el objetivo de seleccionar las cepas potenciales para ser integradas como iniciadores microbiológicos en fermentaciones de cacao, que promuevan la dinámica bioquímica, mejorando su calidad sensorial, se evaluó la resistencia de seis levaduras (GRAS), aisladas de masas fermentantes de cacao en los departamento del Tolima, Huila y Antioquia, dos levaduras comerciales ATCC 28253 y ATCC 36633 seleccionadas por su producción aromática, sometiéndolas a pruebas de resistencia, a diferentes concentraciones de sólidos solubles (10, 15 y20 °Brix), etanol (5, 10 %), ácido acético (pH 3, 4, 5, 6, y 7) y temperatura (30, 40 y 50 oC), que simularon la dinámica bioquímica de la fermentación del cacao, cuantificando su resistencia expresada en células viables. La producción aromática fue medida mediante evaluación sensorial. Se seleccionaron las levaduras Wickerhamomyces anomalus y Pichia kudriavzevii por su capacidad de transformar sustrato en productos de interés durante la fermentación de pulpa de cacao, producción de aromas específicos y resistencia a condiciones bioquímicas adversas propias de la fermentación del cacao.

Desing methodology of roebel stator bars for salient poles synchronous generators

Abstract In present paper a comparison between three methodological approaches for the implementation of the Roebel transposition method for the design of the stator bars of the winding in great synchronous machines is presented. The revised methodologies are obtained from three different authors: Juan Corrales Martin, Karl Vogt, Aleksandr Abramov, J. Pyrhönen, T. Jokinen, and V. Hrabovcová. The methodologies were applied to the study case of a synchronous generator of 125MW located in the Salvajina Hydroelectric Plant and identified as Unit number 1, based on the information compiled from the description of the salient pole synchronous generator and the general study of its operation, specifically of the armature winding with methodology, to establish a methodology that allows sizing a Roebel-type bar that will serve for the development of future research as a guide for the study of other generators.

Resumen En el presente documento se realiza un compendio metódico y general, principalmente, de las metodologías de cálculo de Juan Corrales Martin, Karl Vogt, Aleksandr Abramov, J. Pyrhönen, T. Jokinen, y V. Hrabovcová aplicadas al caso de estudio, el generador de la unidad de N° 1 de la central hidroeléctrica, CHE, de Salvajina, a partir de la información recopilada de la descripción del generador síncrono de polos salientes y el estudio general de su funcionamiento, específicamente del devanado del inducido con la metodología de, para establecer una metodología que permita dimensionar una barra tipo Roebel, y que servirá para el desarrollo de próximas investigaciones como aplicativo guía, para el estudio de otros generadores.

Industrialization potential analysis of citrus waste in Colombia

Abstract Citrus production in Colombia is divided into six productive centers, with a total production of 1,450 thousand tons in 2021. The greater entrepreneurial activity stands out in the West and a lower level in the South, which generates 230 thousand tons per year of citrus waste, posing challenges in terms of pollution and wet/semi-solid waste management. This study evaluates the industrial potential of these waste products for strengthening the national citrus industry, considering three aspects: raw materials availability, technological opportunities, and market opportunities. The results indicate that Colombia has a robust citrus production, with an emphasis on oranges, mandarins, and lemons, and significant potential in the industrialization of the peel, which constitutes between 40% and 60% of the total fruit. To industrialization were identified six key research areas of citrus waste in terms of technological opportunities. Regarding market opportunities, there is observed growth both nationally and internationally in products derived from citrus waste, including essential oils, terpenes, dietary fiber, pectin, citric acid, and biofuels. Colombia is considered a country with great potential for the industrialization of citrus waste, supported by its abundant raw materials, promising technological opportunities, and a growing market. However, improvements in infrastructure, investment in research and development, and the promotion of entrepreneurial culture in the citrus sector are needed to fully capitalize on this opportunity.

Resumen La producción de cítricos en Colombia se divide en seis núcleos productivos con una producción en 2021, de 1450 mil toneladas. Se destaca mayor empresarización en el Occidente y menor nivel en el Sur, lo que genera 230 mil toneladas por año de residuos cítricos, planteando desafíos de contaminación y gestión de desechos húmedos/semi-sólidos. El presente estudio evalúa el potencial industrial de estos residuos para el fortalecimiento de la industria citrícola nacional, considerando tres aspectos: disponibilidad de materia prima, oportunidades tecnológicas y oportunidades de mercado. Los resultados indican que Colombia tiene una sólida producción de cítricos, con énfasis en naranjas, mandarinas y limones, y un potencial significativo en la industrialización de la cáscara, que constituye entre el 40% y el 60% del total de la fruta. Se identifican seis áreas clave de investigación para la industrialización de residuos cítricos en términos de oportunidades tecnológicas. En cuanto a las oportunidades de mercado, se observa un crecimiento tanto a nivel nacional como internacional en productos derivados de residuos cítricos, que incluyen aceites esenciales, terpenos, fibra dietética, pectina, ácido cítrico y biocombustibles. Colombia se considera un país con un gran potencial para la industrialización de residuos cítricos, respaldado por su abundante materia prima, prometedoras oportunidades tecnológicas y un mercado en crecimiento. Sin embargo, se requiere mejorar la infraestructura, invertir en investigación y desarrollo, y promover la cultura empresarial en el sector citrícola para aprovechar al máximo esta oportunidad.

Simulation of atmospheric boundary layer wind tunnel of Universidad del Valle

Abstract The accurate simulation of wind flow in the atmospheric boundary layer in a wind tunnel is crucial for various engineering applications, spanning fields such as civil and environmental engineering. With the aim of investigating and characterizing the behavior and impact of wind on scaled models of civil structures in the Wind Tunnel of the School of Civil Engineering at the University of Valle, the main objective is to determine the appropriate distribution of turbulence-generating devices to replicate specific velocity profiles required for rural, suburban, and urban exposure types that describe the atmospheric boundary layer. This study is based on reproducing three velocity profiles, representative of urban, suburban, and rural exposures, at a 1:200 scale. To achieve this, full-scale Irwin vortex generators, a castellated barrier, and Counihan and Gartshore roughness elements were implemented. Velocity measurements in the wind tunnel test section were conducted using a hot-wire anemometry system and Pitot tubes. Experimental results obtained by simulating velocity profiles demonstrated an acceptable correspondence with theoretical profiles established in the NSR-10 design code. This study contributes to the advancement in understanding and replicating velocity profiles in the context of simulating the atmospheric boundary layer in wind tunnels in Colombia, supporting key applications in the field of engineering.

Resumen La precisa simulación del flujo de viento en la capa límite atmosférica en un túnel de viento es de suma importancia para diversas aplicaciones en ingeniería, abarcando campos como la ingeniería civil y ambiental, entre otros. En el contexto de investigar y caracterizar el comportamiento del viento en modelos a escala reducida de estructuras civiles, llevamos a cabo un estudio en el Túnel de Viento de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad del Valle. El objetivo principal consistió en determinar la distribución adecuada de dispositivos generadores de turbulencia para replicar perfiles de velocidad específicos requeridos para exposiciones de tipo rural, suburbana y urbana. Este estudio se basó en la reproducción de tres perfiles de velocidad, representativos de exposiciones urbanas, suburbanas y rurales, a una escala de 1:200. Para lograr esto, implementamos generadores de vórtices de Irwin a tamaño completo, una barrera almenada y elementos de rugosidad de Counihan y Gartshore. La medición de la velocidad media en la sección de ensayos del túnel de viento se llevó a cabo utilizando sistemas de anemometría de hilo caliente y tubos de Pitot. Los resultados experimentales obtenidos al simular los perfiles de velocidad demostraron una correspondencia aceptable con los perfiles teóricos establecidos en el código de diseño NSR-10. Este estudio contribuye al avance en la comprensión y reproducción de perfiles de velocidad en el contexto de simulación de la capa límite atmosférica en túneles de viento, respaldando aplicaciones clave en el campo de la ingeniería.

Bibliometric analysis of technologies for municipal solid waste valorization and their potential in the Colombian context

Abstract The constant growth in global urban waste generation has led to an increasing need to address its management sustainably. Despite the proven effectiveness of converting this waste into energy in various countries, its implementation in Colombia is still in its early stages. In this study, a bibliometric analysis and systematic review of the literature was conducted to assess urban solid waste valorization technologies and their potential integration into biorefineries in the Colombian context. Among the identified technologies, incineration, gasification, pyrolysis, anaerobic digestion, and landfill gas recovery stand out. Anaerobic Digestion emerges as an attractive option due to its versatility. However, there is a recognized imperative to dynamically choose technologies, considering the diversity of contexts and specific conditions in Colombia. Additionally, gasification and pyrolysis appear as viable options, each with its own advantages and challenges, reflecting the complexity and variability in waste management. Concerning landfill gas recovery, its significance as an essential installation in controlled landfills is emphasized, dismissing its consideration as an independent alternative. While the literature suggests that incineration is perceived as less favorable in social, economic, and environmental terms, it is crucial to recognize the dynamics and specificity of each situation. The choice of technologies must be adaptive and guided by a contextual approach that considers the heterogeneity in waste composition, available infrastructure, and other factors that vary significantly from one scenario to another. This dynamic and adaptive approach is essential to address the complexity of urban waste management and find sustainable solutions in the Colombian context.

Resumen El crecimiento constante en la generación de residuos urbanos a nivel global ha generado una creciente necesidad de abordar su gestión de manera sostenible. A pesar de que la conversión de estos residuos en energía ha demostrado ser efectiva en varios países, su implementación en Colombia aún se encuentra en una etapa incipiente. En este estudio, se llevó a cabo un análisis bibliométrico y una revisión sistemática exhaustiva de la literatura con el propósito de evaluar las tecnologías de valorización de los residuos sólidos urbanos, así como su potencial integración en biorrefinerías en el contexto colombiano. Entre las tecnologías más relevantes identificadas se encuentran la incineración, la gasificación, la pirólisis, la digestión anaeróbica y la recuperación de gas de vertedero. La Digestión Anaerobia destaca como una opción atractiva debido a su versatilidad. No obstante, se reconoce la necesidad imperante de adoptar una elección dinámica de tecnologías, considerando la diversidad de contextos y condiciones específicas en Colombia. Además, la gasificación y la pirólisis emergen como opciones viables, cada una con sus propias ventajas y desafíos, reflejando la complejidad y variabilidad en la gestión de residuos. En relación con la recuperación de gas de vertedero, se subraya su importancia como instalación esencial en vertederos controlados, desestimando la consideración de una alternativa independiente. Si bien la literatura sugiere que la incineración se percibe como menos favorable en términos sociales, económicos y ambientales, es crucial reconocer la dinámica y especificidad de cada situación. La elección de tecnologías debe ser adaptativa y orientada por un enfoque contextual que considere la heterogeneidad en la composición de residuos, infraestructura disponible y otros factores que varían significativamente de un escenario a otro. Este enfoque dinámico y adaptativo es esencial para abordar la complejidad de la gestión de residuos urbanos y encontrar soluciones sostenibles en el contexto colombiano.

Antimicrobial effect of polyphenolic extracts present in ananas comosus

Abstract Introduction: The use of antimicrobials is a permanent challenge as it is constantly confronted with the ability of bacteria to develop resistance mechanisms. Objective: The objective of this research was to evaluate the antimicrobial effect of polyphenolic extracts present in Ananas comosus crown. Materials and Methods: 3.5 kg of Ananas comosus pineapple crown leaves were collected and taken to a tray dryer to reduce humidity, then, they were milled until a fine flour was obtained, for the extraction process of the oleaginous extract a Soxhlet equipment was used, using 70% ethanol as solvent, The identification of phenolic compounds was carried out by ultra-high resolution liquid chromatography with an Orbitrap mass detector. The microbiological analysis was evaluated by the standardized method of diffusion with discs using Mueller-Hinton agar, for which the Staphylococcus aureus strain (ATCC 25923) was used, using oxacillin as a positive control and DMSO as a negative control. Results: from the drying obtained, the humidity was reduced by 50%, with which the dry matter obtained was ground and used to carry out the extraction process of the oleaginous extract, obtaining 63 ml of which 27 phenolic compounds were identified. As for the microbiological analysis carried out, inhibition halos varying between 4.5 mm and 6.0 mm were observed. Conclusion: Finally, it was concluded that the polyphenols present in the extract of Ananas comosus showed antibacterial activity on Staphylococcus aureus, with a greater inhibition effect observed when a higher concentration of the extract was applied.

Resumen Introducción: La utilización de antimicrobianos es un desafío permanente ya que se enfrenta en todo momento a la capacidad de las bacterias para desarrollar mecanismos de resistencia. Objetivo: el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto antimicrobiano de los extractos polifenolicos presentes en la corona Ananas comosus. Materiales y Métodos: se recolectaron 3,5 kg de hojas de coronas de piña Ananas comosus para ello se llevaron a un secador de charolas, para reducir humedad, posteriormente, se realizó la molienda hasta obtener una harina fina, para el proceso de extracción del extracto oleaginoso se utilizó un equipo Soxhlet utilizando etanol al 70 % como solvente, la identificación de compuestos fenólicos se realizó por cromatografía líquida de ultra-alta resolución con detector de masas Orbitrap,el análisis microbiológico se evaluó mediante el método estandarizado de difusión con discos utilizando agar Mueller-Hinton, para lo cual se utilizó la cepa Staphylococcus aureus (ATCC 25923), utilizando como control positivo oxacilina y como control negativo (DMSO). Resultados: del secado obtenido se disminuyó la humedad en 50 %, con el cual la materia seca obtenida fue molida y utilizada para realizar el proceso de extracción del extracto oleaginoso obteniendo 63ml del cual se identificaron de 27 compuestos fenólicos. En cuanto al análisis microbiológico realizado, se observaron halos de inhibición variables entre 4,5 mm y 6,0 mm. Conclusión: finalmente se concluyó que los polifenoles presentes en el extracto de Ananas comosus presentaron actividad antibacteriana en Staphylococcus aureus observándose mayor efecto de inhibición al aplicar de mayor concentración del extracto.

Towards an improved of teaching practice using Sentiment Analysis in Student Evaluation

Abstract Student Evaluation of Teaching (SET) serves as an ad hoc way of assessing teaching effectiveness within higher education institutions. This paper introduces an approach to analyzing sentiments expressed in SET comments using a Large Language Model (LLM). By employing natural language processing techniques, the polarity conveyed by students upon course completion is extracted and analyzed, aiming to furnish educators and stakeholders with valuable insights into teaching quality and areas for improvement in teaching practice. This study showcases the effectiveness of LLMs in sentiment analysis of comments, underscoring their potential to enhance the evaluation process. The development of a prototype tool, collaborative labeling of end-of-course evaluations, and a comparison with LLM-based labeling are experimentally explored. Subsequently, the implications for educational institutions are discussed, and future research directions in this domain are proposed.

Resumen La evaluación del estudiante sobre la enseñanza (SET) es una forma ad hoc de evaluar la efectividad docente en instituciones de educación superior. En este articulo presenta un enfoque para analizar los sentimientos expresados en los comentarios de SET utilizando un modelo de lenguaje grande (LLM). Al emplear técnicas de procesamiento de lenguaje natural, se extrae y analiza la polaridad expresada por los estudiantes al finalizar el curso, con el objetivo de proporcionar a educadores e interesados ideas valiosas sobre la calidad de la enseñanza y elementos a mejorar de la práctica docente. Este estudio demuestra la efectividad de los LLM en el análisis de sentimientos de los comentarios, resaltando su potencial para mejorar el proceso de evaluación. Se experimenta con el desarrollo de una herramienta prototipo, el etiquetado de conjunto de evaluaciones al final del curso de forma colaborativa y se compara con el etiquetado realizado con un LLM. Luego se discuten las implicaciones para las instituciones educativas y se proponen futuras direcciones para la investigación en este ámbito.

Innovation, technologies and barriers in the tourism sector in the north of Caldas, Colombia

Abstract The objective of this article is to present the general results of the tourism sector in the northern part of the Department of Caldas and specifically an analysis related to innovation, the use of information technologies and the barriers that are being presented in this sector. Based on a qualitative research, with a descriptive and correlational type of study a multivariate analysis was used and it was possible to consolidate a response base of 68 direct entrepreneurs direct and indirect businessmen of the tourism sector in the municipalities of Neira and Salamina in the Department of Caldas. The results show that, for the companies surveyed, innovation in tourism is fundamental for their growth. and the creation of innovative experiences, as well as the use of social networks as the most effective tools for disseminating new tourism products. It is concluded that the absence of governmental support has a negative impact on the economic growth of both tour operators and companies in the sector.

Resumen El objetivo del artículo es presentar los resultados generales del sector turístico del norte del Departamento de Caldas y específicamente un análisis relacionado con la innovación, el uso de las tecnologías de información y las barreras que se viene presentando en dicho sector, partiendo de una investigación cualitativa, con un tipo de estudio descriptivo y correlacional, se utilizó un análisis multivariado y se logró consolidar una base de respuesta de 68 empresarios directos e indirectos del sector turístico de los municipios de Neira y Salamina del Departamento de Caldas. Los resultados presentan que, para las empresas encuestadas, la innovación en turismo es fundamental para el crecimiento de ellas y la creación de experiencias innovadoras, así como es de importante el uso de las redes sociales como las herramientas más efectivas de difusión de nuevos productos turísticos. Se concluye que la ausencia de respaldo gubernamental impacta negativamente en el crecimiento económico tanto de los operadores turísticos como de las empresas del sector.

Characterization of small companies’ supply chains in Bogotá

Abstract Achieving competitive supply chains currently represents a requirement to ensure the sustainability of companies, even more so in those that are considered emerging, either due to having little experience in their economic activities or due to their limited ability to cover the market due to their size. These characteristics are regularly met by startups and small and medium-sized companies (SMEs). The objective of this research is to obtain a status of the supply chains of emerging companies in the city of Bogotá as a basis for identifying opportunities for improvement that aim to strengthen their competitiveness. Two well-known reference models developed by logistics experts were used as measurement components. Some statistical calculations and the formulation of surveys were the methods used to collect, analyze and evaluate the information. Among the main results, it is evident that the processes that make up the emerging supply chains in the city have a result that varies between regular and good, and present multiple opportunities for improvement, such as agility and compliance in the supply phase, internal transportation technologies at the time of manufacturing or production, and poor risk management in the distribution and sales process.

Resumen Lograr cadenas de suministro competitivas representa actualmente un requisito para asegurar la sostenibilidad de las empresas, más aún en aquellas que son consideradas emergentes, ya sea por tener poca experiencia en sus actividades económicas o por su escasa capacidad de abarcar el mercado debido a su tamaño. Estas características las cumplen regularmente los emprendimientos y aquellas empresas pequeñas y medianas (pymes). El objetivo de esta investigación es obtener un estado de situación de las cadenas de suministro de las empresas emergentes en la ciudad de Bogotá como base para identificar oportunidades de mejora que apunten a fortalecer su competitividad. Como componentes de medición, se utilizaron dos conocidos modelos de referencia desarrollados por expertos logísticos. Algunos cálculos estadísticos y la formulación de encuestas fueron los métodos utilizados para recoger, analizar y evaluar la información. Entre los principales resultados se evidencia que los procesos que componen las cadenas de suministro emergentes en la ciudad tienen un resultado que varía entre lo regular y lo bueno, y presentan múltiples oportunidades de mejora, como la agilidad y cumplimiento en la fase de aprovisionamiento, las tecnologías de transporte interno al momento de la fabricación o producción, y la escasa gestión de riesgos en el proceso de distribución y ventas.

Potential use of methane gas from the Villavicencio sanitary landfill, Colombia

Abstract The study evaluates the generation and recovery capacity of methane at the Villavicencio Landfill in Colombia, using the LandGEM model. It shows a significant increase in methane generation, rising from about 1.5 million cubic meters in 2010 to over 8.5 million in 2020, indicating a growing urgency to implement effective mitigation measures. It was estimated that by the year 2042, the electrical energy production from methane could be 248.067 kW/day, capable of supplying about 43.705 homes monthly. Additionally, thermal energy generation would be 468.572 kWh/day, useful for industrial processes. Management scenarios were proposed, where, for example, operational optimization could increase electric production to 342.333 kW/day, benefiting more than 60.000 homes monthly. The conclusions highlight the direct correlation between the amount of waste and methane generation, and the significant potential for converting these emissions into energy, pointing towards regional energy self-sufficiency and sustainability. Methane recovery represents a valuable alternative to the dependence on fossil fuels and for the development of a circular economy.

Resumen El estudio evalúa la generación y capacidad de recuperación de metano en el Relleno Sanitario de Villavicencio, Colombia, mediante el modelo LandGEM. En donde se observa un aumento significativo en la generación de metano, pasando de alrededor de 1,5 millones de metros cúbicos en 2010 a más de 8,5 millones en 2020, lo que indica una creciente urgencia por implementar medidas de mitigación efectivas. Se estimó que, para el año 2042, la producción de energía eléctrica del metano podría ser de 248.067 kW/día, capaz de abastecer a unos 43.705 hogares mensualmente. Asimismo, se generaría energía térmica de 468.572 kWh/día, útil para procesos industriales. Se plantearon escenarios de gestión, donde, por ejemplo, la optimización operacional podría aumentar la producción eléctrica a 342.333 kW/día, beneficiando a más de 60.000 hogares mensualmente. Las conclusiones resaltan la correlación directa entre la cantidad de residuos y la generación de metano, y el significativo potencial de convertir estas emisiones en energía, apuntando hacia la autosuficiencia y sostenibilidad energética regional. El aprovechamiento del metano representa una alternativa valiosa frente a la dependencia de combustibles fósiles y para el desarrollo de una economía circular.

Production of industrial-interest colorants in microalgae and cyanobacteria: leveraging nutrient dynamics and photoperiod optimization

Abstract The exploration of the biodiversity of cyanobacteria and microalgae holds great promise for obtaining pigments of industrial interest. This study focused on the bioprospecting of these organisms to obtain pigments of industrial interest together with enriched biomass. We investigated the impact of photoperiod and concentration of C/N/P nutrient sources in heterotrophic cultures, controlling specific variables such as light intensity, volume, pH, temperature, air flow and time to produce phycobiliproteins in Arthrospira platensis UTEX1926 and total carotenoids in Scenedesmus sp. using a nonfactorial Plackett‒Burman design in STATISTICA 7.0 software. The biomass concentration was determined by dry weight, while the concentrations of phycocyanin and carotenoids were determined spectrophotometrically at specific wavelengths. Heterotrophic cultures demonstrated superior productivity, with phycocyanin and carotenoids achieving percentages of 7% and 0.4% (w/w), respectively, and an R2 value of 0.99. Among the influential parameters, potassium diphosphate and sodium bicarbonate played pivotal roles in the final deposition of carotenoids and phycocyanin, respectively, yielding concentrations of 96.5 mg/L phycocyanin and 6.5 mg/L carotenoids.

Resumen La exploración de la biodiversidad de cianobacterias y microalgas es muy prometedora para la obtención de pigmentos de interés industrial. Este estudio se centra en la bioprospección de estos organismos para obtener pigmentos de interés industrial junto con biomasa enriquecida. Investigamos el impacto del fotoperiodo y la concentración de fuentes de nutrientes C/N/P en cultivos heterótrofos, controlando variables específicas como la intensidad luminosa, volumen, pH, temperatura, flujo de aire y tiempo para la producción de ficobiliproteínas en Arthrospira platensis UTEX1926 y carotenoides totales en Scenedesmus sp. Empleando un diseño Plackett‒Burman no factorial en el software STATISTICA 7.0. La concentración de biomasa fue determinada por peso seco, mientras que la concentración de ficocianinas y carotenoides fueron determinadas espectrofotométricamente a longitudes de onda específicas. Los cultivos heterótrofos demostraron una productividad superior, alcanzando las ficocianinas y los carotenoides porcentajes del 7% y el 0,4% (% p/p) respectivamente, y un notable valor R2 de 0,99. Entre los parámetros influyentes, el difosfato potásico y el bicarbonato sódico desempeñaron papeles fundamentales en la deposición final de carotenoides y ficocianinas, respectivamente, alcanzando concentraciones de 96,5 mg/L de ficocianinas y 6,5 mg/L de carotenoides.

Obtaining coffee mucilage microcapsules by spray drying using chemically modified banana starch

Abstract The growing global consumption of coffee has positioned Colombia as the third largest producer worldwide. However, the processing of coffee beans generates significant by-products, such as mucilage, which is rich in phenolic compounds with antioxidant activity. Inadequate disposal of this waste creates environmental problems and economic losses. This research aimed to develop high-quality coffee mucilage capsules using spray drying technology. Chemically modified banana starch with octenyl succinic anhydride (OSA) and commercial maltodextrin were used as coating materials to enhance the properties of the capsules. Physicochemical and functional characterization was performed on samples of fresh and filtered coffee mucilage (MF), concentrated mucilage (MC), concentrated mucilage with the addition of maltodextrin and OSA-modified starch (MCMA), and finally, spraydried coffee mucilage powder (MP). The antioxidant capacity (AC) of the mucilage was evaluated throughout the processing stages. MF showed an AC of 179.2 μmol of trolox/100 g, while the final coffee mucilage powder (MP) showed a significantly higher AC of 5444.35 μmol of trolox/100 g. Additionally, the MP showed a stability index of 0.48, water activity (aw) of 0.19, solubility of 14.64%, and a high water retention capacity of 90.53%. Microscopic analysis revealed amorphous structures with an average size of 29.16 ± 2.12 μm in the MP. These findings highlight the potential of spray drying with food-grade matrices such as OSA-modified banana starch to encapsulate coffee mucilage, preserving its antioxidant capacity and creating a new functional food ingredient with water retention properties.

Resumen El creciente consumo mundial de café ha posicionado a Colombia como el tercer productor más grande a nivel global. Sin embargo, el procesamiento de los granos de café genera subproductos significativos, como el mucílago, una fuente rica en compuestos fenólicos con actividad antioxidante. La eliminación inadecuada de este residuo crea problemas ambientales y pérdidas económicas. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar cápsulas de mucílago de café de alta calidad utilizando tecnología de secado por aspersión. Se empleó almidón de plátano modificado químicamente con anhídrido octenil succínico (OSA) y maltodextrina comercial como materiales de recubrimiento para mejorar las propiedades de las cápsulas. Se caracterizaron fisicoquímica y funcionalmente muestras de mucílago de café fresco y filtrado (MF), mucílago concentrado (MC), mucílago concentrado con adición de maltodextrina y almidón modificado con OSA (MCMA) y, finalmente, el polvo de mucílago de café secado por aspersión (MP). La capacidad antioxidante (AC) del mucílago se evaluó a lo largo de las etapas de procesamiento. El MF mostró una AC de 179,2 μmol de trolox/100g, mientras que el polvo final de mucílago de café (MP) mostró una AC significativamente mayor de 5444,35 μmol de trolox/100 g. Además, el MP mostró un índice de estabilidad de 0,48, actividad del agua (aw) de 0,19, solubilidad del 14,64% y una alta capacidad de retención de agua del 90,53%. El análisis microscópico reveló estructuras amorfas con un tamaño promedio de 29,16 ± 2,12 μm en el MP. Estos hallazgos resaltan el potencial del secado por aspersión con matrices de grado alimenticio como el almidón de plátano modificado con OSA para encapsular el mucílago de café, preservando su capacidad antioxidante y creando un nuevo ingrediente alimentario funcional con propiedades de retención de agua.

From fibers electrospun with honey to the healing of wounds: a review

Abstract In order to take advantage of the antiseptic and healing properties of honey, the preparation of polymeric micro and nanofibers with honey from bees has been investigated in many parts of the world, in order to enhance their use in the development of biomedical products such as dressings, bandages and other elements that favors wound closure and tissue restoration. To contribute to this line of research, a background review is presented here on the application of the electrospinning technique in the preparation of micro and nanofiber membranes with honey, focusing on experimental methodology including the use of polymers, solvents, therapeutic agents, active principles or drugs loaded in apitherapeutic fibers. Electrospinning techniques and parameters, tests and material characterization methods have been compiled, presenting the effect of these variables on the compositional, morphological, mechanical and physicochemical properties of the fibrous meshes. A compendium of biological tests evaluated in vitro and in vivo was made in order to analyze the functionality and potential of the application of fibers in tissue engineering, as well as in the construction of devices for clinical diagnosis and in general for the development of advanced materials for wound treatment. This review sees the establishment of the methodological foundations for the design of new materials based on honey and plant extracts not yet explored, and which could be developed into compounds of high scientific and industrial interest.

Resumen Con el fin de aprovechar las propiedades antisépticas y cicatrizantes de la miel, en muchas partes del mundo se ha investigado la preparación de micro y nanofibras poliméricas con miel de abejas, con el fin de potenciar su uso en el desarrollo de productos biomédicos como apósitos, vendajes y otros elementos que favorezcan el cierre de la herida y la restauración del tejido. Para contribuir a esta línea de investigación, se presenta una revisión de antecedentes sobre la aplicación de la técnica de electrohilado en la preparación de membranas de micro y nanofibras con miel, enfocándose en la metodología experimental que incluye el uso de polímeros, solventes, agentes terapéuticos, principios activos o fármacos cargados en fibras apiterapéuticas. Se han recopilado técnicas y parámetros de electrohilado, ensayos y métodos de caracterización de materiales, presentando el efecto de estas variables sobre las propiedades composicionales, morfológicas, mecánicas y fisicoquímicas de las mallas fibrosas. Se realizó un compendio de pruebas biológicas evaluadas in vitro e in vivo con el fin de analizar la funcionalidad y potencial de la aplicación de fibras en ingeniería de tejidos, así como en la construcción de dispositivos para diagnóstico clínico y en general para el desarrollo de materiales avanzados. para el tratamiento de heridas. Esta revisión prevé el establecimiento de las bases metodológicas para el diseño de nuevos materiales basados en miel y extractos de plantas aún no explorados, y que podrían desarrollarse en compuestos de alto interés científico e industrial.

Economic, social and environmental potential of bioenergy technologies with CO2 capture in biorefineries

Abstract Biorefineries are strategic actors in economic, social, and environmental aspects, which must consider energy transition policies and the objectives of a circular and sustainable economy. Despite its potential to reduce greenhouse gases, the impact of bioenergy technology in biorefineries linked to sugarcane must be evaluated and addressed to ensure its sustainable growth on the environment, biodiversity, water resources, and use from the earth. From the point of view of CO2 capture, Colombia has been advancing in policies for the implementation of carbon capture, use, and storage technology. The use of biogas from residual biomass opens a range of opportunities and challenges for the country. This review contributes to the implementation of bioenergy technologies with CO2 capture in biorefineries associated with sugarcane and could be useful to guide professionals in decision-making and future research on sustainable biorefineries.

Resumen Las biorrefinerías son actores estratégicos en aspectos económicos, sociales y ambientales, que deben considerar las políticas de transición energética y los objetivos de una economía circular y sostenible. A pesar de su potencial para reducir gases de efecto invernadero, el impacto de la tecnología bioenergética en biorrefinerías vinculadas a la caña de azúcar debe evaluarse y abordarse para asegurar su crecimiento sostenible en el medio ambiente, la biodiversidad, los recursos hídricos y el uso de la tierra. Desde el punto de vista de captura de CO2, Colombia ha venido avanzando en las políticas para la implementación de la tecnología de captura, uso, y almacenamiento de carbono. El aprovechamiento de biogás a partir de la biomasa residual abre un abanico de oportunidades y desafíos para el país. Esta revisión contribuye a la implementación de tecnologías de bioenergía con captura de CO2 en biorrefinerías asociadas a la caña de azúcar y que podría ser útil para guiar a los profesionales en la toma de decisiones y las investigaciones futuras sobre biorrefinerías sostenibles.

Examining Value Generation activities in agro-industrial Chains: A Systematic literature Review

Abstract This article identifies value-generating activities in agro-industrial chains, through a systematic literature review in the Scopus database, combining terms associated with the generation of value in this type of chains. The search yielded more than two thousand documents, which were reduced using pre-established exclusion and inclusion criteria, like date and language. As a result of the application of these criteria, seventy-eight articles were selected for analysis, allowing the identification of thirty value-generating activities in agro-industrial chains. The findings show that activities associated with operational skills and the integration of agribusiness are the most relevant. However, in recent years value has been given to activities associated with marketing and innovation, making new strategies for the use of resources visible, which directly impacts the increase in the competitiveness of agro-industrial chains.

Resumen En este artículo se identifican actividades generadoras de valor en cadenas agroindustriales, a partir de una revisión sistemática de literatura en la base de datos Scopus, combinando términos asociados a la generación de valor en este tipo de cadenas. La búsqueda arrojó más de dos mil documentos, los cuales fueron reducidos por medio de criterios de exclusión e inclusión preestablecidos, como fecha e idioma. Como resultado de la aplicación de estos criterios, se seleccionaron setenta y ocho artículos para análisis, permitiendo identificar treinta actividades generadoras de valor en cadenas agroindustriales. Los hallazgos muestran que las actividades asociadas a las habilidades operacionales y a la integración de la agroindustria son las más relevantes; sin embargo, en los últimos años se ha otorgado valor a las actividades asociadas al marketing e innovación, permitiendo visibilizar nuevas estrategias para el empleo de recursos, repercutiendo directamente en el aumento de la competitividad de las cadenas agroindustriales.

Machine learning for electric power prediction: a systematic literature review

Abstract This study presents a Systematic Literature Review (SLR) on artificial intelligence (AI) techniques applied to electric power prediction. The specialized databases employed in this review are Scopus, IEEE, ACM, and Google Scholar. This analysis provided a perspective on the artificial intelligence techniques utilized in this field, facilitating the identification of current and emerging trends. This offers a clear understanding of upcoming opportunities to enhance accuracy in electric power prediction and decision-making. A notable finding of this review was the predominant usage of Artificial Neural Networks (ANN) as the most prevalent technique in Machine Learning applied to electric power prediction. This preference is justified by the inherent ability of ANN to identify complex patterns and relationships in data, making them a valuable tool for electric power prediction. Additionally, the importance of essential factors in electric power prediction is highlighted, such as the significance of collecting relevant and representative data, encompassing historical and contextual information. Data preprocessing, which involves cleaning and transforming collected data to adequately prepare them for analysis and modeling, and data splitting, crucial for avoiding biases and accurately evaluating the predictive capability of the model, are also emphasized.

Resumen Este estudio presenta una Revisión Sistemática de la Literatura (RSL) sobre las técnicas de inteligencia artificial (IA) aplicadas para la predicción de energía eléctrica. Las bases de datos especializadas que se emplearon en esta revisión son Scopus, IEEE, ACM y Google Scholar. Este análisis ofreció una perspectiva sobre las técnicas de inteligencia artificial utilizadas en este campo, lo que facilitó la identificación de las tendencias presentes y en desarrollo. Esto proporciona una comprensión clara de las oportunidades venideras para mejorar la precisión en la predicción de la energía eléctrica y, en consecuencia, en la toma de decisiones. Un hallazgo destacado de esta revisión fue el predominio del uso de redes neuronales artificiales (RNA) como la técnica más prevalente dentro del campo de Machine Learning aplicado a la predicción de energía eléctrica. Esta preferencia se justifica por la capacidad inherente de las RNA para identificar patrones complejos y relaciones en los datos, lo que las convierte en una herramienta valiosa para la predicción de energía eléctrica. Además, se destaca la importancia de varios factores fundamentales en la predicción de energía eléctrica, como la importancia de recolectar datos relevantes y representativos, que abarquen tanto información histórica como contextual. El preprocesamiento de datos, el cual implica la limpieza y transformación de los datos recopilados para prepararlos adecuadamente para su análisis y modelado y la división de datos, crucial para evitar sesgos y evaluar de manera precisa la capacidad predictiva del modelo.

Methods of wind energy harnessing: A state of the art and bibliometric analysis

Abstract Wind energy is one of the most promising alternatives for obtaining a sustainable electricity generation model with low greenhouse gas emissions. The maturity of this technology, coupled with its low investment costs and good performance, makes it highly interesting for countries to develop projects within this field. However, its high operation intermittency caused by the natural behavior of wind requires preliminary research on the technical conditions (Installation, Capacity, Environmental, Legal, Administrative and Logistics) of the geographical area wherein the wind energy project is planned. This paper provides an overview of the state-of-the-art research studies on the potential of wind energy within a territory. This review describes current methodological alternatives for assessing wind energy generation projects and potential energy studies in different geographical areas globally. Therefore, a bibliometric analysis is included, examining the scientific research trends in the field of wind energy in addition to the different technologies and innovations that have contributed to the viability of a greater wind energy generation project. Finally, the study discusses the technical restriction criteria faced by any such project. This paper also seeks to become a point of reference for future reviews and decision-making in wind projects.

Resumen La energía eólica es parte de las alternativas más prometedoras para la obtención de un modelo de generación eléctrica sustentable y de baja emisiones de gases de efecto invernadero. La madurez de la tecnología sumado a su bajo costo de inversión y buen rendimiento hace que esta tecnología presente alto interés para los países que deseen desarrollar proyectos en este campo. Sin embargo, la alta intermitencia de su operación causada por los comportamientos naturales del viento requiere investigaciones de manera preliminar de las condiciones técnicas (Instalación, Capacidad, Ambientales, Legales, Administrativas y Logísticas) en las áreas geográficas donde se presume un posible proyecto eólico. El presente trabajo pretende aportar una visión general del estado de las técnicas relacionadas con el estudio del potencial energético eólico de un territorio. Se pretende mediante este abordaje identificar las alternativas metodológicas existentes para la evaluación de proyectos de generación de energía eólica y los estudios del potencial energético en zonas geográficas del mundo. Asimismo, presentar un análisis bibliométrico donde se analizan las tendencias de investigación científica en el campo de la energía eólica, además de las distintas tecnologías e innovaciones que han contribuido a una mayor viabilidad de los proyectos en esta rama del conocimiento. Finalmente, se muestra los criterios de restricción técnicas con las que se enfrentan un proyecto eólico. Este documento pretende convertirse en punto de referencias para revisiones futuras y la toma de decesiones en proyectos eólicos.