Ciencia e Ingeniería Neogranadina

KINETIC MODEL OF HYDROLYSIS OF SUGARCANE WASTE

El residuo de cosecha de caña de azúcar (paja, hojas y puntas), es un recurso biológico renovable y barato. El objetivo de este estudio es analizar la producción de azúcares fermentables AFT a partir de residuos de cosecha cañero. El proceso de hidrólisis se llevó a cabo para evaluar el efecto del tiempo de reacción, la temperatura y la concentración de ácido sulfúrico [H2SO4: 0,5, 1,0 y 1,5%, w / w)], en la producción de azúcares fermentables a 60, 90 y 120 minutos de hidrólisis y relación sólido a líquido 1:10, con base seca en un reactor discontinuo. La determinación de los azúcares fermentables o hidrolizados recuperados (%) fue evaluada por el método de saeman mediante un diseño factorial 3³ con dos repeticiones con respecto de las interacciones de la concentración de ácido (AC), temperatura (TEMP), y el tiempo (T). Así mismo, se desarrolló un modelo cinético para las condiciones óptimas de la hidrólisis, basado en dos reacciones consecutivas de pseudo primer orden para la sacarificación promedio. El modelo obtenido se ajustó al proceso de producción de azúcares fermentables a partir del residuo lignocelulósico cañero. El análisis de varianza se realizó con el software SAS®. Los resultados fueron estadísticamente significativos para la interacción de AC * TEMP (R² = 0.938491), e indicó la posibilidad de obtener azúcares fermentables del residuo de caña de azúcar.

Sugarcane waste (straw, leaves and tops) is a cheaper-and-renewable bio-resource. The goal of this study was to analyze the production of fermentable sugars AFT from sugarcane waste. The hydrolysis process was carried out to evaluate the effect of reaction time, temperature and sulfuric acid concentration [H2SO4: 0.5, 1.0 and 1.5%, w/w] in a fermentable sugar production at 60, 90, and 120 min of hydrolysis and solid-to-liquid ratio 1:10 on a dry basis through a batch reactor. The measurement of fermentable sugars or recovered hydrolyzates (%) was evaluated by saeman method through a factorial design 3³ with two replications regarding interactions of acid concentration (AC), temperature (TEMP) and time (T). Also a kinetic model for optimum conditions of hydrolysis was developed based on two consecutive reactions of pseudo-first order for average saccharification. The model obtained is adjusted to the process of sugar fermentable production from lignocellulosic sugarcane waste using sulfuric acid. The variance analysis was performed using sas software®. Results were statically significant for interaction of AC * TEMP (R² = 0.938491), which pointed out the likelihood to obtain fermentable sugars from sugarcane waste.

EVALUATION OF DAMAGE BY CARBURIZATION OF A TUBE REMOVED FROM A PYROLYSIS FURNACE

La pirólisis de hidrocarburos es un proceso que se caracteriza por llevarse a cabo durante largos períodos de tiempo a temperaturas superiores a los 843° C y atmósferas altamente reductoras. Dichas condiciones severas contribuyen al deterioro por carburización de los serpentines de los hornos en donde ocurre el proceso de rotura térmica por pirólisis, de los hidrocarburos. En este trabajo, se evaluó el estado de daño de un tramo de serpentín de la zona radiante de un horno de pirólisis de etano para la producción de etileno. El tubo fue retirado del servicio del horno de pirólisis debido a la coquización presente en su interior. Posteriores análisis de microscopia electrónica de Barrido, análisis metalográfico, análisis de composición química, análisis de dureza y microdureza, permitieron evaluar el estado de daño por carburización.

Hydrocarbon pyrolysis is a process characterized by carried out for long periods at temperatures above 843° C and environment highly reducing. These severe conditions contribute to deterioration by carburización of the coils of the furnaces which carries out the process of thermal breakage by pyrolysis of hydrocarbons. In this work it was evaluated the damage state of a section of the coil in the radiant zone of a pyrolysis furnace of ethane to ethylene production. This tube was removed from service by coking. Further analysis of Electronic Scanning Microscopy, metallographies, chemical composition analysis, hardness and microhardness, allowed to evaluate and to establish the state of damage by carburizing.

PROPOSAL OF A NEURO-DBR SYSTEM AND ITS APPLICATION TO THE PREDICTION OF LORENZ TIME SERIES

Este artículo propone la predicción de la serie de tiempo Lorenz usando un nuevo método conocido como sistema Neuro-DBR y su comparación, con un diseño neurodifuso convencional. La técnica Neuro-DBR es el resultado de la unión de las redes neuronales y la metodología de Defuzificación basada en relaciones booleanas (DBR). La teoría DBR pretende facilitar la implementación de una inferencia difusa y mejorar el tiempo de procesamiento de los sistemas difusos, para obtener a su vez, un buen desempeño. Los sistemas Neuro-DBR tratan de explotar la complementariedad que existe entre ambas técnicas, aprovechando las ventajas y eludiendo las desventajas de cada una de ellas. En una primera parte, se presenta el algoritmo de entrenamiento Neuro-DBR propuesto para identificar sistemas no lineales. Después, se presenta el diseño del identificador para las ecuaciones de Lorenz, usando un sistema Neuro-DBR y comparándolo con un diseño Neurodifuso convencional mediante la raíz del error cuadrático medio (RMSE), y el coeficiente de correlación (IC), como índices de desempeño. Los resultados obtenidos con el sistema propuesto, muestran la reducción del tiempo de entrenamiento y cálculo computacional. La teoría relacionada con lógica y conjuntos booleanos es una buena herramienta para diseñar de automatismos y sistemas digitales; una variación con la cual se busca mejorar los sistemas basados en automatismos consiste en emplear conjuntos difusos en lugar de booleanos. Lo anterior se realiza con el objetivo de tener una acción continua en el actuador del automatismo. Al realizar esta variación y aplicar la metodología de diseño de los sistemas de automatismos, aparecen los sistemas de inferencia difusa basados en relaciones booleanas.

This paper proposes the Lorenz time series prediction using a new method known as neural-DBR system and comparing this with a typical fuzzy-neural design. the neural-DBR technique is a union of neural networks and the defuzzification methodology based on Boolean relations (DBR). The DBR theory aims to facilitate the implementation of a fuzzy inference and improve processing time of fuzzy systems, getting also a good performance. Neural-DBR systems try to take advantage of the complementarity between both techniques, using their benefits and avoid the unfavorable ones of each. Firstly, the paper presents the neural-DBR training algorithm proposed for identification of nonlinear systems. Later, the identifier for Lorenz equations, using a neural-DBR system and comparing it with a typical fuzzy-neural design through the root mean square error (RMSE) and the correlation coefficient (IC) as performance indices. The results of the system proposed show the reduction in training time and computation calculation. Boolean logic is accepted as a useful tool for automata and digital systems design. An alternative to improve automation systems is using fuzzy sets instead of Boolean logic. This is to obtain a continuous description for the actuator. By such a change and implementing the methodology of design automation systems, the fuzzy inference systems based on Boolean relations may appear.

EXPERIMENTAL ROCKETRY MISSIONS: THE SENECA MISSION, AINKAA 1 ROCKET

Este documento expone la metodología y los resultados obtenidos en el desarrollo de una investigación sistemática, que trata sobre a la implementación de misiones de cohetería experimental. En este proceso se obtuvieron, datos y resultados que permitieron corroborar de forma experimental, conceptos de propulsión, aerodinámica y balística propios de una aeronave tipo cohete sin elementos de control activo a bordo. Para el estudio e implementación de esta misión, se generó un método dividido en etapas por las cuales se guió el desarrollo del proyecto; primero se realizó la etapa de validación y el diseño preliminar en forma teórica, se continuó con la etapa de simulación, utilizando un software especializado y culminó con la etapa del proceso constructivo y el procedimiento de disparo. La puesta en marcha de esta misión de cohetería experimental permitió alcanzar, propulsado por un combustible tipo "candy" compuesto por nitrato de potasio y sorbitol, un apogeo del cohete Ainkaa 1 de 780 m sobre la superficie de lanzamiento, con una velocidad de impacto de 526 Km/h, un tiempo de quemado de 3.2s entre otros datos, para confgurar esta misión dentro de la categoría de alta potencia.

This paper outlines the methodology and results while conducting a systematic research work related with the implementation of experimental rocketry missions. In this process, data and results were obtained to support experimental concepts about propulsion, aerodynamics and ballistics for a rocket aircraft with no active control elements aboard. For the analysis and implementation of this mission, a method divided into stages was created. First, it was carried out the validation stage and a preliminary and theoretical design; then it followed the simulation stage by using specialized software and finally, the stage of the construction process and procedures for launching. The implementation of this experimental rocketry mission it was reached an apogee for the rocket ainkaa 1, of 780 meters above the launching surface, an impact speed of 526 km/h, and a burning time of 3.2 s. The rocket was powered by a "Candy-like" fuel, classifying this mission within the high-power category.

MIDDIS: A REFERENCE ARCHITECTURE FOR SOA-AND-IMS BASED SERVICES INTERACTION

En telecomunicaciones la tendencia actual está dirigida hacia una búsqueda de la convergencia de redes fijas y móviles, y por lo tanto, las redes que se diseñan son más complejas. Así mismo, se presentan nuevos retos en el campo de la interconexión e integración de servicios a través de múltiples redes, tecnologías y áreas de negocio, lo cual hace imprescindible interoperar los servicios de las Tecnologías de Información (Information Technologies, IT), con los de telecomunicaciones. Para aportar en la solución de estos retos y debido además, a la ausencia de un entorno de Telecomunicaciones convergente y completamente adecuado para la prestación de servicios tradicionales y nuevos, en este artículo se presenta una arquitectura de referencia que permite la habilitación y entrega rápida de servicios convergentes para el mundo IT y el mundo de las Telecomunicaciones, con la mediación en la interacción de servicios basados en la Arquitectura Orientada a Servicios (Service Oriented Architecture, SOA), y el Subsistema Multimedia IP (IP Multimedia Subsystem, IMS). La característica esencial del middleware, implementado en un Entorno de Ejecución de Lógica de Servicio (Service Logic Execution Environment, SLEE), consiste en que IMS utiliza a SOA para integrar sus propios elementos software con componentes externos y de esta manera, se logra la combinación de las facilidades de la Web y de IMS para exponer un conjunto de servicios enriquecidos para ambos mundos.

The current trend in telecommunications is oriented to a search of a convergence of fixed and mobile networks, and therefore networks designed would be more complex. Also there are new challenges in the service networking and integration feld across multiple networks, technologies and business areas, which involve there is a need to interoperate the Information Technologies (IT) and Telecommunication services. Therefore to contribute by solving these challenges but given the current lack of a fully adequate converged telecommunications environment -both traditional and new services-, this paper presents a reference architecture to enable and deliver quickly new converged services to the IT and telecommunications worlds, through SOA-IMS-based services interaction. Implemented in a SLEE, the middleware essential feature is that IMS uses SOA to integrate its own software components with external components, and thus it is achieved the IMS and Web services facilities combination to present a rich set of both services.

THINKLET: KEY ELEMENT IN THE COLLABORATIVE METHODS GENERATION FOR EVALUATE SOFTWARE USABILITY

En la actualidad, la usabilidad es un atributo fundamental para el éxito de un producto software. La competitividad entre organizaciones obliga a mejorar el nivel de usabilidad de los productos, debido al riesgo que existe de perder clientes, si el producto no es fácil de usar y/o fácil de aprender. Aunque se han establecido métodos para evaluar la usabilidad de productos software, la mayoría de estos métodos no consideran la posibilidad de involucrar a varias personas trabajando de forma colaborativa en el proceso de evaluación. Por esta razón, convendría utilizar la Metodología para el Diseño de Métodos de Evaluación de Usabilidad Colaborativos, de tal forma que se diseñen métodos que permitan a varias personas de diversas áreas de conocimiento, trabajar de forma colaborativa en el proceso de evaluación. Este artículo presenta de forma general, la metodología mencionada y hace especial énfasis en los thinklets, como elementos clave para el diseño de procesos colaborativos.

Currently, usability is a critical attribute to success of software. The competition among organizations forces to improve the level of product usability due to the risk of losing customers if product would not be easy to use and/or easy to learn. Methods have been established to evaluate the usability of software products; however, most of these methods don't take into account the possibility to involve several people working collaboratively in the evaluation process. Therefore, Methodology for Design of Collaborative Usability Evaluation Methods should be used to design methods that allow several people from a range of knowledge areas to work collaboratively in the evaluation process. This paper presents the methodology mentioned and gives special emphasis on Thinklets, as key elements for design of collaborative processes.

STRUCTURAL AND MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF ALUMINUM NITRIDE FILMS OF OBTAINED BY PULSED LASER DEPOSITION

En este trabajo, se presentan los resultados preliminares de películas nanoestructuradas de nitruro de aluminio (AIN), que fueron depositadas con el método de deposición por láser pulsado (PLD). Al efecto, se utilizó un láser Nd:YAG (λ=1064nm), que impacto un blanco de aluminio de alta pureza (4N), en una atmósfera de nitrógeno. Se utilizaron como sustratos portaobjetos de vidrio, Si3N4 (100) y Si (100). El tiempo de deposición fue de 15 minutos a una fluencia del láser 7 J/cm² y a temperatura ambiente. El espesor de las películas fue de 50 nm medido con un perflómetro. Para estudiar la influencia del nitrógeno en las películas delgadas de AIN, se varió la presión del gas ambiente entre (3 y 4) mTorr. Igualmente se estudió la influencia del sustrato en las propiedades morfológicas de las películas delgadas de AIN. La nanoestructura de las películas se determinó mediante microscopia electrónica de barrido (SEM), y microscopia de fuerza atómica (AFM); la composición química, utilizando la técnica de espectroscopía de rayos X por dispersión de energía (EDX). La estructura cristalina fue estudiada con difracción de rayos X (DRX), para la película de 4 mTorr sobre un sustrato de Si3N4 (100), y se encontró una estructura policristalina con reflexiones de los planos (002), asociados a la estructura tipo wurtzita del AIN.

This paper gives the preliminary results about aluminum nitride (AIN) nanoestructured films deposited by pulsed laser deposition (PLD) technique, by using laser Nd:YAG (λ=1064), which hit a target of high purity aluminum (4N) in a nitrogen atmosphere. We used glass slide, Si3N4 (100) and Si (100) as substrates. The deposition time was 15 minutes at laser fluence 7 J/cm² and room temperature. The thicknesses of thin films were 50 nm measured with a proflometer. The influence of nitrogen on thin films was studied by changing room gas pressure between 3 and 4 mTorr. Also we have studied the influence of substrate on morphological properties of AIN thin films. The film nanostructure was determined by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) -the chemical composition- using the technique of energy dispersive X-ray (EDX). The crystal structure was examined with X-Ray Diffraction (XRD) to a 4 mTorr film on a Si3N4 (100) substrate giving a polycrystalline structure with reflections of planes (002), linked to the wurtzite-like structure of AIN.