Ingeniería e Investigación

Biodegradación en suelo de una mezcla de almidón de yuca y ácido poliláctico

ABSTRACT This study evaluated bio-based blended films produced from polylactic acid (PLA) and thermoplastic starch (TPS) under soil conditions for four weeks (W). The degradation of the film was evaluated in addition to thermal, structural, and morphological changes on the surface of the material. There were evident structural changes; the TPS present in the film degraded from weeks 0 to 4, exhibiting a loss of mass between 350 and 365 °C in the TGA test. This behavior was attributed to the condensation of hydroxyl groups of the cassava starch as well as to a loss of mass corresponding to the degradation of PLA between 340 and 350 °C. The addition of TPS in the PLA-containing matrix resulted in a decrease in the Tg of the PLA/TPS blends. The increase in crystallinity improved the water vapor permeability in the structure. Consequently, the incorporation of starch in these blends not only reduces the cost of the material, but it also contributes to its rapid biodegradation (68%). These results contribute and offer new alternatives to accelerate the biodegradation process of biomaterials.

RESUMEN Este estudio evaluó películas de mezcla de base biológica producidas a partir de ácido poliláctico (PLA) y almidón termoplástico (TPS) bajo condiciones en suelo durante cuatro semanas (W). Se evaluó la degradación de la película, además de los cambios térmicos, estructurales y morfológicos de la superficie del material. Hubo cambios estructurales evidentes; el TPS presente en la película se degradó desde la semana 0 hasta la 4, mostrando una pérdida de masa entre 350 a 365 °C en la prueba de TGA. Este comportamiento se atribuyó a la condensación de grupos hidroxilos del almidón de yuca y a una pérdida de la masa correspondiente a la degradación del PLA entre 340 a 350 °C. La adición de TPS en la matriz que contiene PLA dio lugar a una disminución en la Tg de las mezclas de PLA/TPS. El incremento de la cristalinidad mejoró la permeabilidad al vapor de agua en la estructura. Por lo tanto, la incorporación de almidón en estas mezclas no solo reduce el coste del material, sino que también contribuye a su rápida biodegradación (68 %). Estos resultados contribuyen y ofrecen nuevas alternativas para acelerar el proceso de biodegradación de los biomateriales.

Tratamientos cortos con UV-C para extender la vida útil de fresas (Fragaria x ananassa Duch cv. Camarosa) mínimamente procesadas

ABSTRACT In recent years, there has been a marked increase in the demand for fresh-cut fruit. Although these products have a high user convenience, they are extremely perishable, which is why they must be distributed within a very short period of time. A number of studies have shown that brief UV-C irradiation prior to storage may reduce postharvest deterioration in whole fruits. In this work, we evaluated the influence of different UV-C dosage and intensity combinations on the quality and shelf-life of fresh-cut strawberries. Fresh berries were cut in wedges and subjected to brief UV-C treatments with different combinations of radiation intensity (0, 9, or 36 W m-2) and dose (0, 2, or 4 kJ m-2). The treatments with the highest dosage and intensity decreased decay, juice leakage, dehydration softening, and yeasts and mold counts. UV-C-treated berries also scored better in freshness, color, and overall acceptability in consumer tests. The treatments did not affect the acidity, soluble solids, or phenolic compounds. Results suggest that a short UV-C treatment could be useful to supplement cold storage, extending the shelf-life of fresh-cut strawberries.

RESUMEN En los últimos anos ha habido un aumento en la demanda de frutas minimamente procesadas. A pesar de representar una alta comodidad de usuario, estos productos son extremadamente perecederos, lo que hace que deban distribuirse en un periodo muy corto de tiempo. Algunos estudios han mostrado que la irradiación UV-C antes del almacenamiento puede retrasar el deterioro postcosecha de frutos enteros. En este trabajo evaluamos la influencia de diferentes combinaciones de dosis e intensidad de radiación UV-C en la calidad y vida útil de fresas minimamente procesadas. Las fresas se trataron con diferentes intensidades (0, 9 o 36 W m-2) y dosis (0, 2 o 4 kJ m-2) de radiación UV-C. Los tratamientos con la dosis y la intensidad más altas redujeron el deterioro, el exudado de jugo, la deshidratación el ablandamiento y el recuento de mohos y levaduras. Los frutos tratados con UV-C obtuvieron además una mayor puntuación en frescura, color y aceptabilidad sensorial en paneles de consumidores. Los tratamientos no afectaron la acidez, los sólidos solubles o los fenoles totales. Los resultados sugieren que un tratamiento corto con UV-C puede ser útil para complementar los benefícios de la refrigeración y extender la vida útil de fruta mínimamente procesada.

Desarrollo de un bioplástico a partir de residuos del plátano

ABSTRACT The problems caused by synthetic plastics have motivated the use of other materials. This research consisted of utilizing banana peel and cellulose from the pseudostem of this plant to obtain a bioplastic. The flour was extracted by dry milling and cellulose via an acid-alkaline treatment. For the elaboration of the thermoplastic material, a mixture design was employed where fixed amounts of shell flour (5 g), 15% NaOH (5 mL), water (4 mL), and varying concentrations of plasticizers were used, which were glycerol and sorbitol. In two of the formulations, 0,5 g of cellulose were added as filler material. The obtained bioplastic was characterized according to its thickness, water vapor permeability (WVP), tension force (TF), break time (bt), and biodegradability. The type of plasticizer and the cellulose content did not affect the thickness of the bioplastic, but it did affect the WVP, TF, and bt. WVP decreases when glycerin is used and increases with the addition of cellulose. The best result for WVP was 1,83 x 10-9 g/Pa.s.m in the formulation where only glycerol was used, whereas the best values for TF, bt, and biodegradability were 2,4 MPa, 17 seconds, and 37,77%, respectively, with 75% sorbitol and 25% glycerol. Expanding the study of the best formulations would allow their use as a replacement for synthetic plastics.

RESUMEN Las problemáticas causadas por los plásticos sintéticos han motivado el uso de otros materiales. Esta investigación consistici en el aprovechamiento de la cáscara del plàtano y celulosa del pseudotallo de esta planta para obtener un bioplàstico. La harina se extrajo por molienda seca y la celulosa con un tratamiento àcido-alcalino. Para la elaboración del material termoplàstico se trabajó con un diseho de mezclas donde se establecieron cantidades f ijas de harina de cáscara (5 g), NaOH al 15 % (5 mL), agua (4 mL) y diferentes concentraciones de plastificantes, los cuales fueron glicerol y sorbitol. En dos de las formulaciones se adicionaron 0,5 g de celulosa como material de relleno. El bioplástico obtenido se caracterize en función de su espesor, permeabilidad al vapor de agua (PVA), fuerza de tensión (FT), tiempo de rotura (tr) y biodegradabilidad. El tipo de plastificante y el contenido de celulosa no incidieron en el espesor del bioplástico, pero sí en la PVA, la FT y el tr. La PVA disminuye cuando se utiliza glicerina y aumenta con la adición de celulosa. El mejor resultado para PVA fue de 1,83 x 10-9 g/Pa.s.m en la formulación donde solo se utilize glicerol, mientras que los mejores valores para FT, tr y biodegradabilidad fueron de 2,4 MPa, 17 segundos y 37,77 % respectivamente con 75 % de sorbitol y 25 % de glicerol. Ampliar el estudio de mejores formulaciones posibilitaría su uso como reemplazo de los plásticos sintéticos.

Influencia de la geometria del agitador en la cinética de disolución de un sólido esférico

ABSTRACT An experimental study was conducted with the purpose of establishing the effect of both agitator geometry and agitation rate on the dissolution kinetics of spherical candies. To this effect, the dissolution constants were determined in aqueous solutions by way of the Hixson-Crowell model for three types of agitators, namely a paddle agitator with two blade, and two turbine agitators with four and six blades, respectively. Subsequently, for a fixed agitation rate, the temperature was varied in order to experimentally determine the activation energy of each agitator. It was found that, while the geometry of the agitator has an effect on the pre-exponential factors of the dissolution constant, the activation energy remains constant. Finally, differences in the dissolution constants as a function of the angular frequency of the agitator were also found.

RESUMEN Se realizó un estudio experimental con el fin de establecer el efecto de la geometria de un agitador y su tasa de agitación en la cinética de disolución de dulces esféricos. Para ello se determinaron las constantes de disolución en soluciones acuosas usando el modelo de Hixson-Crowell en tres tipos de agitadores, a saber: un agitador de paleta de dos aspas, y dos agitadores tipo turbina de cuatro y seis aspas respectivamente. Posteriormente, para una tasa fija de agitación, se varió la temperatura con el propósito de determinar experimentalmente la energía de activación de cada agitador. Se encontró que, mientras la geometría del agitador tiene un efecto en el factor pre-exponencial de la constante de disolución, la energia de activación permanece constante. Finalmente, también se encontraron diferencias en las constantes de disolución en función de la frecuencia angular del agitador.

Aplicación de un modelo matemático para la reducción de lodos de aguas residuales farmacéuticas

ABSTRACT Excess sludge treatment is indispensable in sewage treatment plants. This study aims to reduce the excess material from activated sludge and establish a mathematical model. Sludge dissolution rates were calculated by measuring the total chemical oxygen demand (TCOD) and the soluble COD (SCOD) with regard to water quality before and after pretreatment. Then, sludge reduction effects were obtained by means of the suspended solid (SS) changes. The major impact factors on sludge dissolution rates were evaluated, such as pH, temperature, potassium ferrate amount, and reaction time, among others. The response surface method of the Design-Expert V8.0.6.1 software was adopted to analyze the sludge dissolution rate, which represents the sludge reduction effect. By regulating the different constraint factors, the Design-Expert model showed that the sludge dissolution rate reached the highest value of 54,36% at a temperature of 21,58 °C and a pH of 4, as well with a potassium ferrate dosage of 1 mg/g SS and a reaction time of 4,07 hours with constant stirring. A mathematical model for the sludge dissolution rate that considers temperature, pH, potassium ferrate dosage, reaction time, and stirring condition was established, and the simulated R2 value of 0,72 indicated a relatively acceptable fitting effect.

RESUMEN El tratamiento de lodos sobrantes es indispensable en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Este estudio tiene como objetivo reducir el exceso de material en lodos activados y establecer un modelo matemático. Las tasas de disolución de lodo se calcularon midiendo la demanda química total de oxígeno (DQO) y la DQO soluble (DQOS) con respecto a la calidad del agua antes y después del pretratamiento. Luego se obtuvieron los efectos de reducción de lodos por los cambios en sólidos suspendidos (SS). Se evaluaron los principales factores de impacto en las tasas de disolución de lodos, tales como pH, temperatura, cantidad de ferrato potásico y tiempo de reacción, entre otros. Se adoptó el método de superficie de respuesta del software Design-Expert V8.0.6.1 para analizar la velocidad de disolución del lodo, que representa el efecto de reducción del lodo. Mediante la regulación de los diferentes factores de restricción, el modelo Design-Expert mostró que la velocidad de disolución del lodo alcanzó el valor más alto de 54,36 % a una temperatura de 21,58 oC y un pH de 4, así como con una dosis de ferrato de potasio de 1 mg/g SS y un tiempo de reacción de 4,07 horas con agitación constante. Se estableció un modelo matemático para la velocidad de disolución del lodo que considera la temperatura, el pH, la dosis de ferrato de potasio, el tiempo de reacción y la condición de agitación. El valor R2 simulado de 0,72 indicó un efecto de ajuste relativamente aceptable.

Devolatilización del cuesco de palma (Elaeis Guineensis) catalizado con sulfato ferroso estudiado por TG-MS

ABSTRACT By means of a thermogravimetric analysis coupled with mass spectroscopy, the catalytic effect of ferrous sulfate on the pyrolysis of African Palm husk (APH) was studied. Thermogravimetric data were adjusted to the distributed activation energy model (DAEM) with four pseudo-components. Ferrous sulfate had a strong influence on the decomposition parameters of the second and fourth pseudo-components of the DAEM, which are identified as hemicellulose and lignin, respectively. The profiles of the signal intensity curves for the selected m/z ratios were successfully modeled using the kinetic parameters obtained by adjusting the thermogravimetric data. It was found that ferrous sulfate promotes the formation of fragments of m/z = 64, 95, and 96, corresponding to molecules, such as SO2, hydrocarbon ions of general formula [CnH2n-3]+, and furfural, respectively.

RESUMEN Mediante el análisis termogravimétrico acoplado a espectroscopía de masas, se estudió el efecto catalítico del sulfato ferroso sobre pirólisis del cuesco de Palma Africana (APH). Los datos termogravimétricos se ajustaron al modelo de energía de activación distribuida (DAEM, por sus siglas en inglés) con cuatro pseudocomponentes. El sulfato ferroso tuvo una fuerte influencia en los parâmetros de descomposición del segundo y cuarto pseudocomponente del DAEM, que se identifican como hemicelulosa y lignina respectivamente. Los perfiles de las curvas de intensidad de la sehal para las relaciones m/z seleccionadas se modelaron con éxito utilizando los parámetros cinéticos obtenidos del ajuste de los datos termogravimétricos. Se encontró que el sulfato ferroso promueve la formación de fragmentos de m/z = 64, 95 y 96, que corresponden a moléculas como SO2, iones hidrocarburos de fórmula general [CnH2n-3]+ y furfural respectivamente.

Correlación entre la conductividad eléctrica y el porcentaje de granos fermentados de granos de cacao peruano CCN 51

ABSTRACT The objective of this study was to determine whether there is a relationship between electrical conductivity (EC) and the percentage of fermented beans (FB) of the CCN 51 cocoa bean cultivar. To this effect, the FB of three lots of cocoa beans fermented from 0 to 6 days was evaluated via the cut test method. In addition, the effect of the number of beans (15, 20, 25), the days of fermentation (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6), and production lots (1, 2, 3) on the EC of whole and cut beans was evaluated (p<0,05). Then, EC values of 15, 20, and 25 of each presentation (whole or cut) of cocoa beans were correlated with their FB. An increase in FB from 0,00 to 89,70% was observed after six days of fermentation. The EC increased from 6,86 to 42,73 µS cm-1 g-1 in whole beans and from 38,45 to 63,16 µS cm-1 g-1 for cut beans as the fermentation progressed. There were no significant differences (p<0,05) between the EC of 15, 20, and 25 whole beans. On the other hand, there was a significant different (p<0,05) in EC of 15 cut beans in comparison to EC of 20 and 25 cut beans. Finally, it was concluded that there is a directly proportional linear relationship between the EC and the FB of cocoa beans, which is stronger for whole beans, with correlation coefficients of 0,963, 0,967, and 0,959 for 15, 20, and 25 beans, respectively.

RESUMEN La presente investigación tuvo como objetivo determinar si existe alguna relación entre la conductividad eléctrica (CE) y el porcentaje de granos fermentados (GF) de granos de cacao varietal CCN 51. Para ello se evaluó el GF de tres lotes de granos de cacao con 0 a 6 días de fermentación mediante la prueba de corte. Además, se evaluó el efecto del número de granos (15, 20, 25), los días de fermentación (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) y los lotes producidos (1, 2, 3) en la CE de granos de cacao enteros y cortados (p<0,05). Luego se correlacionaron los valores de CE con 15, 20, 25 granos de cacao para cada presentación (cortados o enteros) con su GF. Se observó un incremento de GF de 0,00 a 89,70 % tras seis días de fermentación. La CE se incrementó desde 6,86 hasta 42,73 µS cm-1 g-1 en granos enteros y desde 38,45 hasta 63,16 µS cm-1 g-1 en granos cortados con el avance de la fermentación. No hubo diferencias significativas (p<0,05) entre la CE de 15, 20 y 25 granos enteros. En cambio, hubo una diferencia significativa (p<0,05) en la CE de 15 granos cortados en comparación con las de 20 y 25 granos. Finalmente se concluyó que existe una relación linear directamente proporcional entre la CE y el GF del grano de cacao, siendo más fuerte en los granos enteros, con índices de correlación de 0,963, 0,967 y 0,959 en 15, 20 y 25 granos, respectivamente.

Estudio de un sistema de control semi-activo para reducir los desplazamientos laterales en estructuras aporticadas bajo cargas sísmicas

ABSTRACT This study presents the numerical implementation of a semi-active control system used to reduce lateral displacements in framed structures under seismic loads. To manage forces in the structures, two controllable fluid devices called magnetorheological (MR) dampers were used together with a fuzzy logic (FL) algorithm to determine the optimal control forces. The FL controller was programmed based on a set of 49 inference rules using two input parameters: displacement and velocity of the first story of the uncontrolled structure. The voltage applied to the MR dampers was the output parameter of the control algorithm, thus altering the damping forces in the system. To evaluate the performance of the proposed controller, three plane frame structures with different geometric configurations were modeled and subjected to four different real ground acceleration records. The results obtained in this study show a considerable reduction in the displacement, acceleration, and inter-story drift for all the studied structures, demonstrating the effectiveness and efficiency of the controller at improving the damping characteristics in structures.

RESUMEN Este estudio presenta el desarrollo numérico de un sistema de control semiactivo empleado para reducir los desplazamientos en estructuras aporticadas bajo cargas sísmicas. Para administrar las fuerzas en las estructuras se usaron dos dispositivos de fluido controlable llamados amortiguadores magnetoreológicos (MR) junto con un algoritmo de control basado en lógica difusa (FL), con el fin de determinar las fuerzas de control óptimas. El controlador FL fue programado con base en un conjunto de 49 reglas de inferencia, para las cuales se emplearon dos parámetros de entrada: desplazamiento y velocidad del primer piso de la estructura no controlada. El voltaje aplicado a los amortiguadores MR fue el parametro de salida del algoritmo de control, modificando de esta manera las fuerzas de amortiguamiento del sistema. Para evaluar el desempeho del controlador propuesto, se modelaron tres pórticos planos con diferente configuración geométrica, sometiéndolos a cuatro registros reales y diferentes de aceleraciones del suelo. Los resultados obtenidos indican una considerable reducción en el desplazamiento, la aceleración y las derivas de entrepiso en todas las estructuras estudiadas, demostrando la eficacia y eficiencia del controlador para mejorar las características de amortiguamiento en estructuras.

Filtro de Kalman de Conjuntos para pronóstico de caudales horarios en el río Huaynamota, Nayarit, México

ABSTRACT Hydrological phenomena are characterized by the formation of a non-linear dynamic system, and streamflows are not unrelated to this premise. Data assimilation offers an alternative for flow forecasting using the Ensemble Kalman Filter, given its relative ease of implementation and lower computational effort in comparison with other techniques. The hourly streamflow of the Chapalagana station was forecasted based on that of the Platanitos station in northwestern México. The forecasts were made from one to six steps forward, combined with set sizes of 5, 10, 20, 30, 50, and 100 members. The Nash-Sutcliffe coefficients of the Discrete Kalman filter were 0,99 and 0,85 for steps one and six, respectively, achieving the best fit with a tendency to shift the predicted series, similar to the persistent forecast. The Ensemble Kalman Filter (EnKF) obtained 0,99 and 0,05 in steps one and six. However, it converges on the observed series with the limitation of considerable overestimation in higher steps. All three algorithms have equal statistical adjustment values in step one, and there are progressive differences in further steps, where ARX and DKF remain similar and EnKF is differentiated by the overestimation. EnKF enables capturing non-linearity in sudden streamflow changes but generates overestimation at the peaks.

RESUMEN Los fenómenos hidrológicos se caracterizan por conformar un sistema dinámico no lineal, y los caudales no son ajenos a esta premisa. La asimilación de datos ofrece una alternativa para el pronóstico de caudales mediante el Filtro de Kalman de Conjuntos, dada su relativa facilidad de implementación y menor esfuerzo computacional en contraste con otras técnicas. Se pronosticó el caudal horario de la estación Chapalagana en función del de la estación Platanitos en el noroeste de México. Los pronósticos se realizaron de uno a seis pasos hacia adelante, combinados con tamahos de conjunto de 5, 10, 20, 30, 50 y 100 miembros. Los coeficientes de Nash-Sutcliffe para el Filtro de Kalman Discreto fueron de 0,99 y 0,85 en los pasos uno y seis respectivamente, logrando el mejor ajuste con tendencia a desplazar la serie pronosticada, similar al pronóstico persistente. El Filtro de Kalman de Conjuntos (EnKF) obtuvo 0,99 y 0,05 en los pasos uno y seis. No obstante, este converge sobre la serie observada con la limitante de sobrestimación considerable en pasos superiores. Los tres algoritmos tienen igual valor de ajuste estadístico en el paso uno, y se dan diferencias progresivas en pasos sucesivos, donde ARX y DKF se mantienen similares y EnKF se diferencia por la sobrestimación. EnKF permite captar la no linealidad en los cambios bruscos de caudal, pero genera sobrestimación en los picos.

Tendencias recientes en la optimización de la generación distribuida renovable: una revisión

ABSTRACT Distributed energy resources, or distributed generation (DG), are the mainstay of modern power systems aiming towards green energy generation via the effective integration of renewable energy sources. DG involvement in traditional power systems comprises the enhancement of power quality parameters, the utilization of renewable sources, cost optimization, and stable and reliable energy generation. The advantages of such a revolutionary approach can be achieved with the optimal sizing and allocation of DG by means of adequate optimization techniques, constraints, and optimized parameters. In this study, a comprehensive review of DG optimization is presented in light of recent developments, and a comparison is carried out based on the adopted optimization techniques, test system, enhanced parameters, and outcome evaluations.

RESUMEN Los recursos energéticos distribuidos, o generación distribuida (GD), son el pilar de los sistemas energéticos modernos, que tienen como objetivo generar energía verde a través de la integración efectiva de fuentes de energía renovables. La participación de la GD en el sistema eléctrico tradicional abarca la mejora de los parámetros de calidad de la energía, la utilización de fuentes renovables, la optimización de costos y la generación de energía estable y confiable. Las ventajas de un enfoque tan revolucionario se pueden alcanzar asignando el tamaho y la ubicación óptimos de la GD mediante técnicas de optimización adecuadas, restricciones y parâmetros optimizados. En este estudio se presenta una revisión completa de la optimización de GD en vista del desarrollo reciente, y se hace una comparación basada en las técnicas de optimización adoptadas, el sistema de prueba, los parâmetros mejorados y las evaluaciones de resultados.

Emulando texturas usando tecnología vibrotáctil: sistema HaptTech y su adaptación a una interfaz cinestésica comercial

ABSTRACT This article presents the development and testing of a tactile interface prototype, HaptTech, that applies vibrotactile stimulation patterns to the fingertip, as well as an analysis of its performance when coupled to the commercial kinesthetic interface Novint Falcon. Its applicability in digital entertainment expects to improve the level of immersion into virtual reality scenarios. In the first experiment, a group of 75 subjects compared three different vibration stimuli that emulated different textures. They evaluated the stimuli on a 1 to 10 scale, where 1 means 'non-perceivable differences' and 10 means 'entirely differentiable'. The obtained mean values were 9 (textures 1 and 3), 8,29 (textures 1 and 2), and 7,43 (textures 2 and 3), indicating HaptTech's capability to reproduce differentiable stimuli. In the second experiment, 31 subjects evaluated the coupling between HaptTech and Novint Falcon. They perceived differences when the HaptTech system was activated in the context of a comparison between kinesthetic and vibrotactile plus kinesthetic stimuli. In the third experiment, the subjects evaluated the similarity between the perceived stimuli on the hand and a visualized texture pattern in a virtual environment. The resulting median values were 8, 8, and 9 for textures 1, 2, and 3, respectively, which demonstrate that the subjects perceived a high correspondence for each one.

RESUMEN Este artículo presenta el desarrollo y pruebas de un prototipo de interfaz táctil, HaptTech, que aplica al dedo patrones de estímulo vibrotáctil, así como un análisis de su desempeho cuando se acopla con la interfaz cinestésica comercial Novint Falcon. Su aplicabilidad en el entretenimiento digital espera mejorar el nivel de inmersión en escenarios de realidad virtual. En el primer experimento, un grupo de 75 personas comparó tres estímulos de vibración que emulaban diferentes texturas. Evaluaron el estímulo en una escala de 1 a 10, donde 1 significa 'diferencias no perceptibles' diferencias y 10 significa 'completamente diferenciables'. Los promedios fueron 9 (texturas 1 y 3), 8,29 (texturas 1 y 2) y 7,43 (texturas 2 y 3), indicando la capacidad del HaptTech de reproducir estímulos diferenciables. En el segundo experimento, 31 sujetos evaluaron el acople entre HaptTech y Novint Falcon. Los participantes percibieron diferencias cuando el sistema HaptTech se activaba en el contexto de una comparación entre estímulos cinestésicos y estímulos cinestésicos y vibrotáctiles. En el tercer experimento, los sujetos evaluaron la similitud entre el estímulo percibido en la mano y un patrón de textura visualizado en un ambiente virtual. Las medianas resultantes fueron 8, 8 y 9 para las texturas 1, 2, y 3 respectivamente, lo cual demuestra que los sujetos percibieron una alta correspondencia para cada una.

Evaluación del potencial de energía eólica en el Golfo de Urabá, departamento de Antioquia

ABSTRACT In this work, an estimation of the wind resource potential was calculated using the Weibull method in the Gulf of Urabá, where wind velocities reach significant and more uniform values. Particularly, this potential was calculated at the coordinates 8,713280° latitude and -77,075274° longitude, where the power density varies between 33,59 and 128,39 W/m2 throughout the year. Based on the guidelines established by the International Electrotechnical Commission (IEC) and the power curves of commercial wind turbines, the installation of 875 offshore-type wind turbines in the Gulf of Urabá was determined to generate monthly and annual averages of electrical energy of 522 982,66 MWh and 6 275,79 GWh, respectively. The wind potential of the selected point represented 8,72% of the electrical energy demanded in Colombia during 2019, which was around 71,93 TWh. Therefore, the use of the wind resource in this area might contribute to the development of the national policy related to the utilization of non-conventional sources of renewable energy (NCSRE), guaranteeing energy security and the reduction of greenhouse gas emissions. However, the incorporation of NCSRE in the national energy matrix poses challenges in the flexibility of the energy system network, which must be solved to ensure the reliability of the system.

RESUMEN En este trabajo se realizó una estimación del potencial del recurso eólico usando el método de Weibull en el Golfo de Urabá, donde las velocidades del viento alcanzan valores significativos y más uniformes. Particularmente, este potencial se calculó en las coordenadas 8,713280° de latitud y -77,075274° de longitud, donde la densidad de potencia varia entre 33,59 y 128,39 W/m2 a lo largo del ano. A partir de las pautas establecidas por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y las curvas de potencia de aerogeneradores comerciales, se logró determinar que la instalación de 875 aerogeneradores tipo offshore en el Golfo de Urabá podría llegar a generar promedios de energía eléctrica mensual y anual de 522 982,66 MWh y 6 275,79 GWh, respectivamente. El potencial eólico del punto seleccionado representa el 8,72 % de la energía eléctrica requerida en Colombia durante el ano 2019, la cual fue alrededor de 71,93 TWh. Por lo tanto, el aprovechamiento del recurso eólico de esta zona puede llegar a contribuir al desarrollo de la política nacional relacionada con el uso de fuentes no convencionales de energia renovable (FNCER), garantizando la seguridad energética y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la incorporación de las FNCER en la matriz energética nacional genera desafios en la flexibilidad de la red del sistema de energia, los cuales deben ser resueltos para asegurar la confiabilidad del sistema.

Efecto de la temperatura en un reactor vórtice para cavitación hidrodinámica

ABSTRACT The oil and gas sector has recently shown an interest in hydrodynamic cavitation for oil enhancement, as it allows reducing transportation and refinement costs. This work presents a fluid-dynamic study of Colombian oil at different temperatures passing through a vortex reactor. First, an experimental design was elaborated, establishing the temperature and quantity of the injected hydrogen donor as factors and the final viscosity of oil as the response. Then, a numerical model was developed in the Ansys Fluent software using multiphase models, where the required properties of the fluid were obtained via laboratory tests and the Aspen HYSYS software. The results obtained from numerical experimentation were analyzed, and it was observed that the final viscosity was less affected by the temperature than by the hydrogen donor. Moreover, numerical modeling showed an exponential relation between vapor generation and temperature. The experimental and numerical data were compared, and it was found that the temperatures established in the experimental design were not high enough to generate a significant amount of vapor, which is why the decrease in viscosity was lower.

RESUMEN Últimamente, el sector de petróleo y gas ha mostrado interés en la cavitación hidrodinámica para la mejora del petróleo, ya que esta permite reducir los costos de transporte y refinamiento. Este trabajo presenta un estudio fluidodinamico de petróleo colombiano a diferentes temperaturas mientras pasa por un reactor vórtice. Primero se realizó un diseno experimental, estableciendo la temperatura y la cantidad de donante de hidrógeno inyectado como factores y la viscosidad final del aceite como respuesta. Luego se desarrolló un modelo numérico en el software Ansys Fluent utilizando modelos multifase, donde se obtuvieron las propiedades requeridas del fluido mediante pruebas de laboratorio y el software Aspen HYSYS. Se analizaron los resultados de la experimentación numérica y se observó que la viscosidad final se vio menos afectada por la temperatura que por el donante de hidrógeno. Asimismo, el modelado numérico mostró una relación exponencial entre la generación de vapor y la temperatura. Se compararon los datos experimentales y numéricos, y se encontró que las temperaturas establecidas en el diseno experimental no eran lo suficientemente altas para generar una cantidad significativa de vapor, por lo que la reducción de la viscosidad fue menor.

Análisis de energía y exergía en una bomba centrífuga accionada por un motor diésel con biodiésel de soya y mezclas con diésel

ABSTRACT In this study, soybean biodiesel and mixtures with diesel are used as fuel in a diesel engine that drives a centrifugal pump. The consumption useful work rate, the reversible work rate, and the efficiency of the second law of thermodynamics were calculated by means of energetic and exergetic analyses. The soybean biodiesel was produced using ethanol with a proportion of 33% v/v and the catalyst NaOH (1%), thus obtaining a yield of 90,63%. The fuels used were pure diesel (B0); 25% soybean biodiesel and 75% diesel (B25); 50% soybean biodiesel and 50% diesel (B50); 75% soybean biodiesel and 25% diesel (B75); and soybean biodiesel (B100). The density and kinematic viscosity were within the limits established by the National Petroleum, Natural Gas, and Biofuels Agency. A value of 39 017 kJ.kg-1 was obtained for the highest heating value of the soybean biodiesel (B100). A 32,05% maximum second-law efficiency was obtained in the case of soybean biodiesel at maximum pump speed and at 9,2 m2/h. The B50 fuel obtained a 29,78% maximum second-law efficiency when the centrifugal pump operated at 2 733 rpm and at a maximum flow rate.

RESUMEN En este estudio se utilizan el biodiésel de soya y mezclas con diésel como combustible en un motor diésel que impulsa una bomba centrífuga. La tasa de trabajo útil de consumo, la tasa de trabajo reversible y la eficiencia de la segunda ley de la termodinamica se calcularon mediante análisis energético y exergético. El biodiésel de soya se produjo utilizando etanol en la proporción de 33 % v/v y el catalizador NaOH (1 %), obteniendo un rendimiento de 90,63 %. Los combustibles utilizados fueron diésel (B0); 25 % de biodiésel de soya y 75 % de diésel (B25); 50 % biodiésel de soya y 50 % de diésel (B50); 75 % de biodiésel de soya y 25 % de diésel (B75); y biodiésel de soya (B100). La densidad y la viscosidad cinemática estuvieron dentro de los límites establecidos por la Agencia Nacional de Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles. Se obtuvo un valor de 39 017 kJ.kg-1 para el mayor poder calorifico del biodiésel de soya (B100). Se obtuvo 32,05 % de eficiencia máxima de la segunda ley en el caso del biodiésel de soya a la máxima velocidad de bombeo y a 9,2 m2/h. El combustible B50 obtuvo 29,78 % de eficiencia máxima de la segunda ley cuando la bomba centrífuga operó a 2 733 rpm y al caudal máximo.

Una revisión de las tecnologías de virtualización: hacia una nueva propuesta taxonómica

ABSTRACT At present, there is a proliferation of virtualization technologies (VTs), which are part of the basic and underlying infrastructure of popular cloud computing. Those interested in VTs are faced with a non-unified volume of information and various approaches to modes of operation, classification structures, and the performance implications of these technologies. This makes it difficult to decide which type of VT is appropriate for a particular context. Therefore, this paper reviews the state of the art on VT taxonomic models. Methodologically, a literature review is carried out to identify VT classification models, recognizing their features and weaknesses. With this in mind, a new taxonomy of virtualization technologies is proposed, which responds to the weaknesses identified in the analyzed schemes. The new VT taxonomy combines the Abstraction Level and Virtual Machine Type approaches, providing the reader with a means to visualize VTs. In doing so, the reader can locate the level of abstraction at which each VT is developed, in addition to the type of machine projected, whether it is a complete system or an execution environment for processes. The proposed taxonomy can be used in the academic environment to facilitate teaching processes or in the business environment to facilitate decision-making when implementing VTs.

RESUMEN En la actualidad existe una proliferación de tecnologías de virtualización (VTs), las cuales constituyen una parte de la infraestructura fundamental y subyacente al tan popular cloud computing. Los interesados en las VTs se enfrentan a un volumen de información no unificada y con enfoques diversos acerca de los modos de operación, estructuras de clasificación e implicaciones del desempeho de estas tecnologías. Esto hace difícil decidir sobre el tipo de VT adecuado para un contexto particular. Por lo anterior, este trabajo realiza una revisión del estado del arte acerca de los modelos taxonómicos de las VTs. Metodológicamente, se realiza una revisión de la literatura para identificar modelos de clasificación de las VTs, reconociendo sus características y debilidades. Considerando lo anterior, se propone una nueva taxonomía de las tecnologías de virtualización, que responde a las debilidades identificadas en los esquemas analizados. La nueva taxonomía de VTs combina los enfoques de Nivel de Abstracción y Tipo de Máquina Virtual, proporcionando al lector un medio para visualizar las VTs. Al hacerlo, el lector puede ubicar el nivel de abstracción en el que se desarrolla cada VT, además del tipo de máquina proyectada, ya sea un sistema completo o un entorno de ejecución para procesos. La taxonomía propuesta puede ser utilizada en el àmbito acadêmico para facilitar los procesos de ensehanza o en el àmbito empresarial para favorecer la toma de decisiones a la hora de implementar VTs.