Tecciencia

Machining With Cutting Tool Coated With Monolayer Of HfN

In this study, AISI 1020 steel was machined by chip removal, in dry conditions, using ASSAB 17 tool bits with Hafnium Nitride (HfN) monolayer coating, deposited as a thin film via magnetron sputtering physical vapor deposition (PVD) technique, and uncoated tool bits, used as reference system. The surfaces of the machined steel were evaluated and characterized using Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The use of monolayer HfN coating on the tool bits was demonstrated to improve the surface finish of the workpiece and reduce cutting process time and cost.

En este trabajo, se realizó el mecanizado por arranque de viruta del acero AISI 1020, en condiciones de ausencia de lubricación; utilizando buriles de acero rápido ASSAB 17, con recubrimiento monocapa de Nitruro de Hafnio (HfN) depositados como película delgada, mediante la técnica de deposición física en fase vapor (PVD) magnetrón sputtering y con buriles sin recubrir, usados como sistemas de referencias. Posteriormente se evaluaron las superficies obtenidas en el acero mecanizado, caracterizándolas mediante microscopia de fuerza atómica (MFA) y microscopia electrónica de barrido (MEB). Se evidencio que el uso de recubrimientos monocapa de HfN sobre los buriles de acero rápido, mejoran el acabado superficial del material mecanizado, reduciendo los tiempos y costos del proceso de corte.

Implementation of a Series Resonant Inverter to Improve Fluorescent Lamp Efficiency

The purpose of this paper is shows some design parameters of a series resonant inverter (SRI) half-bridge configuration applied in lamps, this circuit is novel compared with the inverter resonant in series-parallel circuit (SPRI), in actuality the resonant inverters SPRI are very used to supply the power needed in fluorescent lamps, . In order to analyze the behavior and efficiency, is implemented a circuit SRI to supply the energy needed in a 32 W fluorescent lamp. The final results show a better efficiency with the proposed circuit compared to a classical SPRI.

El propósito de este trabajo es mostrar algunos parámetros de diseño de un inversor resonante serie (ISR) de configuración de medio puente aplicados en las lámparas, este circuito es nuevo en comparación con el inversor resonante en serie-paralelo de circuito (SPRI), en la actualidad los inversores resonantes SPRI son muy utilizadas para suministrar la energía necesaria en las lámparas fluorescentes,. Con el fin de analizar el comportamiento y la eficiencia, se implementa un circuito de SRI para suministrar la energía necesaria en una lámpara fluorescente de 32 W. Los resultados finales muestran una mejor eficiencia con el circuito propuesto en comparación con un SPRI clásica.

Astronomía al Aire: Mass Media Convergence in Astronomy and Astrophysics

The experience of Astronomía al Aire (Astronomy on air) is described. It is an outreach initiative involving traditional mass media like radio broadcast, and new digital ones, such blog, microblogging and video channel. We present several very preliminary successful results of this unique experience helping to create new science informal education environments in Latin America.

Se describe la experiencia de Astronomía al Aire, la cual es una iniciativa de divulgación científica que involucra medios masivos tradicionales como programas radiales y nuevos medios digitales como blog, microblogging y canales de videos. Presentamos algunos resultados preliminares exitosos de esta experiencia única, en la que se ayuda a crear nuevos ambientes informales de educación científica en Latinoamérica.

Estimation of Electric Energy Required by Electric Vehicles based on Travelled Distances in a Residential Zone

This paper presents a methodology to estimate electric energy required by electric vehicles, taking into account driving habits and mobility statistics of private vehicles. Initially, a probability function of accumulated distances that an electric vehicle travels on a normal operation day is developed based on mobility patterns (travelled distances, number of trips, etc.). The obtained information is used to generate probability distributions for travelled distances by vehicles and for energy required by a vehicle after its daily operation. Probability distributions allow assigning to each vehicle a travelled distance and a required energy with a behavior based on real data. From obtained functions, energy required by each electric vehicle is analyzed, which is essential information to evaluate the effect of massive connection to the power grid. In this way, under the proposed methodology it is provided a tool that could predict the amount of energy required by a given quantity of electric vehicles that are connected to the grid. Finally, the proposed methodology was validated in Bogota, Colombia determining the probability distribution of the energy consumed per vehicle.

Este artículo plantea una metodología para estimar la energía eléctrica requerida por los vehículos eléctricos, teniendo en cuenta los hábitos de conducción y estadísticas de movilidad de los vehículos particulares. Inicialmente se construye la función de probabilidad de las distancias acumuladas que recorre el vehículo eléctrico en un día de operación normal a partir de los patrones de movilidad (distancias recorridas, número de desplazamientos, etc.). Con la información obtenida se generan distribuciones de probabilidad para las distancias recorridas por los vehículos y para la energía requerida por un vehículo luego de un día de recorrido normal. Las distribuciones de probabilidad permiten asignar a cada vehículo, una distancia recorrida y una energía requerida siguiendo un comportamiento basado en datos reales. Con las funciones obtenidas se determina la energía requerida por un vehículo, que es una información indispensable para evaluar el efecto de la conexión masiva de estos en la red eléctrica. De esta manera, bajo la metodología propuesta se provee una herramienta que permite predecir la cantidad de energía requerida por un determinado número de vehículos eléctricos que se conectan a la red. Finalmente, la metodología propuesta se valida en Bogotá, Colombia determinando la distribución de probabilidad que representa la energía consumida por vehículo.

Measurement of Social Capital through Data Mining Techniques at Universidad ECCI

By using Naive Bayes and C4.5 algorithms of data mining, this study of social capital at Universidad ECCI identifies the community's potential to generate positive associative relations that impact upon the quality of the citizen the Institution is delivering to the nation. A data collection instrument (survey) was applied that, from the cognitive and structural dimensions, permits characterizing the faculty's perception against elements like trust, norms, reciprocity, associativity, and cohesion regarding common objectives. Data were classified to identify the accumulated stock of social capital at the university to promote the generation of networks aimed to benefit the whole community, besides materializing the institutional mission and vision. As a result, the study identified low accumulated stock of social capital at the university; hence, it may be stated -in the first place - that the University faculty presents low levels of trust in all its participants, which affects construction of associativity strategies so that, from internal relationships, networks may be constructed to be part of the organizational assets; in the second place, the level of recognition and cohesion of the community tends to be at medium levels, a situation that leads to rethinking strategies that accomplish the materialization of the mission and vision in the construction of a much more committed community aware of its internal processes. In the third place, the study permits generating a diagnosis that reveals shortcomings in relation to participation in collegiate entities, where it is fundamental to involve the interests of the members of the community.

A partir del uso de los algoritmos de Naïve Bayes y C4.5 propios de la minería de datos, se aborda el estudio del capital social en la Universidad ECCI con el fin de identificar el potencial de la comunidad para generar relaciones asociativas positivas que impacten en la calidad del ciudadano que la institución entrega al país. Se aplicó un instrumento de recolección de datos (encuesta) que desde dos dimensiones (cognitiva y estructural) permitiera caracterizar la percepción de la comunidad docente frente a elementos como la confianza, las normas, la reciprocidad, la asociatividad y cohesión frente a objetivos comunes. Se clasificaron los datos con el propósito de identificar el stock acumulado de capital social en la universidad para impulsar la generación de redes orientadas al beneficio de toda la comunidad y además materializar la misión y la visión institucional. Como resultado del estudio se identificó un bajo stock acumulado de capital social en la universidad, por lo tanto es posible afirmar; en primer lugar, que la comunidad docente presenta bajos niveles de confianza en todos los actores de la Universidad, lo cual incide en la construcción de estrategias de asociatividad para que a partir de las relaciones internas se puedan construir redes que hagan parte de los activos organizacionales; en segundo lugar, el nivel de reconocimiento y cohesión de la comunidad tiende a estar en niveles medios, situación que conlleva al replanteamiento de estrategias que logren que la misión y la visión se materialicen en la construcción de una comunidad mucho más comprometida y conocedora de sus procesos internos. En tercer lugar, el estudio permite generar un diagnóstico que demuestra las falencias que se tienen en relación con la participación en entes colegiados en los cuales es fundamental involucrar los intereses de todos los miembros de la comunidad.

Origin of the Milky Way Disk of Satellites: Collision of Two Disk Galaxies

The dwarf satellite galaxies of the Milky Way are structures that are distributed around the galaxy in an anisotropic manner on a structure called Disk of Satellites (DoS). This structure does not match the predictions made by the cold dark matter cosmological model, which predicts a fully isotropic distribution around the Milky Way. To explain the spatial distribution of the satellite galaxies several models have been proposed. One of these models raises the possibility that these galaxies and their spatial distribution were generated by the collision of two disk galaxies several billion years ago. This paper shows N-body simulations performed with the Gadget-2 code to determine whether this event occurred in this way. An analysis for different mass ratios between the incident galaxy, called ghost galaxy, and the host galaxy or target galaxy is performed. Finally a cluster analysis on the collision remains is performed to determine the spatial distribution of the satellite galaxies.

Las galaxias enanas satélite de la Vía Láctea son estructuras que están distribuidas alrededor de la Galaxia de manera anisotrópica, formando una estructura conocida como el Disco de Satélites. Esta estructura no coincide con las predicciones hechas por el modelo cosmológico de materia oscura fría, el cual predice una distribución totalmente isotrópica alrededor de la Vía Láctea. Varios modelos han sido propuestos para para explicar la distribución de las galaxias satélite. Uno de estos modelos propone la posibilidad de que estas galaxias y su distribución espacial fueron generados en la colisión de dos galaxias disco hace varios miles de millones de años. En este trabajo se presentan simulaciones de N cuerpos realizadas con el código Gadget-2 para determinar si este evento ocurrió de esta manera. Se hace un análisis para distintas razones de masa entre la galaxia incidente, llamada también galaxia fantasma y la Vía Láctea. Finalmente, presentamos un análisis de agrupamiento sobre los restos de la colisión para determinar la distribución espacial de las galaxias satélite.

Analysis through Dynamic Temporal Sequence Alignment in SpO2 Signals

In this paper a methodology for the alignment of waves in the photoplethysmography (PPG) register signal is shown. The procedure uses algorithms for dynamic programming and for optimization in order to generate a single segmentation of these waves in the PPG signal and the individual reconstruction of each wave. By aligning a pattern signal for the photoplethysmography, it is possible to make an individual segmentation of waves present in the PPG signal. Once the reconstruction of each individual wave is obtained, these data are indexed in an array, which enables easier temporary markers such as the individual location of each peak to the oxygen saturation (SpO2) signal analysis.

Este artículo muestra una metodología para el alineamiento de ondas en la señal de registro de fotopletismografía (PPG). El procedimiento usa algoritmos para programación dinámica y optimización para generar una única segmentación de estas ondas en la señal PPG y la reconstrucción individual de cada onda. Alineando una señal patrón para la fotopletismografía, es posible hacer una segmentación individual de las ondas presentes en la señal PPG. Una vez se obtiene la reconstrucción de cada onda individual, estos datos se indexan en un arreglo, lo que permite facilitar marcadores temporales como la ubicación individual de cada pico al análisis de señal de saturación de oxígeno (SpO2).

Biosolids and Biosolid Ashes as Input for Producing Brick-like Construction Materials

Wastewater treatment plant biosolids in two states, With No Treatment (WNT) and Ashes (A), were added to ceramic paste for brick manufacturing. The elements were cooked at three different temperatures (950°, 1000° and 1050°C) and the percentages of the content Clay-Biosolid WNT and Clay-Biosolid A, were 0, 5, 10 and 15%. Bricks manufactured with 15% ashes at 950°C were found to have a resistance to compression close to 26 MPa, meeting the Colombian Technical Norm 4205 (NTC) for structural and non-structural masonry of internal use and closing or divisory walls that support their own weight. We carried out a chemical, structural and thermic characterization of the raw materials that were used (clay and biosolid). We also performed a leaching test (TCLP) to evaluate toxicity characteristics to determine the safety values for heavy metals (Cr and Zn) in the biosolid. By meeting the requirements indicated in NTC 4205, we proved that the total percentage of biosolid that can be used as an addition in construction materials such as bricks is at least 15%, representing a substantial positive impact on the environment. These results open the path to the proposal of even larger percentages of ceramic paste replacement.

Se adicionó biosólido proveniente de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) en dos estados: Sin Tratamiento (ST) y Ceniza (C), a una pasta cerámica (arcilla) para la fabricación de ladrillos. Los elementos fueron cocidos a tres temperaturas diferentes (950 - 1000 - 1050°C) y los porcentajes de remplazo (Arcilla - ST) y (Arcilla - C) fueron de (0-5-10-15)%. Se encontró que los ladrillos fabricados hasta con un 15% de ceniza a 950 °C, tienen una resistencia a la compresióncercana a los 26 MPa, cumpliendo así con la Norma Técnica Colombiana (NTC) 4205 para mampostería estructural y no estructural de uso interior y muros de cierre o divisorios que cargan su propio peso. Se realizó una caracterización química, estructural y térmica a las materias primas utilizadas (arcilla y biosólido). Se llevó a cabo una prueba de lixiviación para evaluar las características de toxicidad (TCLP por sus siglas en inglés) que permite determinar la inocuidad de los metales pesados (Cr y Zn) en el biosólido utilizado. Con el cumplimiento de los ítems señalados en la NTC 4205, se comprueba que el porcentaje total de biosólido que puede ser utilizado como adición en un material de construcción; como los ladrillos; es de por lo menos el 15%, lo que contribuye en un porcentaje alto al medio ambiente. Los resultados obtenidos abren el camino para proponer mayores porcentajes de remplazo de material.

Preliminary Analysis of Wind Power in 4 Colombian Cities, and Utilization Estimates with Urban Wind Turbines

Wind power generates a significant percentage of electricity and is used by a great many countries, including the largest producers worldwide: China, the United States, Germany and Spain. Colombia has a wind energy potential of an estimated 21 GW on its Atlantic coast alone, and yet in the nation as a whole only 19.5 MW are currently generated, coming from the Jeripachi wind farm in La Guajira. The utilization of this type of energy in other geographical locations is still undeveloped, sparking a need to evaluate its utility and profitability, such as in urban generation and consumption. In this paper we present the preliminary results of a study on the estimation of wind power in 4 cities, where weather stations have been set up at University Antonio Nariño installations. We measured variables such as wind speed, wind direction and environmental temperature .As a result, we statistically characterized wind speed in each location by fitting the data to a Weibull distribution. We also estimated the percentage of energy coverage that could be exploited in an average home using a domestic urban wind turbine. The study also presents a prefeasibility analysis of what could be expected from investment in self-generated electricity using such technology in the studied locations.

El potencial energético que se puede obtener a partir del viento, y del cual se logra un porcentaje importante de generación eléctrica, es utilizado por una gran cantidad de países alrededor del mundo, siendo China, EE. UU., Alemania y España los mayores productores respectivamente. En Colombia existe un potencial estimado de 21 GW tan sólo en la costa atlántica y sin embargo en todo el territorio nacional sólo se cuenta con una generación de 19.5 MW provenientes del parque eólico de Jeripachi en la Guajira. El aprovechamiento de este tipo de energía en otras ubicaciones geográficas aún es incipiente, motivando la determinación de su utilidad y rentabilidad, por ejemplo, en implementaciones de esta tecnología para entornos de generación y consumo urbano. En este trabajo se presentan resultados preliminares de un estudio sobre la estimación del potencial eólico en 4 ciudades en las que se ha dispuesto una estación meteorológica, la cual se encuentra ubicada en instalaciones de la Universidad Antonio Nariño. Para el estudio se realizó la medición de variables como velocidad y dirección del viento y temperatura ambiente. Como resultado se caracterizó estadísticamente la velocidad del viento en cada ubicación a partir del ajuste de los datos a la distribución de probabilidad de Weibull y se realizó una estimación del porcentaje de cobertura energética que podría ser aprovechado en un hogar promedio a través de la implementación de un aerogenerador urbano doméstico. En este trabajo se presenta además un análisis de prefactibilidad que podría esperarse de la inversión en autogeneración de energía eléctrica a partir de esta clase de tecnología en las ubicaciones bajo estudio.

easurement of Complex Dielectric Permittivity in Oils from High-Voltage Transformers Using a Coaxial Probe

Este trabajo presenta los resultados obtenidos en la medición de la permitividad dieléctrica compleja de algunas muestras de aceite de transformadores de alta tensión en un rango de frecuencias comprendido entre 100 MHz y 3GHz. Se tienen en cuenta tres tipos de muestras de aceite: nuevas, usadas y aquellas muestras usadas a las que se les ha realizado un proceso de filtración para su recuperación y nuevo uso. Las mediciones son realizadas utilizando una sonda de bajo costo adaptada a partir de un conector coaxial SMA con terminación abierta. Los valores obtenidos en un analizador de redes vectorial VNA del coeficiente de reflexión, medido en la superficie de contacto entre la sonda y el aceite, son usados para calcular la parte real e imaginaria de la permitividad dieléctrica compleja mediante el uso de modelos teóricos de la terminal abierta del cable. Los resultados obtenidos permiten dar confianza en este método de medición y caracterización de los aceites de acuerdo al valor de la permitividad dieléctrica compleja, ya que concuerdan con algunos valores reportados en la literatura obtenidos por métodos diferentes.

Using Scenedesmus sp. for the Phycoremediation of Tannery Wastewater

Wastewater from the leather tannery industry contains high concentrations of heavy metals, especially chromium, as well as high values of inorganic nutrients and organic matter which, if not treated prior to discharge, may alter the quality of surface water bodies. As an alternative treatment to these industrial effluents, we propose the use of microalgae, due to their ability to remove contaminants. This study evaluates the growth of the microalga Scenedesmus sp. in three different dilutions of wastewater (20%, 50%, and 100%) at a tannery in Bogotá, Colombia, for a period of 15 days. We assess the removal of hexavalent chromium, nutrients (nitrites, nitrates, phosphates and sulfates), and Biochemical Oxygen Dilution (BOD). Results indicate a growth of Scenedesmus proportional to the dilution of the effluent, with greater biomass in undiluted wastewater. This biomass achieved the removal of Cr+6 (>98%), nitrates (>90%) and phosphates (>99%), and BOD (>88%) which can be attributed to a shared microalgae-bacteria effect. Thus, we conclude that the microalgae Scenedesmus sp. Used the waste effluent as a growth substrate, improving its effect during a phycoremediation process.

Las aguas residuales de la industria del curtido de pieles (curtiembres) presentan elevadas concentraciones de metales pesados, especialmente de cromo, así como altos valores de nutrientes inorgánicos y materia orgánica, que de no ser tratados previa a su descarga puede alterar la calidad de los cuerpos de agua superficiales. Como un tratamiento alternativo a estos efluentes industriales, se propone el uso de microalgas, debido a su capacidad de remoción de contaminantes. En el presente trabajo se evaluó el crecimiento de la microalga Scenedesmus sp. en tres diluciones diferentes de una agua residual (20%, 50% y 100%) de una Curtiembres del Barrio San Benito de la ciudad de Bogotá, por un periodo de 15 días, valorando la remoción de cromo hexavalente (Cr+6), nutrientes (nitritos, nitratos, fosfatos y sulfatos) y reducción de la demanda bioquímica de oxigeno (DBO). Como resultado se obtuvo un crecimiento de Scenedesmus que proporcional a la dilución del efluente, con mayor obtención de biomasa en el agua residual sin diluir. Esta biomasa redujo la concentración de Cr+6 (>98%) así como los nitratos (>90%) y fosfatos (>99%) los cuales pudieron ser tomados por la microalga para su crecimiento, pero adicionalmente se observó una reducción de nitritos (>98%), sulfatos (>92%) y DBO (>88%) que puede ser atribuible a un efecto compartido microalga-bacteria. De esta forma se puede concluir que la microalga utilizo el efluente residual como un sustrato de crecimiento, mejorando la calidad del mismo en un proceso de ficorremediación.