vol. 20 núm. 50 (2016): octubre - diciembre

Contexto: Actualmente, los vehículos aéreos no tripulados (UAV por su sigla en inglés) son una de las herramientas tecnologías de mayor investigación y aplicación en áreas como la fotogrametría aérea y de percepción remota, presentándose como una importante alternativa para la captura de imágenes de alta resolución espacial y temporal. Sin embargo, las características de vuelo, de las imágenes y de los sensores utilizados en los UAV generan grandes desafíos en el procesamiento tradicional para la generación de productos cartográficos como modelos digitales de elevación y ortomosaicos, por lo que se requiere de la identificación de nuevas estrategias de procesamiento.Método: En el presente artículo se realiza una revisión bibliográfica de las principales características de los UAV empleados en fotogrametría aérea junto con las estrategias de procesamiento afines que actualmente se están empleando en áreas como visión por computador y fotogrametría.Resultados: A partir de la revisión se observa que las estrategias de procesamiento en el área de visión por computador son más afines con la información capturada con los sistemas UAV para la generación de modelos digitales de elevación y ortomosaicos.Conclusiones: Los adelantos tecnológicos de los sistemas UAV y los avances en las estrategias de procesamiento de grandes volúmenes de datos seguirán impulsando la investigación y aplicación de estos sistemas en áreas como la fotogrametría y visión por computador, para la generación de productos cartográficos de mayor precisión.

Contexto: Las mezclas asfálticas drenantes son definidas como aquellas cuyos vacíos con aire oscilan entre 20% y 25%, y emplean como ligante, un asfalto modificado con algún polímero principalmente elastomérico. A diferencia de otros estudios reportados sobre el tema, se evaluó el efecto de la temperatura de mezcla (160° C y 170° C) entre el asfalto y el GCR (vía húmeda de modificación), y entre el asfalto ya modificado y el agregado pétreo (100° C, 110° C y 130° C).Método: El presente estudio evaluó en laboratorio, la resistencia al desgaste por abrasión (ensayo Cántabro) y la rigidez bajo carga monotónica (ensayo Marshall) y cíclica (módulo resiliente) que experimentó una mezcla asfáltica drenante MD fabricada con asfalto modificado con grano de caucho reciclado de llanta (GCR) por vía húmeda (se modifica el asfalto con el GCR a alta temperatura). Como asfalto base para la fabricación de las mezclas se utilizó cemento asfáltico CA 60-70 (PG 64-22).Resultados: se reporta un incremento notable en la resistencia al desgaste por abrasión, a la resistencia bajo carga monotónica y la rigidez bajo carga cíclica de la MD cuando se modifica con GCR.Conclusiones: Como conclusión general se resalta la influencia que tienen las temperaturas de mezcla entre el asfalto y el GCR, así como la de compactación (asfalto modificado y agregado) sobre el comportamiento de la MD modificada con GCR.Palabras clave: Asfaltos modificados; desgaste por abrasión; mezclas drenantes; Estabilidad Marshall; GCR; Módulo resiliente.

Contexto: El presente artículo muestra un método de evaluación del impacto de la penetración de energía solar fotovoltaica sobre los sistemas de distribución. La evaluación considera la minimización del costo de pérdidas de energía para el período de vida útil de los Paneles Fotovoltaicos (PFV) e incluye el cálculo del valor presente de los costos totales por compra de energía, e inversión, operación y mantenimiento de los PFV.Método: Los parámetros para la simulación se basan en estudios recientes en Colombia, con el fin de proponer alternativas más realistas. El problema de optimización se resuelve utilizando un algoritmo genético especializado y el método se prueba sobre el sistema de prueba de 37 nodos de la IEEE, modificado para incluir comportamiento de cargas residenciales e industriales.Resultados: Se presenta gráficamente la disminución de las pérdidas en el sistema de prueba a medida que se incrementa el número de barras con PFV. Los nodos más alejados de la fuente de alimentación son más atractivos para la ubicación de PFV en términos de inversión y costo total de la energía.Conclusiones: Los resultados de la evaluación llevan a una reducción de las pérdidas técnicas en las líneas además de mostrar las ventajas del soporte local de potencia reactiva. Según el escenario se observa que es posible generar con PFV obteniendo un retorno de la inversión desde la óptica del operador como inversionista.

Objetivo: Este trabajo propone un método para analizar la factibilidad técnica, comercial y social de proyectos de software en entornos de incertidumbre. Permite el trabajo con múltiples expertos y múltiples criterios y facilita la toma de decisiones.Método: La propuesta contiene dos fases, en la primera se recopila la información necesaria y en la segunda se evalúan los proyectos utilizando el modelo de representación lingüístico 2-tupla. Los expertos son seleccionados mediante el análisis de su síntesis curricular. Los criterios de evaluación son definidos utilizando la técnica Grupo Focal y ponderados en el intervalo (0,1) según su importancia. Se ofrecen tres dominios para expresar las valoraciones: numérico, intervalar y lingüístico. Para la agregación se emplean la media aritmética extendida y la media ponderada extendida, que evitan la pérdida de información. Como resultado se obtiene por cada proyecto el par (factibilidad, precisión).Resultado: El método se validó con tres proyectos, se evaluaron diez criterios y participaron seis expertos. La evaluación del proyecto p1 fue factibilidad muy alta con -0,33 de precisión, el proyecto p2 obtuvo una factibilidad alta con 0,38 de precisión y p3 alcanzó una factibilidad media con -0,21 de precisión.Conclusiones: Este método es una solución favorable para el análisis de factibilidad de proyectos de software con presencia de múltiples expertos y criterios en entornos de incertidumbre. Trata valoraciones heterogéneas sin pérdida de información. Sus resultados son consistentes y útiles para los decisores. 

Contexto: La metodología tradicional para el control de armónicos consiste en el uso de filtros pasivos sintonizados a las componentes armónicas a eliminar. Los filtros pasivos requieren de un diseño exigente en frecuencia para evitar fenómenos de resonancia con otros elementos y no responden a cambios en la dinámica del sistema eléctrico de potencia.Método: Una alternativa de solución de mejores características son los filtros activos de potencia paralelos. Estos filtros a diferencia de los filtros pasivos, inyectan corrientes de compensación a la red y tienen la capacidad de adaptarse a los cambios en las condiciones de operación. La implementación de un filtro activo implica desarrollo de hardware pero también desarrollo de software. Se requieren algoritmos para el cálculo de las corrientes de compensación, control de corriente y de la tensión del bus de continua.Resultados: En este trabajo se diseña y construye un prototipo para la compensación de armónicos de 5kVA en sistemas de distribución trifásica de 220V. Los elementos fundamentales que constituyen el hardware son: bobina de acople, condensador, dispositivos semiconductores y controlador. Los algoritmos de control que se encargan de la operación del filtro activo en cada instante de tiempo son Teoría PQ, Control Lineal-PWM y control PI.Conclusiones: Los filtros activos de potencia son una solución a la presencia de armónicos en los  sistemas de potencia. Compensan los armónicos generados por las cargas, no presentan problemas de resonancia y tienen respuesta dinámica.

Contexto: Una investigación mediante el Análisis de Componentes Principales (APC) se llevó a cabo para identificar la variabilidad y los patrones climáticos de dos importantes ciudades del Caribe Colombiano.Método: Para el desarrollo de este trabajo se empleó información satelital de resolución temporal trihoraria de 35 años (1980-2014) y se efectuó escalamiento espacial mediante información in situ para dos ciudades en Colombia (Cartagena y Barraquilla).Resultados: Los resultados de correlación superiores al 80% permitieron efectuar un adecuado ajuste para el análisis de información de velocidad de viento y temperatura ambiente. Para cada una de las 4 series de tiempo se construyó una matriz de empotramiento y de desfase con el objetivo de aplicar análisis de componentes principales o conocido también como análisis espectral singular. Fueron identificados los componentes principales cuya representatividad es inmediatamente superior al 70% para la temperatura y para el viento en ambas ciudades. Se efectuó un análisis de Fourier a la velocidad del viento y la temperatura y se detectaron modos de oscilación similares a los modos de oscilación (componentes principales) detectados mediante el APC.Conclusiones: Se encontró una variabilidad diurna para temperatura, y variabilidad diurna del viento para la ciudad de Cartagena, explicada por las brisas de mar y de tierra. Adicionalmente se encontró variabilidad trimestral asociada a las oscilaciones Maden Julian, variabilidades semestrales, anuales, y variabilidad de 6 años relacionada con el fenómeno del Niño. Finalmente mediante análisis de clúster se identificaron dos patrones climáticos en las zonas de estudio.

Objetivos: Desarrollar un sensor de fibra óptica para la medición de CO2, medir las variaciones del índice de refracción de un medio rico en CO2 a través de cambios de presión y de temperatura controlados, y comparar el comportamiento del índice de refracción experimental con respecto al índice de refracción teórico calculado.Materiales y métodos: Se utilizó fibra microestructurada con núcleo hueco con recubrimiento sólido de sílice, con diámetros internos de 48 y 56 micrómetros, y se seleccionó dimetilformamida (DMF) como líquido conductor de luz, para la fabricación del sensor. El llenado de la fibra se hizo por presión; se realizaron los procesos de emenda por fusión, emenda por pegante de alta temperatura y emenda mecánica, para la conectorización de la fibra. Durante el proceso de variación de temperatura y presión de la cámara de CO2, el índice de refracción se midió mediante un refractómetro.Resultados: Se obtuvieron los perfiles de índice de refracción con respecto a la temperatura en los ciclos de enfriamiento y calentamiento, y los registros puntuales de los 5 puntos termodinámicos evaluados; se obtuvo el cálculo del índice para dichos cinco puntos y se calculó el porcentaje de error del índice experimental. El porcentaje de error está dentro del rango de 0,016% a 0,03%.Conclusiones: Fue posible medir la transmisión de luz blanca a través de un fluido en diferentes fases, y se registro un cambio significativo en el índice de refracción en cada cambio de fase mediante el sensor fabricado.

Contexto: Los resultados experimentales en materiales granulares muestran que el comportamiento esfuerzo deformación tiene dependencia con la escala de análisis, sin embargo, debido a las supocisiones intrínsecas que tiene la mecánica del medio continuo, los análisis de elementos finitos basados en el continuo continuo de Boltzmann no permite tener en cuenta longitudes características en su formulación que refleje la escala.Método: En este trabajo se presenta la formulación especializada de los elementos finitos para un problema de deformación plana para el continuo de Cosserat. Se presentan los grados de libertad de un elemento finito cuadrilatero y se deduce el operador diferencial para obtener el vector de deformación, su función de forma, la matriz de interpolación, la matriz de rigidez y el vector de fuerza nodal. Finalmente se implementa el continuo de cosserat con el elemento descrito en un programa de elementos finitos codificado por los autores.  El programa se ejecuta para resolver el problema de esfuerzos y deformaciones en una capa homogenea de material con comportamiento lineal elástico.Resultados: Se obtiene las diferencias entre los componentes de esfuerzos y deformaciones de corte entre el continuo convencional y el de Cosserat junto con la aparición de momentos  a nivel de punto de Gauss.Conclusiones: La deducción e implementación del continuo de Cosserat permite un análisis de elementos finitos alternativo al del continuo Convencional con la posibilidad de introducir una longitud característica en su formulación para tener en cuenta los efectos de escala y rotaciones que se observan en materiales granulares.

Contexto: El agua es actualmente considerada como el recurso natural más crítico del planeta. Numerosos estudios realizados a nivel mundial demuestran que los sistemas de recolección de aguas lluvias han sido necesarias para para suplir diferentes necesidades básicas, uno de los pasos más importantes en la planificación de un sistema de recolección de aguas pluviales es la utilización de un método para determinar la capacidad óptima de tanques de recolección y almacenamientoMétodo: En este trabajo se presenta diferentes conceptos de autores de artículos a nivel mundial que hacen referencia al aprovechamiento de agua lluvia, a su captación y aprovechamiento evitando que se desperdicie este recurso y que llegue a los alcantarillados y al arrasar con las basuras que encuentra lo que sucede es que contaminan y tapan estos doctos        provocando    inundaciones. Resultados: La investigación  han demostrado que los sistemas de captación de agua de lluvia promueven el ahorro de agua en diversos ámbitos como por ejemplo en estadios, universidades escuelas, aeropuertos y zonas residenciales.Conclusiones: se determina que el agua lluvia no se ha tenidos en cuenta como factor de ahorro, ni aprovechamiento de este recurso con respecto a un impacto ambiental.  En cuanto al concepto de captación y aprovechamiento del agua lluvia se tiene en cuenta como todo tipo de esfuerzo técnico, simple o complejo, surgido de la iniciativa de algunas personas para almacenarla y ser aprovechada posteriormente para uso de los agricultores, descargas de inodoros, orinales y riego de jardines, lavado de pisos, entre otras. Si se profundiza en un estudio de costo beneficio para recolectarla y aprovecharla para ser remplazada por el agua potable, mostraría muy buenos resultados.

Contexto: Para el diseño de muros estructurales de concreto reforzado, la normativa sismoresistente en Colombia permite, en función de la amenaza sísmica del sitio, optar por uno de tres posibles grados de capacidad de disipación de energía (mínima, moderada y especial). Sin embargo, la práctica empleada es la de adoptar el menor grado acorde a la amenaza sísmica. Método: En este trabajo se realizó un estudio analítico del efecto del grado de capacidad de disipación de energía seleccionado durante el diseño de muros estructurales de concreto reforzado, en las cantidades de obra de la estructura y en la capacidad de desplazamiento. El estudio se centró en zonas de amenaza sísmica baja, ya que permite explorar y comparar los tres grados de disipación de energía. En el estudio se incluyeron otras variables como la altura total del muro, el área tributaria y la cuantía mínima de refuerzo adoptada para el alma del muro.Resultados: la cantidad total de acero requerida para los muros con capacidad moderada y especial corresponde, en promedio, a un 77% y 89%, respectivamente, de la cantidad requerida para los muros con capacidad mínima.Conclusiones: es posible lograr reducciones en el peso total de acero requerido al emplear grados de capacidad de disipación moderada y especial comparado con el uso de capacidad de disipación mínima. Además, con esta estrategia se lograr un incremento significativo en la ductilidad del muro.