vol. 15 (2005)

El problema de evaluar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo rígido sumergido en un fluido estancado o en flujo es un problema clásico de la mecánica de fluidos. Tiene implicaciones importantes en muchas aplicaciones de ingeniería que involucran flujos multifásicos e.g., sedimentación, flujo de suspensiones, suspensiones coloidales, etc. En este trabajo se estudia experimental y computacionalmente el movimiento de una esfera sólida que se sedimenta bajo la acción de la gravedad en un fluido Newtoniano confinado dentro de un cilindro vertical cuyo radio cambia periódicamente a lo largo de su longitud. Se estudia entonces la respuesta de la esfera a los cambios súbitos de la geometría del recipiente contenedor, el cual debido a efectos hidrodinámicos de pared, induce aceleraciones y desaceleraciones periódicas de la partícula con consecuencias importantes para la fuerza de Basset. Se presentan observaciones experimentales para el caso en el que los cambios en el radio del cilindro tiene lugar abruptamente y para el caso cuando el cambio es gradual. Se comparan dichos resultados con datos de un cilindro con radio uniforme. Los datos experimentales se obtienen para en un rango de número de Reynolds de 1x10^-4 a 1000, rango en el cual se determinan la velocidad media de sedimentación y el coeficiente de arrastre y se comparan con aproximaciones teóricas y semiempíricas. Igualmente, se comparan las observaciones experimentales con las obtenidas computacionalmente aplicando la ecuación de movimiento propuesta por Maxey y Riley.

En el presente artículo se realiza una revisión acerca de la planeación de trayectorias en robots móviles y específicamente la aplicación de una red neuronal que toma las decisiones con respecto a la trayectoria de un robot móvil en la evasión de obstáculos hasta llegar a un objetivo. El resultado de estos conceptos se muestra en una aplicación desarrollada en C++. Este trabajo puede ser tomado como base para realizar juegos en los que intervienen objetos móviles que evitan colisiones o para implementar sistemas de detección de obstáculos para robots.

Durante los años de gestación de la Teoría General de la Relatividad (TGR) y de la subsiguiente cosmología relativista, Albert Einstein esperaba que su teoría de gravitación satisficiera las ideas de Mach sobre la inercia. Para esto calculó un par de efectos que debían garantizar la consonancia de TGR con el origen material de la inercia à la Mach. Estos efectos fueron: (A) El aumento de la masa inercial cuando se aglomera materia en su vecindad y (B) el arrastre de los marcos inerciales. En este articulo se hace un estudio histórico-conceptual del primero(A). Mientras que el arrastre es considerado como una predicción real de TGR, el aumento de la masa inercial ha llegado a desecharse como un artificio de coordenadas no impugnable a la variedad espacio-temporal estudiada. Se presenta una revisión técnica con clarificaciones conceptuales es presentada.

Para que un ambiente de enseñanza virtual pueda soportar un aprendizaje real, dichos ambientes deben proveer interacciones enseñanza-aprendizaje de alto nivel. En este artículo, se muestra como una herramienta computacional como ANSYS puede proveer un ambiente virtual para el aprendizaje de la mecánica de fluidos no sólo a nivel de pregrado si no también a niveles superiores. Las simulaciones computacionales, --aplicando ANSYS/FLOTRANCFD o cualquiera otro software de capacidades similares--, en el contexto de la enseñanza de la mecánica de fluidos son de interés fundamental dado que soportan un ambiente de simulación poderoso que puede aplicarse no sólo a la comprensión de ideas y conceptos fundamentales sino tambien al diseño y optimización de procesos de aplicación práctica.

En el presente artículo se realiza una revisión general sobre los sistemas robóticos teleoperados, su estructura, componentes principales, clasificación, tipos de sensores, sistemas de locomoción y aplicaciones; como por ejemplo se mencionan algunos trabajos realizados en colombia y el mundo.

El propósito de esta investigación consistió en evaluar la capacidad de reducción de compuestos orgánicos e inorgánicos en un humedal artificial de flujo vertical a escala laboratorio alimentado con agua del río Bogotá tomada a la altura del campus universitario “Río Grande” en Cajica para determinar la viabilidad de emplear este tipo de tecnología en control de la contaminación hídrica. El prototipo se diseño y construyo con base en las recomendaciones de autores como Arias (2003) y Cooper (1990) . Los resultados que se obtuvieron permitieron determinar reducciones de DBO^20 5 = 37%, DQO = 10%, CT = 49%, ST = 16%, SST = 27% , NO2 = 83%, NO3 = 30% De lo anterior se concluye que a escala laboratorio el humedal artificial de flujo vertical mejora la calidad del agua del río Bogotá a la altura del campus “Río Grande” en Cajica.

Se presenta en este trabajo una investigación experimental y numérica del contacto normal de una esfera rígida con una placa plana de material cuyo comportamiento mecánico se asume de tipo elasto-plástico. Los esfuerzos locales bajo el punto de contacto se han obtenido experimentalmente mediante visualización foto-elástica. Se ha evaluado numéricamente la evolución de los bulbos de esfuerzo bajo el punto contacto como función del tiempo y se ha efectuado la comparación con las observaciones experimentales. Los resultados indican que un modelo elasto-plástico tridimensional reproduce de manera apropiada las características principales observadas en los experimentos físicos. Este ejercicio puramente académico y de carácter didáctico enfatiza en el enorme potencial de los elementos finitos en la solución de problemas de deformación bajo diferentes tipos de modelos constitutivos y pone de manifiesto la enorme utilidad del modelamiento matemático y computacional basado en aproximaciones continuas de la materia.

En este trabajo se presentan los resultados de una investigación analítica y computacional, donde se propone una metodología para evaluar la demanda sísmica fuera del plano, en edificaciones de pórticos con rellenos de mampostería no reforzada. Con esta metodología se obtienen los registros de aceleración en diferentes alturas del edificio. Las ecuaciones propuestas se basan en los resultados obtenidos mediante metodologías establecidas a nivel mundial, datos registrados de una edificación construida en la ciudad de los Ángeles, la cual se encontraba completamente instrumentada durante el sismo de Northrigde – 1994; y modelos analíticos de edificios típicos analizados mediante el método de elementos finitos - FEM. Por último, se presentan curvas de aceleración respecto a la altura (utilizando la metodología propuesta) para edificios típicos con sistema estructural de pórticos con mampostería no reforzada construidos para las diferentes zonas establecidas en la microzonificación sísmica de la ciudad de Bogotá.

Se presentará un estrato para las matrices normales. Para esto se requieren aspectos de tres ramas de las matemáticas: la geometría diferencial, la topología diferencial y la teoría de matrices. La primera se ocupa de los aspectos geométricos del análisis matemático, la segunda de los aspectos topológicos de la primera, y la última se encarga de encarar el estudio de las matrices desde diversos ámbitos y contextos matemáticos. En primer lugar, se usará la definición de espacio estratificado como una técnica que permite caracterizar de cierta manera las matrices normales. De forma más puntual se hablará de las matrices normales con una subvariedad estratificada conexa de i 2n^2. Para estratificar las matrices normales se tomará como referente la noción de estrato de la topología diferencial. Esto requerirá elementos de geometría diferencial. 

La comprensión de las propiedades mecánicas de los medios granulares es importante en aplicaciones de Ingeniería civil, Ingeniería química, ciencias geofísicas al igual que en otras áreas del conocimiento. Es bien sabido que las fuerzas dentro de un medio granular se distribuyen siguiendo una red altamente no-lineal de partículas bajo esfuerzo. Las fuerzas por arriba del promedio se concentran en una red de “cadenas de esfuerzo” que soportan la gran mayoría de la carga, mientras que existen partículas dentro del lecho que se encuentran prácticamente aisladas de sus vecinas y que no soportan carga alguna. Dado que las fuerzas inter-partícula y su distribución determinan las propiedades macroscópicas de un sistema granular, dicho comportamiento tiene consecuencias muy importantes en fenómenos de transporte tales como conducción de calor, propagación de sonido y conducción eléctrica. En este trabajo se presentan resultados de una investigación tanto experimental como computacional sobre el comportamiento de la distribución de esfuerzos en un medio granular estático. Los resultados expuestos proveen conocimientos nuevos sobre la física de medios granulares y complementan observaciones previas.

El artículo refiere el análisis experimental en el laboratorio, del efecto de la adición de fibras de polipropileno por vía seca (reemplazo de material granular por fibra) sobre las propiedades mecánicas y dinámicas de una mezcla. Inicialmente se caracteriza el material granular y asfalto CA60/70, se realiza el diseño de la mezcla asfáltica de granulometría 0/10 (IDU RSV 2002) y asfalto de acuerdo con la metodología Marshall; se evalúa el efecto de fibras sobre las propiedades mecánicas mediante la evaluación de la estabilidad y fluencia, y dinámicamente por su valor de deformación permanente y modulo dinámico. Los resultados muestran un efecto positivo de las fibras en la modificación de la mezcla asfáltica. El modulo dinámico aumenta en un 45% promedio en un porcentaje de adición de 0.60%; la deformación permanente disminuye en 27.6% para una adición de fibras de 0.60% y 48.8% para la adición de fibras de 0.75%, respectivamente. Este comportamiento refleja otra alternativa eficaz para mejorar la mezcla asfáltica, aumentando la resistencia a la disgregación por efecto abrasivo del tráfico y retardando el inicio y propagación del agrietamiento por ahuellamiento.