núm. 55 (2010): revista facultad de ingeniería (jul-sep 2010)

En comparación con los ecosistemas acuáticos de zonas templadas, los lagos de inundación tropicales son sistemas altamente complejos, numerosos pero poco conocidos. Esta investigación evaluó la variación de la producción primaria y la biomasa fitoplanctónica en una estación en la ciénaga Escobillitas del complejo cenagoso de Ayapel, ubicado al norte de Colombia. Se presentó variación de la producción primaria en relación con el pulso de inundación, ya que esta osciló entre 0 (aguas altas en ascenso 2007) y 191.6 mgC m-2 d-1 (aguas altas en descenso 2007) con un valor medio de 108.6 mgC m-2 d-1. Se encontró la mayor producción primaria bruta en aguas altas en descenso, condición acompañada por un mayor registro de biomasa algal, reducción en la eficiencia fotosintética, bajos valores de respiración y de las relaciones P/B y P/R. Entre ciclos hidrológicos consecutivos se presenta variación de los patrones de producción primaria, ya que para la fase de aguas altas en ascenso, en el 2006 se presentó una baja biomasa, con una alta PPB, acompañados de la mayor eficiencia fotosintética y altos valores de la respiración, En contraste, para el mismo periodo hidrológico del pulso de inundación pero enel año 2007, se presentó un aumento de la biomasa, reducción de la PPB, de la eficiencia fotosintética, de la relación P/B y de la respiración. El sistema acuático oscila entre euproductivo y oligoproductivo, lo cual es indicador de una alta dinámica trófica.

Se evaluaron las cinéticas de producción de biomasa, producción de ácido láctico, consumo de sustrato y actividad antimicrobiana de Weissella confusa, una bacteria acido láctica con actividad antimicrobiana frente a Streptococcus agalactiae y Staphylococcus aureus, microorganismos productores de mastitis bovina. Las fermentaciones se llevaron a cabo anaeróbicamente en discontinuo utilizando como sustratos, sustrato comercial (SC), leche suplementada con extracto levadura (LEL) y leche suplementada con extracto de levadura y glucosa (LELG) y se compararon los parámetros cinéticos. La mayor inhibición de los patógenos, la mayor producción de ácido láctico y el mayor rendimiento de biomasa se presentó en sustrato LELG. En éste último sustrato al cabo de la cuarta hora de fermentación, se presentó un diámetro de inhibición de 36,33 mm para Staphylococcus aureus y a la octava hora de fermentación 39 mm de diámetro para Streptococcus agalactiae; la producciónmáxima de ácido láctico fue 13,12 gL-1 (a las 48 h) y la máxima concentración de biomasa fue 3,07 gL-1 (a las 48 h). Estos resultados fueron superiores a los obtenidos en SC donde, para el mismo tiempo de fermentación, se obtuvieron 24,38 mm para Staphylococcus aureus y 30,58 mm de diámetro de inhibición para Streptococcus agalactiae; la mayor producción de ácido láctico fue 11,6 gL-1 (a las 12 h) y la mayor concentración de biomasa fue 1,18 gL-1 (a las 24 h). Los resultados sugieren que el LELG puede convertirse en una alternativa a bajo costo para la producción de Weissella confusa, microorganismo con gran potencial para el control y el tratamiento de mastitis bovina.

Se estudió el comportamiento de 11 elementos traza durante la incineración de barros cloacales y su co-combustión con residuos sólidos municipales desde el punto de vista termodinámico, con el fin de observar la influencia de diferentes variables del proceso. Los cálculos termodinámicos se realizaron simulando la atmósfera de combustión existente durante la combustión de barros cloacales, en un rango de temperatura entre 200 y 1000 ºC, trabajando a presión atmosférica. Se analizó además la presencia de cloro y azufre en dicha atmósfera, debido a que éstos pueden estar presentes durante la co-combustión con residuos sólidos municipales. Desde el punto de vista experimental se incineraron los barros cloacales en un lecho fluidizado. El trabajo se focalizó en el comportamiento de tres metales tóxicos representativos: Cd, Pb y Zn. Los resultados de este estudio permiten concluir, desde el punto de vista termodinámico, que la co-combustión con residuos sólidos municipales no favorecería la vaporización de los elementos traza, ya que los cloruros metálicos reaccionarían con el agua formando óxidos y serían retenidos por la matriz mineral. El estudio experimental nos muestra que la vaporización de los metales pesados es altamente dependiente de las condiciones de operación.

Entre agosto de 2006 y marzo de 2008 se determinó la presencia de bacterias asociadas a la oxidación de hierro y manganeso en el límite de zona fótica (LZF) y en el fondo del hipolimnio (FH) en siete estaciones del Embalse Riogrande II en función de la disponibilidad de estos metales. Se realizaron mediciones in situ de temperatura del agua, oxígeno disuelto, pH, potencial redox y conductividad eléctrica. En el fondo del hipolimnio con niveles de oxígeno disuelto ≤ 4mgL-1 solo se encontró presencia de las bacterias oxidantes de hierro compatibles con Gallionella sp, Sphaerotilus sp, Beggiatoa sp y estructuras compatibles con bacterias prostecadas. El mayor número de estas bacterias se observó en el brazo de Río Grande (E4) en donde los niveles de hierro soluble fueron superiores a 1,4 mgL-1. No se encontró presencia de bacterias dependientes de la oxidación del manganeso.

En el tubo de aspiración de una turbina hidráulica de 95 MW operando a carga parcial se presentan fuertes vibraciones. Debido a la inestabilidad hidráulica dentro del tubo se presentan fallas frecuentes en elementos estructurales de la planta, principalmente cuando la máquina opera a carga parcial.En este trabajo se midieron las presiones dentro del tubo de aspiración y los esfuerzos en la pared externa del tubo de aspiración a varios niveles de potencia para identificar la potencia donde las condiciones son críticas para la estructura. También, se realizaron mediciones a carga parcial con inyección de aire sobre los alabes fijos y con alivio de presión en el caracol. Se encontró que la inyección de aire reduce efectivamente las vibraciones mientras que el alivio de presión en el caracol no produce ningún efecto útil.

Estimados colegas: El pasado mes de Junio el Institute for Scientific Information (ISI) de Thomson Reuters hizo públicos los resultados del Journal Citation Report (JCR) 2009 (http://admin-apps.isiknowledge.com/JCR/JCR?RQ=RECORD&rank=69&journal=REV+FAC+ING-UNIV+ANT). Esta herramienta permite obtener algunos indicadores cienciométricos de las revistas indizadas en Web of Science (WoS). Entre ellos, el factor de impacto (FI) es el más consultado por su aplicación en la evaluación científica. el factor o índice de impacto (Impact Factor, en inglés) permite comparar las distintas publicaciones científicas, llegando a convertirse en el criterio de referencia para valorar la relevancia de la publicación, así como su grado de repercusión de la comunidad científica y, por tanto, de manera indirecta la calidad de los estudios publicados.

En este trabajo se analiza el impacto de la logística reversa en los modelos de gestión de inventarios a través del análisis de las implicancias y extensiones de algunos modelos estudiados en la literatura. A través de experimentación con modelos de inventario determinísticos encontramos que en gran parten de los escenarios estudiados, los costos de utilizar modelos clásicos de gestión de inventarios son superiores a modelos que toman en cuenta los flujos de retorno. Solo en casos muy particulares en donde el costo de mantención de stocks en el taller de reparables era muy elevado, se observaba la conveniencia del uso de los modelos tradicionales en detrimento de los que consideran flujos de retorno. Se puede observar además que no existen comparaciones cuantitativas entre una gestión tradicional de inventarios y una que considere los flujos de retorno.

En este artículo se analiza el efecto de la incorporación de un residuo industrial de una refinería de petróleo colombiana, conocido como catalizador de craqueo catalítico usado (FCC), en el proceso de hidratación de pastas cementicias. Para tal efecto, se prepararon pastas de cemento Pórtland ordinario (OPC) adicionadas en porcentajes del 10 y 20% de FCC como reemplazo de la cantidad de cemento. La reactividad puzolánica del material y el tipo de productos de hidratación se determinó mediante difracción de rayos X (DRX) y análisis termogravimétrico (TG/DTG). Adicionalmente, se determinó el calor de hidratación liberado con base en la norma ASTM C186. Los resultados indican que el proceso de hidratación de pastas adicionadas con FCC es altamente exotérmico como consecuencia de su actividad puzolánica a cortas edades. Las fases principales presentes en el proceso de hidratación de las pastas adicionadas con FCC fueron CSH, CAH y CASH, productossimilares a los obtenidos en pastas adicionadas con metacaolín.

El presente artículo muestra una metodología para seleccionar las variables que tengan una influencia significativa en la dinamización del acceso a las tecnologías de información y comunicación (TIC) en las familias de ingreso medio en el Valle de Aburrá, así como las interrelaciones principales entre esas variables. Las variables se escogen a partir de la combinación de tres métodos de interpretación de resultados, basados en Análisis Estructural con el software MICMAC (Impact Matrix Cross-reference Multiplication).

Se evaluaron las concentraciones de Al, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Cr, Hg, Pb y Cd en sedimentos superficiales del río Sinú. Las muestras se recolectaron en 10 sitios de muestreo aguas abajo del embalse de Urrá I, considerándose dos períodos de muestreo, uno en época de lluvia y otro en época seca. Las concentraciones de los metales se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica o por voltametría y se normalizaron con respecto a las concentraciones del aluminio, por ser un metal conservativo. Se observó una fuerte correlación entre las concentraciones de Cu, Ni, Cr y Zn para ambos períodos muestreados, sugiriendo un origen común. Adicionalmente, el factor de enriquecimiento indicó para todos los elementos evaluados, a excepción del Fe, concentraciones enriquecidas de metales pesados en los sedimentos. En los sitios que reciben el impacto de los suelos inundados, existe una mayor concentración de metales en los sedimentos, comparada con otras zonas de la cuenca, lo cual se asocia con la reducción de sulfatos y la formación de sulfuros y la subsecuente liberación y disponibilidad de metales pesados.

Este artículo presenta la utilización de una plataforma con herramientas de emulación y experimentación remota como recursos de apoyo en un enfoque de aprendizaje basado en proyectos para cursos de sistemas de control lineal. La emulación y la experimentación remota se incorporan como recursos de experimentación en las actividades académicas de este enfoque. Los recursos de la plataforma permiten la definición de proyectos en nuevos contextos y observar la dinámica de problemas complejos de control de diversa naturaleza. Adicionalmente, la emulación se utiliza para experimentar con sistemas no disponibles en el laboratorio y observar el desempeño de los controladores antes de su implementación en contextos reales. Este trabajo describe el enfoque de aprendizaje, la plataforma, y sus diferentes condiciones de operación. Estas condiciones se muestran a través de la emulación de un modelo de un motor DC con modo oscilante en la carga. Por último, este documento presenta los resultados de la encuesta utilizada para evaluar la plataforma, haciendo énfasis en la evaluación de la herramienta de emulación como recurso de aprendizaje.

Se reportan resultados de adsorción del colorante RR239 (colorante reactivo azo) con aserrín pretratado con formaldehído, los experimentos se realizaron a dos valores de pH y considerando el efecto de nanopartículas de hierro de valencia cero. Los datos cinéticos de adsorción se ajustaron bien a un modelo de seudo segundo orden. Los experimentos realizados en el sistema por lotes sugieren que la eficiencia de la decoloración esta fuertemente influenciada por la presencia de partículas de ZVI y bajos pH. La cinética de adsorción por la mezcla de adsorbente (5 g de aserrín y 180 mg de ZVI) a pH 2,0 fue rápida, lográndose más del 90% de la decoloración en 3 minutos.

Los modelos ocultos de Markov (HMM) son modelos estadísticos usados de forma efectiva en procesamiento del habla. Aunque, siendo orientado al análisis de procesos estocásticos puede ser aplicado a una alta variedad de tareas relacionadas con el proceso e identificación con señales biomédicas. Tradicionalmente, los parámetros HMM son estimados bajo el criterio de máxima verosimilitud (entrenamiento generativo). Sin embargo, la estimación en este caso tiene como desventaja que la distribución que se quiere ajustar es la distribución de cada clase, y además los modelos y/o datos de otras clases no participan en la re-estimación de los parámetros, como consecuencia, el criterio MLE (Maximum Likelihood Estimation) no esta relacionado directamente con el objetivo de reducción de la tasa de error, lo que ha llevado a muchos investigadores a optar por técnicas de entrenamiento conocidas como entrenamiento discriminativo, en el que se encuentra la estimación de máxima información mutua. Este trabajo se realiza una comparación entre las técnicas de entrenamiento generativo y discriminativo para casos concretos de detección de patologías en señales de voz, fonocardiografía y electroencefalografía. Los resultados obtenidos muestran un mejor desempeño de la técnica discriminativa sobre la generativa en todas las bases de datos usadas.

La transformación de esquemas conceptuales a esquemas lógicos llevada a cabo por herramientas de diseño de bases de datos puede traer como resultado esquemas lógicos que presenten algún tipo de inconsistencia y por consiguiente los esquemas físicos tendrán problemas de implementación. En este trabajo se analiza un tipo de inconsistencia (nombrada por los autores como "inconsistencia de referencias cíclicas") que puede presentarse en el esquema lógico de la base de datos y se propone un algoritmo para su detección y corrección. Este algoritmo puede ser implementado en herramientas de diseño de bases de datos.

En este artículo se presenta un nuevo algoritmo de clustering denominado IHSK, con la capacidad de seleccionar características en un orden de complejidad lineal. El algoritmo es inspirado en la combinación de los algoritmos de búsqueda armónica y K-means. Para la selección de las características se usó el concepto de variabilidad y un método heurístico que penaliza la presencia de dimensiones con baja probabilidad de aportar en la solución actual. El algoritmo fue probado con conjuntos de datos sintéticos y reales, obteniendo resultados prometedores.

En este artículo se describe la arquitectura, funcionamiento y prestaciones de un prototipo de router de conmutación de paquetes ópticos con intercambio de etiqueta y con capacidad para procesar dos canales independientes. Además se describen los principales subsistemas usados en la arquitectura del router óptico de conmutación de paquetes en el cual se transportan 10Gb/s NRZ de carga de datos junto con 155Mb/s NRZ de etiqueta codificada en SCM sobre una subportadora de RF de 18GHz.

Muchos documentos describen diseños ontológicos, pero pocos explican cómo se puede diseñar una ontología; además, muy pocos se enfocan en la aplicación de técnicas de gestión del conocimiento para el mantenimiento del software. En este trabajo se hace un análisis de varias de las ontologías propuestas para responder a esta necesidad, con la finalidad de que algunas de sus ideas puedan ayudar a las organizaciones de desarrollo de software en trabajos similares, y se describe una metodología para estructurar una ontología que, además del área del mantenimiento del software, se pueda aplicar a otras áreas del conocimiento.

En este artículo se presenta un esquema de control activo de vibraciones para atenuar las amplitudes de vibración síncrona inducidas por el desbalance en un sistema rotor-chumaceras; donde una de las chumaceras puede ser desplazada automáticamente para modificar la longitud efectiva del rotor, y como consecuencia, la rigidez del rotor. El control de la rigidez dinámica se basa en un análisis de la respuesta en frecuencia, control de velocidad y en el uso de esquemas de aceleración, para evadir las amplitudes de la vibración en la resonancia mientras el sistema rotatorio pasa (acelerado o desacelerado) a través de una velocidad crítica. Se utiliza identificación algebraica para estimar el desbalance en línea, mientras el rotor es llevado a la velocidad de operación deseada. Algunas simulaciones numéricas y resultados experimentales son incluidos para mostrar las propiedades de la compensación del desbalance y la robustez del esquema de control activo de vibraciones propuesto, cuando el rotor se opera a una velocidad por encima de la primera velocidad crítica.

El presente artículo muestra la puesta en práctica de hardware para realizar el procesamiento en tiempo real de la señal de radar usando una técnica simple, rápida basada en arquitectura de FPGA (Field Programmable Gate Array). El proceso incluye diversos procedimientos de enventanado durante la compresión del pulso del radar de apertura sintética (SAR). El proceso de compresión de la señal de radar se hace con un filtro acoplado que aplica funciones clásicas y nuevas de enventanado, donde nos centramos en obtener una mejor atenuación para los valores de lóbulos laterales. La arquitectura propuesta explota los recursos de computación paralela de los dispositivos FPGA para alcanzar una mejor velocidad de cómputo. Las investigaciones experimentales han demostrado que los mejores resultados para el funcionamiento de la compresión del pulso se han obtenido usando las funciones atómicas, mejorando el funcionamiento del sistema del radar en presencia de ruido, y consiguiendo una pequeña degradación en la resolución de rango. La puesta en práctica del tratamiento de señales en el sistema de radar en tiempo real se discute y se justifica la eficiencia de la arquitectura de hardware propuesta.

En este artículo se presenta la aplicación del algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) como estrategia de búsqueda para determinar los parámetros de un sistema tipo caja gris. Este proceso de identificación se ilustra utilizando la respuesta a un escalón de un motor DC en lazo abierto. Para agilizar la identificación del sistema a través del uso de PSO, se limita el espacio de búsqueda usando la información que puede extraerse de la respuesta en el dominio del tiempo del sistema a identificar. Los resultados del proceso de identificación de los parámetros del motor se obtienen utilizando la herramienta PSOt disponible para entorno Matlab® desarrollada por Brian Birge.