Ingeniería y Competitividad
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Publicación Acceso abierto La ocurrencia de fenómenos de aterronamiento y compactación en la industria azucarera debida a factores internos.(2011-09-14) Castrillón, Natalia; Pabón, Benhur; Reif Acherman, SimonLa ocurrencia de fenómenos de aterronamiento y compactación en la industria azucarera debida a factores internos controlables de las últimas etapas del proceso de producción, aleatorios externos al mismo, o una combinación de ambos, ocasiona significativos perjuicios operacionales y económicos. Un estudio de la optimización de las condiciones de operación manipulables en la operación de secado permite minimizar la ocurrencia de dichos fenómenos. Utilizando como principal criterio de evaluación los diferentes efectos en el tiempo sobre la humedad final de los cristales almacenados, los resultados obtenidos permitieron identificar las magnitudes más apropiadas de cantidad y temperatura de entrada del aire alimentado al secador instalado en la refinería de un ingenio de la región del Valle del Cauca, para cada una de las condiciones ambientales típicas de las tres jornadas de producción diarias. Verificaciones estadísticas de la implementación de normas de proceso formuladas con base en las conclusiones del estudio revelan la obtención de cristales con un contenido de humedad final por debajo del máximo limite de especificación permitido del 0.05 %, la practica eliminación del fenómeno de compactación en dos de las tres jornadas, y reducciones significativas del aterronamiento en todos los casos.Publicación Acceso abierto Cálculo de parámetros cinéticos en reacciones foto-catalíticas usando un modelo efectivo de campo de radiación.(2011-09-14) Machuca Martínez, FidermanEn este estudio se evaluó el efecto de la geometría y la concentración de substrato en la determinación de rendimientos cuánticos globales del proceso. Los rendimientos cuánticos se obtuvieron bajo un enfoque de parámetros globales constantes, fundamentados en las propiedades isotrópicas del campo radiante y de distribución perfecta de partículas en la fase fluida. Se usó un modelo idealizado para la cuantificación del campo de radiación y las expresiones matemáticas para la velocidad de reacción y la energía global efectiva absorbida del proceso (OVRPA) por medio de una solución aproximada de la ecuación de transferencia radiativa (RTE). Los resultados obtenidos para los rendimientos cuánticos permitieron mostrar la naturaleza no intrínseca de los parámetros cinéticos por la fuerte influencia de la geometría asociada a la dependencia con la energía radiante global absorbida por el sistema, evaluando estos parámetros foto-cinéticos a concentración inicial de ácido dicloroacético (DCA) constante. El error relativo global es menor al 2.5% y los coeficientes de correlación son mayores a 0.97 entre los datos de simulación y los datos experimentales utilizados.Publicación Acceso abierto Desafíos y estrategias prácticas de los estudios empíricos sobre las técnicas de prueba del software.(2011-09-15) Arango Isaza, Fernando; Serna Montoya, EdgarEste artículo de reflexión tiene como objetivo discutir una serie de cuestiones que típicamente se plantean cuando se realizan estudios empíricos con técnicas de prueba del software. Aunque algunos problemas son generales a todas las disciplinas empíricas, los estudios de prueba del software enfrentan una serie de desafíos específicos. Algunos de los más importantes se discuten a continuación.Publicación Acceso abierto Estudio de factibilidad del uso de sílicas mesoporosas funcionalizadas como catalizadores en destilación reactiva: esterificación de ácido acético con n-butanol.(2011-09-15) Cardona, Carlos Ariel; Giraldo, Oscar Hernán; Posada Duque, John AlexanderLas silicas mesoporosas MCM-41, MCM-48, SBA-15 y HMS, funcionalizadas con el grupo propilacidosulfónico por las técnicas grafting y co-condensación, son materiales de alta estabilidad térmica y catalíticamente activos para la síntesis de acetato de n-butilo por esterificación de ácido acético con n-butanol. Estas características hacen de las silicas funcionalizadas unos catalizadores potenciales para procesos de destilación-reactiva. En este sentido se comparan económicamente el proceso tradicional de producción de acetato de n-butilo por destilación-reactiva a 0.033 MPa (0.33 atm) con el proceso a presión atmosférica (0.101 MPa), utilizando una estrategia de optimización MINLP (Optimización de programación no lineal de mezcla entera) y el simulador comercial Aspen Plus. Los resultados mostraron que bajo condiciones óptimas el potencial económico aumenta en 9% para el sistema a presión atmosférica.Publicación Acceso abierto Reducción de pérdidas ocasionadas por flujos de dispersión en el tanque de transformadores de distribución.(2011-09-15) Cadavid Ramírez, Héctor; González, Paul; Vergara, Juan A.En este artículo se examina la simulación, implementación y validación del método de pantalla magnética modoancho de longitud variable, como mecanismo para reducir las pérdidas ocasionadas por los flujos de dispersión en el tanque de un transformador de distribución monofásico de 15 KVA. Inicialmente a través de la simulación en 2D con el método de elementos finitos MEF, se estableció el comportamiento de las pérdidas en las paredes del tanque del transformador, con y sin pantalla magnética, y posteriormente, a través de pruebas adicionales de laboratorio, se realizó la respectiva verificación en el transformador. El análisis de los resultados obtenidos en esta investigación muestra que hay un impacto significativo en la reducción del nivel de pérdidas adicionales, con la implementación de la pantalla magnética y por lo tanto tal metodología de mitigación de pérdidas seleccionada es adecuada y viable técnica y económicamente.Publicación Acceso abierto Influencia de los cambios de ocupación del suelo de Cali (Colombia), entre 1984 y 2003, en la temperatura de superficie.(2011-09-15) Capote, Paolo Andrés; Escobar Jaramillo, Luis Alfonso; Santana Rodríguez, Luis MarinoDel análisis de imágenes de satélite Landsat se encontró que, entre 1984 y 2003, Cali (Colombia), experimentó un aumento del 29% en el área construida, en detrimento de áreas en pastos, rastrojos, cultivos y zonas arboladas. Estos cambios han generado, entre otros impactos, modificación en los procesos de transferencia de energía a la atmósfera, con la consecuente expansión de la isla de calor. Se encontró, además, que la temperatura de superficie (T ) de la S ciudad aumentó 3.76 grados centígrados en promedio, incremento que se propagó a barrios de las partes central, oriental y norte y que determina el crecimiento de la isla de calor. Los resultados de modelos de regresión aplicados concluyen que el índice de vegetación ajustado al suelo (SAVI), junto con el área construida, tiene mayor sensibilidad que el índice de diferencia normalizada de vegetación (NDVI) para explicar el aumento de la temperatura de superficie, por cuanto el primero capta no sólo la actividad de los tejidos del follaje, sino la reflectividad del suelo. Las estimaciones discriminan cuál es la contribución del aumento del área construida y de la disminución de SAVI en la explicación del incremento deT , para toda la ciudad y para las distintas comunas.Publicación Acceso abierto Tratamiento hidrotermal a baja temperatura de una toba rica en clinoptilolita en soluciones de NaOH, KOH y Ca (OH)2.(2011-09-15) Castellanos, Oscar; Ríos Reyes, Carlos Alberto; Williams, Craig D.Una toba rica en clinoptilolita natural del área volcánica del Mioceno de las Montañas Tokay de Hungría fue convertida en productos sintéticos de mayor valor agregado bajo condiciones hidrotérmicas. La clinoptilolita fue activada hidrotérmicamente con NaOH, KOH y Ca(OH) como agentes activantes para sintetizar productos de alta 2 pureza, los cuales incluyen zeolita Na-P1 (GIS), zeolita K-F (EDI) e hidróxidos y silicatos de calcio. Los productos sintéticos se caracterizaron por técnicas de difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y termogravimetría. Los resultados obtenidos en este estudio son importantes tanto para evaluar la influencia del agente activante sobre la formacion de nuevas fases zeoliticas como para similar las condiciones geológicas de formación de zeolitas y otras fases minerales.Publicación Acceso abierto Be4SeD: Benchmarking para evaluación de técnicas de descubrimiento de servicios.(2011-09-15) Suárez Meza, Luís Javier; Rojas Potosí, Luis Antonio; Corrales Muñoz, Juan Carlos; Caicedo Rendón, Oscar MauricioActualmente, el creciente número de procesos de negocio y servicios ofrecidos, es fuente de innumerables proyectos de investigación, orientados a generar mecanismos de descubrimiento; teniendo como resultado un sinnúmero de algoritmos para recuperar servicios. Sin embargo, dichos proyectos no utilizan una base común para evaluar sus técnicas de búsqueda, impidiendo que las evaluaciones sean objetivas. Por lo tanto, se hace necesaria una herramienta pública, que proporcione una referencia común, que permita comparar y valorar los resultados de los diferentes algoritmos utilizados en el emparejamiento de servicios, con el fin de mejorar la calidad de las técnicas de descubrimiento propuestas. Este artículo presenta una aplicación pública, que implementa una metodología de benchmarking para evaluar la calidad de recuperación de las técnicas de emparejamiento de servicios. Este benchmarking está compuesto de un mecanismo de evaluación intuitivo, de un módulo de ingreso de los datos correspondientes al algoritmo a evaluar y un componente que entrega resultados estadísticos: recall, precision, overall, k-precision y p-precision. Sus funcionalidades se ofrecen como servicio web para facilitar la integración con las implementaciones de algoritmos a evaluar. Finalmente se evalúa un algoritmo de emparejamiento, el cual evidencia el uso de la plataforma Be4SeD en este contexto.Publicación Acceso abierto Estudio comparativo de algoritmos basados en cúmulo de partículas para resolver el problema de empaquetamiento en placas.(2011-09-15) Álvarez Martínez, David; Gallego Rendón, Ramón Alfonso; Toro Ocampo, Eliana MirledyEn este artículo se presenta una metodología basada en técnicas metaheurísticas de optimización para la solución del problema de empaquetamiento óptimo bidimensional de piezas rectangulares en placas, considerando la posibilidad de rotar 90° las piezas y con restricciones de corte tipo guillotina. Este pertenece a la familia de problemas de corte y empaquetamiento considerados clásicos dentro de la investigación de operaciones, siendo de gran aplicación en la industria y caracterizados por su alta complejidad matemática y computacional. Para su solución se usa una codificación en árbol de cortes. En el análisis de resultados se realizó un estudio computacional con tres algoritmos basados en la técnica cúmulo de partículas. Con el fin de verificar la eficiencia de la metodología propuesta basándose en tiempos de cómputo y calidad de respuestas, se tomaron diferentes casos de prueba de la literatura especializada para realizar un benchmarking, que finalmente corroboró el desempeño de la metodología.Publicación Acceso abierto Evaluación y mejoramiento de la calidad de la potencia eléctrica usando un nuevo enfoque teórico.(2011-09-15) Cano Plata, Eduardo Antonio; Tacca, Hernán Emilio; Ustariz Farfan, Armando JaimeLas aplicaciones prácticas, tales como la incorporación de un nuevo enfoque teórico en la definición de estrategias de compensación instantánea y promediada para filtros activos de potencia en sistemas polifásicos y la descripción de un indicador global para la evaluación de la calidad de potencia, son introducidas en este artículo. Para alcanzar estas aplicaciones, una teoría generalizada de la potencia instantánea aplicada en sistemas no-sinusoidales, polifásicos y asimétricos es propuesta. El tensor de potencia instantánea se define en función del producto tensorial entre los vectores de tensión y corriente. Además, resultados simulados son incluidos.Publicación Acceso abierto Análisis conceptual y metodológico de la innovación tecnológica(2011-10-13) Carrillo, Alexander; Castellanos, Oscar; Castro, Fernando; Jiménez, ClaudiaSe presenta la evaluación del proceso de innovación tecnológica en algunas empresas biotecnológicas colombianas, realizada mediante la aplicación de instrumentos de consulta a sus directivos. El trabajo consta de dos partes: el estudio de la manera en que estas firmas asumen la innovación tecnológica y los diferentes aspectos que ésta involucra, y un análisis FODA que se tomó como característico para la totalidad de empresas del sector biotecnológico, complementado con el aporte de expertos en el tema a través de un análisis estructural, con el cual se obtuvo un conjunto de variables clave que sirvió de base para el desarrollo de la segunda parte, en donde, por medio de la aplicación del Benchmark, se estudió la forma en que la innovación se implementa en la organización. Finalmente se plantean estrategias a corto, mediano y largo plazo para las empresas analizadas, extrapolables al sector biotecnológico, y se propone su adaptación a otros sectores y organizaciones en donde la innovación es fundamental para su permanencia y competitividadPublicación Acceso abierto Incertidumbre paramétrica en modelos dinámicos de estructuras civiles(2011-10-13) Thomson, Peter; Moreno, Claudia P.El análisis dinámico es un procedimiento esencial para diseñar una estructura sujeta a cargas dinámicas. Su objetivo es determinar la respuesta estructural e interpretar los resultados teóricos para obtener un diseño adecuado para la estructura. Sin embargo, la existencia de incertidumbres asociadas a parámetros geométricos, propiedades de materiales y dinámica no modelada, que afectan la respuesta dinámica de la estructura, actualmente no son consideradas en los modelos estructurales. Aunque se han desarrollado diferentes herramientas para el tratamiento de incertidumbre en sistemas, la incertidumbre estructurada resulta idónea para ser incorporada en modelos estructurales debido a que permite modelar las variaciones tanto en parámetros físicos como en la dinámica no considerada en los sistemas dinámicos. Este trabajo presenta una descripción de incertidumbre paramétrica para un modelo de tribuna metálica construido en la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática de la Universidad del Valle. Los resultados muestran que el modelo analítico con incertidumbre es capaz de representar un conjunto de modelos identificados a partir de ensayos de vibración forzada mediante la variación de los parámetros de masa y amortiguamientoPublicación Acceso abierto Deshidratación osmótica de mango (mangifera indica). Aplicación al escarchado.(2011-10-13) Giraldo G., Germán Antonio; Chiralt B., Amparo; Fito M., PedroEn esta investigación se estudió la cinética y equilibrado del mango durante la deshidratación osmótica a presión atmosférica, con y sin pulso a vacío, usando soluciones de 35, 45, 55 y 65ºBrix. La cinética se determinó en tiempos cortos, mientras que el equilibrado se realizó en tiempos largos. En ambos casos se analizó la ganancia de azúcar, pérdida de agua, variaciones de masa y volumen de las muestras. Para alcanzar el escarchado, se continuó el proceso con secado por aire caliente, hasta alcanzar concentraciones de 68 y 72ºBrix. Se evaluaron los cambios composicionales, además del análisis textural y sensorial en los productos finales. Las muestras 2565ºBrix y 4545ºBrix presentaron las menores variaciones de masa y volumen y mejor textura al final del secado.Publicación Acceso abierto Un modelo de memoria virtual compartida distribuida para Mapaná.(2011-10-13) Urrea Cardozo, Alba Eugenia; Gómez, RafaelEste artículo describe el diseño e implementación de un modelo de memoria virtual compartida distribuida para Mapaná. Mapaná es una plataforma de máquina virtual paralela que se ejecuta en computadores homogéneos conectados en red. El modelo provee la creación de un espacio de direcciones lógico, único para cada máquina virtual; así, los procesos que pertenecen a una determinada máquina virtual tienen el mismo espacio y pueden compartirlo, a pesar de estar en máquinas física diferentes. Se tiene un proceso origen, o raíz, que, al ser replicado en otros nodos de la red, da lugar a los procesos homólogos o parientes con idénticos espacios de direcciones. El modelo se implementó en linux, para lo cual se modificó el sistema de memoria virtual, extendiéndolo para incluir el concepto de páginas remotas y la administración de las mismas. Se describe la interacción entre módulos y programas de usuario implementados para llevar a cabo la replicación de un proceso y la ocurrencia de un fallo de página remoto.Publicación Acceso abierto Diseño y prueba de un robot móvil con tres niveles de complejidad para la experimentación en robótica.(2011-10-13) Bacca Cortes, Eval Bladimir; Florian Gaviria, Beatriz Eugenia; Giraldo, Carlos A.; Gómez, Felipe; Muñoz, FranciscoUn robot móvil (llamado UV-BOT), fue diseñado en la Universidad del Valle para la experimentación en robótica y puede ser usado por personas con o sin conocimiento en robótica. UV-BOT es un robot diferencial y para uso en interiores; cuenta con sensores de proximidad, detección de luz, localización y comunicaciones, y su velocidad es controlada mediante dos controladores PI, uno en cada rueda. El firmware del robot fue diseñado usando un micro-núcleo de tiempo real conocido como FreeRTOS, que soporta tres niveles de complejidad, los cuales poseen un conjunto de funcionalidades desde el punto de vista de percepción, movilidad, comuno en la Universidad del Valle para la experimentación en robótica y puede ser usado por personas con o sin conocimiento en robótica. UV-BOT es un robot diferencial y para uso en interiores; cuenta con sensores de proximidad, detección de luz, localización y comunicaciones, y su velocidad es controlada mediante dos controladores PI, uno en cada rueda. El firmware del robot fue diseñado usando un micro-núcleo de tiempo real conocido como FreeRTOS, que soporta tres niveles de complejidad, los cuales poseen un conjunto de funcionalidades desde el punto de vista de percepción, movilidad, comunicación, programación y disponibilidad de demos. Estas funcionalidades son empleadas por la interfaz de usuario para programar el robot gráficamente (nivel básico), usando XML (nivel intermedio) o C (nivel avanzado). En su nivel avanzado, el robot soporta la programación orientada a comportamientos. Estos comportamientos fueron utilizados para realizar las pruebas de desempeño del robot móvil. Como resultado de estas pruebas, se encontró que el sistema de localización de UVBOT muestra una incertidumbre promedio de 17 cm. Los comportamientos de retorno (por posición y luz) y evasión de obstáculos muestran errores promedio de 15 y 12 cm, respectivamente. De este modo, con UV-BOT se pueden implementar exitosamente tareas básicas en robótica cooperativa.Publicación Acceso abierto Resinas ácidas como catalizadores de la adición nucleofílica de diferentes alcoholes a ésteres grasos epoxidados.(2011-10-13) Ríos, Luis Alberto; Restrepo, Gloria; Hoelderich, Wolfgang F.; Marín, Juan Miguel; Franco, Alexander; Suárez, RicardoSe analizó el efecto de varias resinas ácidas como catalizadores para la adición de alcoholes a ésteres grasos epoxidados, usando alcoholes con diferentes configuraciones moleculares y haciendo énfasis en la adición de alcoholes ramificados en las posiciones a y b. Con respecto a los catalizadores, se determinaron los efectos de la fortaleza ácida y de las restricciones difusionales en la velocidad de reacción y la distribución de productos. Se encontró que la velocidad de reacción se incrementa con la fortaleza ácida pero la selectividad tiene una tendencia contraria cuando se adicionan alcoholes altamente ramificados. La velocidad de apertura del epóxido disminuye al incrementar el número de ramificaciones y el tamaño del alcohol; ramificaciones en posición a introducen un mayor impedimento estérico que las ramificaciones en posición b. Un bajo entrecruzamiento de la resina y/o una alta superficie externa son condiciones necesarias para activar el epóxido cuando se usan resinas basadas en poliestireno como catalizadores. Los productos que se obtuvieron fueron la cetona, proveniente del rearreglo del epóxido, y los trans-ésteres, cuando los tiempos de reacción fueron relativamente largos.Publicación Acceso abierto Solución del problema de planeamiento de la expansión de redes de transmisión de energía eléctrica mediante un algoritmo genético y programación lineal y no lineal.(2011-10-13) Bolaños, Ricardo A.; Correa, Carlos Adrián; Granada, MauricioEn este artículo se propone un enfoque eficiente para la reducción del esfuerzo computacional asociado a la solución del problema de planeamiento de la expansión de redes de transmisión de energía eléctrica. Este enfoque utiliza un método de punto interior no lineal para iniciar la población de un algoritmo genético que resuelve de manera iterativa el problema de inversión. Desde el inicio de la solución, las configuraciones generadas son de alta calidad y se encuentran localizadas en puntos estratégicos del espacio solución de modo que pueden Disposition: form-data; name "art_resumen" En este artículo se propone un enfoque eficiente para la reducción del esfuerzo computacional asociado a la solución del problema de planeamiento de la expansión de redes de transmisión de energía eléctrica. Este enfoque utiliza un método de punto interior no lineal para iniciar la población de un algoritmo genético que resuelve de manera iterativa el problema de inversión. Desde el inicio de la solución, las configuraciones generadas son de alta calidad y se encuentran localizadas en puntos estratégicos del espacio solución de modo que pueden evolucionar hacia regiones óptimas. El plan de inversión del algoritmo genético se evaluó para el sistema de transmisión a través de un método de punto interior lineal. El enfoque propuesto se puso a prueba con los sistemas IEEE de 6 y 24 nodos y con el sistema sur-brasilero de 46 nodos. Se obtuvo un excelente desempeño del algoritmo genético para estos sistemas y se requirió un menor esfuerzo computacional para la solución del problema.Publicación Acceso abierto Efecto del reforzamiento sismo-resistente sobre el comportamiento dinámico de una edificación afectada por el sismo de Pizarro.(2011-10-13) Marulada, Johannio; Thomson, Peter; Tischer, HeleneEl 15 de noviembre de 2004, la ciudad de Cali se vio afectada por el sismo de Pizarro. Varias edificaciones sufrieron daños y alrededor de 20 de estas sufrieron daños considerables, lo que hizo necesaria su intervención. Algunas de las edificaciones afectadas habían sido reforzadas con anterioridad al sismo, lo cual hace dudar acerca de la efectividad del reforzamiento sismo-resistente en los parámetros dinámicos de una edificación. En este artículo se describen los ensayos de vibraciones ambientales llevadas a cabo en una edificación en Cali, con posterioridad al sismo y tanto antes como después de su reforzamiento sismo-resistente. Se presentan los resultados del procesamiento digital de los registros de aceleración, con los cuales es posible analizar los cambios en los parámetros dinámicos producidos por el reforzamiento. Específicamente, se observó que las frecuencias naturales de la edificación aumentaron entre 30 y 50 % con el reforzamiento.Publicación Acceso abierto Aplicación de las comunicaciones inalámbricas a la domótica.(2011-10-13) Alarcón R., Andrés; Bernal N., Alvaro; Nieto L., Rubén Dario; Polanco M., Oscar; Vera T., AlexanderEste artículo muestra un modelo que permite el control de electrodomésticos a través de la integración de los protocolos X-10 y WAP. Para esto, se ha definido un modelo, en el que un usuario puede modificar el estado de sus electrodomésticos (prender y apagar) por medio de un teléfono móvil celular. Además, se muestra el diseño e implementación de los módulos electrónicos, que se ajustan a las características establecidas por el protocolo X-10.Publicación Acceso abierto Amenazas y defensas de seguridad en las redes de próxima generación.(2011-10-13) Anías Calderón, Caridad; Baluja García, WalterEl advenimiento de las redes de próxima generación (NGN) es una realidad en el desarrollo de las telecomunicaciones. Si bien su introducción constituye un salto tecnológico, también representa un enorme reto desde el punto de vista de la seguridad. El presente artículo realiza un análisis integral sobre aspectos relacionados con la seguridad de estas redes. Inicialmente, se abordan las amenazas que se heredan de las redes telefónicas públicas conmutadas (PSTN), las redes de datos de protocolos de Internet (IP) y las redes de televisión, así como la forma en que éstas se combinan, para obtener las amenazas propias de las NGN. Luego, se analizan los mecanismos de defensa de las redes que convergen en las NGN para proponer los mecanismos de defensa aplicables a estas últimas, los principios de su combinación, así como los requerimientos de las herramientas de seguridad. El análisis presentado constituye un importante primer paso para organizar y hacer homogéneo el trabajo de seguridad en NGN.