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Ingenio Magno
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  This is an Open Access Journal Open Access journal
ISSN (Print) 2145-9282
Published by Universidad Santo Tomás Homepage  [9 journals]
  • Editorial

    • Authors: Jimena Bohórquez-Herrera
      Pages: 6 - 7
      Abstract: La investigación es un proceso que surge de la observación de la vida diaria. Un investigador encuentra en su quehacer preguntas que no tienen una respuesta clara, y gracias a esto genera un proceso metodológico que permite analizar los distintos parámetros con plena objetividad y obtener respuestas certeras. El
      proceso de formulación, desarrollo y análisis de cualquier investigación requiere como base obligatoria una elevada cantidad de información obtenida de fuentes bibliográfcas, a partir de la cual se realizan procesos de fundamentación, comparación y análisis. Esta es la única manera en la que se pueden obtener conclusiones válidas y certeras.La disponibilidad de información en línea ha acercado a los investigadores de todo el mundo.Sin embargo, con este acceso rápido e ilimitado ha surgido también un vicio preocupante entre los nuevos investigadores: ahora encuentran con gran facilidad la información, pero no le otorgan el reconocimiento debido ni los créditos a sus autores correspondientes. La preocupación recae sobre la poca importancia y conocimiento existente sobre la referenciación correcta de las fuentes bibliográfcas.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Dispositivo electrónico portable para la medición de la
           contaminación del aire

    • Authors: Diana Lancheros-Cuesta, Boris Galvis, Jorge Pachón
      Pages: 8 - 18
      Abstract: Actualmente, la calidad del aire afecta la salud de las personas en las grandes ciudades; es también una de las causas principales de cáncer y de enfermedades  cardiovasculares y respiratorias. Se estima que la contaminación del aire produce aproximadamente 7 millones de muertes anuales.
      Los altos costos de los equipos tradicionales de monitoreo de calidad del aire, así como su complejidad, tamaño, consumo de energía y requerimientos de operación, han restringido sus aplicaciones a los ámbitos académicos, industriales y gubernamentales, limitando la disponibilidad geográfca y temporal de datos sobre los niveles de contaminación en ciudades y zonas rurales. Surge así la necesidad de implementar un dispositivo electrónico portable de bajo costo para medir la contaminación del aire. Para ello, se realizaron las siguientes etapas: a) revisión documental, b) comparación de características de los sensores, c) selección y compra de elementos, d) ensamble del dispositivo y análisis de señales y e) pruebas en campo con mediciones en tiempo real.
      Como resultado, se obtiene un dispositivo electrónico para medir los niveles de exposición personal de la población a la contaminación del aire y que puede usarse para ampliar el cubrimiento de las redes de vigilancia de la calidad del aire en zonas rurales y urbanas; además, provee datos con mayor cubrimiento geográfco y temporal que los sistemas tradicionales y permite evaluar mejor las tendencias y los episodios de contaminación. Las pruebas y validaciones realizadas muestran resultados de medidas en variables que permiten determinar la calidad del aire en diferentes lugares de Bogotá. Currently, air quality affects the health of people in large cities, it is also one of the leading causes of cancer and cardiovascular and respiratory diseases. It is estimated that air pollution produces approximately 7 million deaths annually.
      The high costs of traditional air quality monitoring equipment, as well as their complexity, size, energy consumption and operating requirements have restricted their applications to the academic, industrial and government spheres, limiting the geographical and temporal availability of data on pollution levels in cities and rural areas. This gives rise to the need to implement a low-cost portable electronic device to measure air pollution. To do this, the following steps were performed: a) document review, b) comparison of sensor characteristics, c) selection and purchase of elements, d) device assembly and signal analysis, and e) feld tests with real-time measurements.
      As a result, an electronic device is available to measure personal exposure levels of the population to air pollution and can be used to extend the coverage of air quality monitoring networks in rural and urban areas. In addition, the device provides data with greater geographic and temporal coverage than traditional systems and allows for a better evaluation of the trends and incidents of contamination. The tests and validations carried out show results of variable measurements in order to determine the air quality in different places of Bogota.Resumo Na atualidade, a qualidade do ar prejudica a saúde das pessoas nas grandes cidades; assim como é uma das principais causas de câncer e doenças cardiovasculares e respiratórias. Estima-se que a poluição do ar produz aproximadamente 7 milhões de mortes por ano. Os altos custos do equipamento tradicional de monitoramento da qualidade do ar, do mesmo modo que a sua complexidade, tamanho, consumo de energia e exigências operacionais têm limitado as aplicações nos domínios acadêmico, industrial e governamental, restringindo a disponibilidade geográfca e temporal de dados sobre os níveis de poluição nas cidades e áreas rurais. Isso levanta a necessidade de implementar um dispositivo eletrônico portátil de baixo custo para medir a poluição do ar. Com esse objetivo, foram realizadas as seguintes etapas: a) revisão de documentos, b) comparação das características dos sensores, c) seleção e compra de elementos, d) montagem do dispositivo e análise de sinal, e e) testes de campo com medições em tempo real. Como resultado, obteve se um dispositivo eletrônico para medir os níveis de exposição pessoal da população à poluição do ar e pode ser usado para ampliar a cobertura das redes de monitoramento da qualidade do ar nas áreas rurais e urbanas; e além disso, fornece dados com maior cobertura geográfca e temporal do que os sistemas tradicionais, e permite avaliar melhor as tendências e os incidentes de contaminação. Os testes e as validações realizadas apresentam resultados de medidas em variáveis que permitem a determinação da qualidade do ar em diferentes locais de Bogotá
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Análisis comparativo de una mezcla densa en caliente MDC-19 y una mezcla
           densa en frío MDF-19

    • Authors: Yuly Alexandra Bulla-García, Angie Tatiana Rodríguez-Álvarez, Carlos Hernando Higuera-Sandoval
      Pages: 20 - 42
      Abstract: Este artículo realiza un análisis técnico, económico y ambiental de una MDC-19 (preparada con AC 60-70) y una MDF-19 (fabricada con emulsión asfáltica CRL-1), elaboradas con el mismo agregado pétreos y empleando las metodologías Marshall modifcado y Marshall Illinois, respectivamente. A partir del óptimo de asfalto arrojado por cada metodología, se realizaron ensayos de estabilidad-flujo, adherencia, deformación plástica, módulos dinámicos y leyes de fatiga, con el fn de conocer el comportamiento físico y mecánico de cada mezcla. Los resultados de la investigación mostraron dos hechos relevantes: a) una MDC-19 cuenta con mejores características técnicas (módulo dinámico y ley de fatiga); b) en cuanto al aspecto económico y ambiental, el uso de una MDF-19 representa menores costos monetarios de fabricación y emite menores cantidades de CO2, lo que la convierte en una técnica adecuada a corto plazo en vías con bajos niveles de tránsito o técnicas de mantenimiento como bacheo. This paper makes a technical, economic and environmental analysis of an MDC-19 (prepared with AC 60-70) and an MDF-19 (made with asphalt emulsion CRL-1), produced with the same aggregate stone and using modifed Marshall and Marshall Illinois methodologies, respectively. Beginning with the optimum of asphalt thrown by each methodology, tests of stability-flow, adhesion, plastic deformation, dynamic modules and laws of fatigue were conducted, in order to know the physical and mechanical behavior of each mixture. The results of the investigation showed two relevant facts: a) an MDC-19 has better technical characteristics (dynamic module and fatigue
      law); b) in terms of economic and environmental aspects, the use of an MDF-19 represents lower manufacturing costs and emits lower amounts of CO2, which makes it an appropriate short-term technique in low traffc or technical tracks of maintenance, as a patchingResumo Neste artigo uma análise técnica, econômica e ambiental de um MDC-19 (feito com AC 60-70) e um MDF-19 (feito com emulsão de asfalto CRL-1) foi realizada, os duas amostras foram preparadas com o mesmo agregado de pedra e usando as metodologias Marshall modifcado e Marshall Illinois, nesta ordem. A partir do óptimo de asfalto emitido por cada metodologia, foram realizados os testes de estabilidade-fluxo, adesão, deformação plástica, módulos dinâmicos e as leis de fadiga, a fm de conhecer o comportamento físico e mecânico de cada mistura. Os resultados da pesquisa apresentaram dois pontos relevantes: a.) A amostra MDC-19 possui melhores características técnicas (módulo dinâmico e lei de fadiga); b.) Em termos de fatores econômicos e ambientais, o uso de MDF-19 se traduz em menores custos de fabricação e emite quantidades menores de CO2, o que a torna dita técnica adequada no curto prazo para a aplicação em rodovias com baixos níveis de trânsito ou em atividades de manutenção como a recuperaçao de rodovias.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Optimización en la elaboración de redes neuronales artifciales
           adaptativas usando una metodología de algoritmo de poda

    • Authors: Luis Octavio González-Salcedo, Jorge Gotay-Sardiñas, Matías Roodschild, Adrian Luis Ernesto-Will, Sebastían Rodríguez
      Pages: 44 - 56
      Abstract: Las redes neuronales artifciales feedforward y multicapa (RNA-MFF) han demostrado ser de gran alcance en la aproximación de funciones; sin embargo, su aplicación en problemas reales a menudo se limita a la experimentación del usuario, ya que la elección de arquitectura adecuada es un proceso que requiere conocimiento y experiencia. En este artículo se demuestra la capacidad de adaptación de la metodología del algoritmo de poda para encontrar el número óptimo de neuronas en la capa oculta de una RNA-MFF. La metodología se probó en dos conjuntos diferentes de problemas de referencia: modelación de la resistencia y del asentamiento, en hormigón de alto desempeño. Ambos conjuntos se utilizaron para analizar el tamaño de la arquitectura inicial de la red neuronal artifcial y para asegurar que el número superior propuesto de neuronas ocultas se pueda evitar en exceso. Feedforward and multi-layer artifcial neural networks (RNA-MFF) have been shown to be powerful in the approximation of functions; however, its application to real problems is often limited to user experimentation, since choosing the right architecture is a process that requires knowledge and experience. This article demonstrates the adaptability of the pruning algorithm methodology in fnding the optimal number of neurons in the hidden layer of an RNA-MFF. The methodology was tested on two different sets of reference problems: resistance and settling modeling, in high performance concrete. Both sets were used to analyze the initial architecture size of the artifcial neural network and to ensure that the proposed higher number of hidden neurons can be avoided in excess.Resumo As redes neurais artifciais avançadas e multicamadas feedforward (RNA-MFF) têm demostrado ter grande alcance na aproximação de funções; porém, a aplicação em problemas reais geralmente é limitada à experimentação do usuário, dado que escolher a arquitetura adequada é um processo que precisa conhecimento e experiência. Neste artigo foi demonstrada a adaptabilidade da metodologia do algoritmo de poda para encontrar o número ótimo de neurônios na camada oculta de uma RNA-MFF. A metodologia foi testada em dois conjuntos diferentes de problemas de referência: modelagem de resistência e sedimentação, em concreto de alto desempenho. Ambos os conjuntos foram utilizados para analisar o tamanho da arquitetura inicial da rede neural artifcial e garantir que o maior número de neurônios ocultos propostos possa ser evitado em excesso.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • La función de transformación exponencial como herramienta para la
           clasificación de objetos según su tamaño

    • Authors: Camilo Lagos-Mora, Rubén Santillán-Mosquera
      Pages: 58 - 74
      Abstract: Este artículo presenta el diseño de un algoritmo de visión artifcial para la clasificación de objetos según su tamaño, basado en la función de transformación exponencial. Para su análisis se utilizaron tres estudios anteriores como referencia, en función de evaluar la efectividad de cada uno y compararlos con el algoritmo propuesto. Para categorizar las figuras, se definieron tres tipos de clasifcación: clasifcación 1, 2 y 3, los cuales están compuestos por tres, cuatro y cinco subgrupos, respectivamente. Se usaron figuras geométricas con áreas entre 4 cm2 y 121 cm2 para crear una base de datos de 500 imágenes y usarlas en las pruebas. En total se realizaron 10 diferentes pruebas, entre las que están: efcacia en las capas R, G y B, clasifcación de los tipos de figuras geométricas o los rangos de área de cada tipo. Además, se calculó la cantidad de operaciones realizadas, tiempo por cada clasifcación, tiempo total de ejecución, uso de memoria, eficiencia, efcacia. Las pruebas y los cálculos llevados a cabo evidenciaron que el algoritmo de clasificación de tamaño utilizando como herramienta la función de transformación exponencial equipara al algoritmo más eficiente utilizado como referencia, pero supera a todos en eficacia. This article presents the design of an artifcial vision algorithm for the classifcation of objects according to their size, based on the exponential transformation function. For their analysis, three previous studies were used as reference, in order to evaluate the effectiveness of each one and to compare them with the proposed algorithm. To categorize the fgures, three types of classifcation were defned: Classifcation 1, 2 and 3, which are composed of three, four and fve subgroups, respectively. Geometric fgures with areas between 4 cm2 and 121 cm2 were used to create a database of 500 images and use them in the tests. In total, 10 different tests were performed, including: effciency in the R, G and B layers, classifcation of the types of geometric fgures or the area ranges of each type. In addition, the following variables were calculated: The number of operations performed, time per classifcation, total execution time, memory usage, effciency, effciency. The tests and calculations carried out showed that the size classifcation algorithm using the exponential transformation function as a tool equates to the most effcient algorithm used as a reference, but exceeds all in effciency.Resumo Neste artigo se apresenta o projeto de um algoritmo de visão artifcial para a classificação de objetos de acordo com o tamanho, baseado na função de transformação exponencial. Para a análise, foram utilizados como referência três estudos anteriores, a fim de avaliar a efetividade dos mesmos e compará-los com o algoritmo proposto. Para categorizar as figuras, foram defnidos três tipos de classifcações: classificação 1, 2 e 3, que são compostos por três, quatro e cinco subgrupos, na devida ordem. As figuras geométricas com áreas entre 4 e 121 cm2 foram usadas para gerar uma base de dados de 500 imagens e utilizá-las nos testes. No total, foram realizados 10 testes diferentes, incluindo: eficiência nas camadas R, G e B, classificação dos tipos de figuras geométricas ou intervalos de área de cada tipo. Além disso, a quantidade de operações realizadas foi calculada, o tempo por cada uma das classifcações, o tempo total de execução, o
      uso da memória, eficiência e eficácia. Os testes e cálculos realizados mostraram que o algoritmo de classificação de tamanho que utiliza a função de transformação exponencial como ferramenta é equivalente ao algoritmo mais eficiente que tem se utilizado como uma referência, mas excede os demais em eficácia.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Desarrollo de una aplicación móvil para recolección de
           datos de movilidad urbana

    • Authors: Jorge Enrique Quevedo-Reyes, Luis Alfredo Vega-Báez, Iván Fernando Fonseca-Barinas
      Pages: 76 - 90
      Abstract: El desarrollo de modelos y planes de transporte requiere de gran cantidad de información, que se obtiene generalmente de la realización de aforos, la revisión de indicadores nacionales y locales y la aplicación de encuestas domiciliarias de origen y destino. La elaboración de este tipo de proyectos de transporte, con la cobertura, las variables y la calidad exigida en los procesos de planifcación, demanda grandes esfuerzos, así como la inversión de altos recursos económicos, que por lo general limitan la frecuencia con la que se deben realizar. Este trabajo presenta una propuesta de aplicativo con tecnología móvil para la captura de datos de movilidad urbana. En su realización de este estudio se partió de la experiencia obtenida del estudio Caracterización de movilidad, realizado en Tunja (Boyacá, Colombia) en 2012 por la Alcaldía y la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC). Igualmente, este artículo se diseñó a partir de los lineamientos para estudios de origen y destino del Ministerio de Transporte de Colombia, con el fn de establecer las características de la aplicación móvil como una alternativa complementaria de captura de datos y valorar aspectos de usabilidad y accesibilidad. The development of transport models and plans requires a large amount of information, which is usually obtained by assessment of seating capacity, review of national and local indicators and application of household surveys of origin and destination. The development of such transport projects, with the coverage, variables and quality required in the planning processes, requires great efforts, as well as the investment of high economic resources, which usually limit the frequency with which they can be carried out. This paper presents an application proposal with mobile technology for the capture of urban mobility data. The study began with the experience gained from the Mobility Characterization study, carried out in Tunja (Boyacá, Colombia) in 2012 by the Mayor and the Pedagogical and Technological University of Colombia (UPTC). Also, this article was designed from the guidelines for studies of origin and destination produced by the Ministry of Transport of Colombia, in order to establish the characteristics of the mobile application as a complementary alternative to data capture and assess aspects of usability and accessibility.Resumo O desenvolvimento de modelos e planos de transporte preceitua uma grande quantidade de informações, que em geral são obtidas a partir da avaliação, a revisão de indicadores nacionais e locais e a aplicação de pesquisas domésticas de origem e destino. O desenvolvimento de tais projetos de transporte, com a cobertura, variáveis e qualidade exigida nos processos de planejamento, precisa grandes esforços, do mesmo modo que o investimento de altos recursos econômicos, que geralmente limitam a freqüência com que se deve executar. Este artigo apresenta uma proposta de aplicação de tecnologia móvel para a captura de dados de mobilidade urbana. A realização do presente trabalho, iniciou com a revisão da experiência obtida do estudo “Caracterização de mobilidade da Cidade de Tunja - Colômbia” pela prefeitura e a Universidade Tecnológica de Colômbia (UPTC). Da mesma maneira, o presente trabalho foi projetado a partir das diretrizes estabelecidas nos estudos de origem e destino do Ministério de Transporte da Colômbia. Com o objetivo de determinar as características da aplicação móvel como uma alternativa complementar para capturar dados e avaliar aspectos de usabilidade e acessibilidade.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Caracterización de unidades de medición inercial (IMUs) en
           estática y dinámica

    • Authors: Lely Luengas-Contreras, Brenda López-Ávila, Jinneth Jiménez-Espinosa
      Pages: 92 - 102
      Abstract: En la actualidad, para efectuar análisis y mediciones en el campo del movimiento humano, se hace uso de sistemas basados en unidades de medición inercial (IMUs, por sus siglas en inglés). Una IMU posee acelerómetros, giroscopios y brújulas en su interior, por lo que permite medir y reportar cambios de posición y velocidad asociados con fenómenos de peso experimentados por una masa de prueba que se encuentra en el marco de referencia del dispositivo. Con el fn de caracterizar el sistema basado en IMUs de la empresa Technaid SL, existente en la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia, se propuso generar resultados de su comportamiento de manera estática y dinámica; para ello, se obtuvieron datos a partir de la toma de muestras, siguiendo un protocolo establecido; posteriormente se realizó el estudio de los datos por medio de pruebas estadísticas adecuadas a los resultados; fnalmente se realizó el cálculo de error absoluto, error relativo, repetibilidad y reproducibilidad (datos inexistentes en las características técnicas del equipo y necesarios en investigaciones de movimiento). Este artículo da cuenta del procedimiento realizado para llegar a los resultados de mediciones: se obtuvo un error absoluto de 0,348° en estática y 1,53° en dinámica, lo que permite concluir que los sensores se desempeñan con un margen de error mínimo tanto para situaciones dinámicas como estáticas y, por ende, dan fabilidad para su uso futuro. Currently, systems based on inertial measurement units (IMUs) are used in order to perform analysis and measurements in the feld of human movement. An IMU has accelerometers, gyros and compasses inside, which allow it to measure and report changes in position and speed associated with weight phenomena experienced by a test mass found in the device reference frame. In order to characterize the system based on IMUs of the company Technaid SL, existing in the Technological Faculty of the Francisco José de Caldas District University, Bogotá, Colombia, it was proposed to generate results of its behavior in a static and dynamic way; for this, data was obtained from the sampling, following an established protocol; the study of the data was then performed by means of statistical tests adequate to the results; fnally, the calculation of absolute error, relative error, repeatability and reproducibility (data that did not exist in the technical characteristics of the equipment and required in motion investigations) was performed. This article gives an account of the procedure carried out in order to arrive at the measurement results: An absolute error of 0,348° in static conditions and 1,53° in dynamic conditions was obtained, which allows us to conclude that the sensors perform with a minimum margin of error both for dynamic and static situations and, therefore, ensure reliablity in its future use.Resumo Na atualidade, para fazer análises e medidas no campo do movimento humano, o uso de sistemas baseados em unidades de medição inercial (IMUs) é feito. Um IMU possui acelerômetros, giroscópios e bússolas inclusos, permitindo medir e relatar as mudanças de posição e velocidade associadas aos fenômenos de peso experimentados por uma massa de teste que se encontra no quadro de referência do dispositivo. Para caracterizar o sistema baseado em IMUs da empresa Technaid SL da Faculdade Tecnológica da Universidade do Distrito Francisco José de Caldas, Bogotá, Colômbia, foi proposto gerar resultados do comportamento de forma estática e dinâmica; para isso, os dados foram obtidos a partir da amostragem, seguindo um protocolo estabelecido; O estudo dos dados foi portanto realizado por meio de testes estatísticos adequados aos resultados; e depois, o cálculo do erro absoluto, erro relativo, repetibilidade e reprodutibilidade (dados que não existiam nas características técnicas do equipamento e exigido em pesquisas de movimento) foi feito. Este artigo fornece uma descrição do procedimento realizado para conseguir aos resultados das medições: obteve-se um erro absoluto de 0,348 ° em estática e 1,53 ° de dinâmica, o que permite concluir que os sensores executam com uma diferença de erro mínima tanto para situações dinâmicas como estáticas e, portanto, dar confabilidade para o uso future do mesmo.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Índice de calidad del agua recolectada en el río Bogotá: un análisis
           mediante la computación cognitiva Watson

    • Authors: Carolina Barrera-Williams, Carlos Enrique Montenegro-Marín, Paulo Alonso Gaona-García
      Pages: 104 - 117
      Abstract: En este artículo se analizan los datos sobre la calidad del agua del río Bogotá en el periodo 2008-2015 proporcionados por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR); para ello se aplica la computación cognitiva, con el fn de establecer los cambios más signifcativos que se han presentado. Además, se hace un análisis espacio-tiempo para las variables relacionadas
      en el recurso hídrico en la cuenca alta, para así contribuir con un mecanismo que facilite la comprensión del comportamiento, a través del tiempo, del estado de la calidad del agua. Esto hará posible que las entidades territoriales tengan nuevos criterios y visiones a la hora de formular o reformular nuevos planes. Como herramienta de análisis se utiliza IBM Watson. This article analyzes the data on the water quality of the Bogotá river during the period 2008-2015, provided by the Autonomous Regional Corporation of Cundinamarca (CAR); For this purpose cognitive computation is applied, in order to establish the most signifcant changes that have been presented. In addition, a space-time analysis is performed of the related variables in the water resource in the upper basin, in order to contribute to a mechanism that facilitates the understanding of the behavior, over time, of the state of water quality. This will make it possible for territorial entities to have new criteria and visions when formulating or reformulating new plans. IBM Watson is used as an analysis tool.Resumo Este artigo analisa os dados da qualidade da água do rio Bogotá no período 2008-2015, fornecidos pela Corporação Regional Autônoma de Cundinamarca (CAR), na Colômbia; Para este fm, a computação cognitiva é aplicada, com o objetivo de estabelecer as mudanças mais signifcativas que têm se apresentado. Além disso, uma análise espaço-temporal foi realizada para as variáveis relacionadas no recurso hídrico na bacia superior, a fm de contribuir com um mecanismo que facilite a compreensão do comportamento do estado da qualidade da água, ao longo do tempo. Isso permitirá que as entidades territoriais tenham novos critérios e visões para formular ou reformular novos planos. Como uma ferramenta do análise, o IBM Watson foi usado.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Desarrollo de un sistema para el control de posición en los ejes X, Y, Z
           de un sistema inyector-colector en el proceso de electrohilado de andamios
           de nanofibras

    • Authors: Eduar R. Becerra-Martínez, Oliverio Durán, Ricardo Vera-Graziano, Efrén Muñoz-Prieto, Edwin Y. Gómez-Pachón
      Pages: 118 - 131
      Abstract: Este artículo muestra el diseño y la implementación de un sistema de control electrónico que posiciona un inyector que emite un flujo polimérico respecto a un colector donde se depositan fibras sólidas en un equipo de electrohilado utilizado en la preparación de nanofibras poliméricas. Recientes estudios evidencian la relación entre la calidad de la superfcie y morfología de las fibras a escala micronanométrica y el control del posicionamiento inyector-colector de la técnica de electrohilado. El sistema de control electrónico está compuesto de etapas fundamentales: interfaz para la interacción usuario-máquina, actuadores que permiten el posicionamiento en los
      tres ejes cartesianos, potencia para el adecuado control de los actuadores, alimentación que genera las señales necesarias para el adecuado funcionamiento del sistema. El sistema electrónico se plantea con base en pruebas realizadas para determinar la relación de distancia del inyector a colector y el diámetro promedio de fbra, así como los datos obtenidos en diferentes posiciones en un solo eje. Las pruebas fueron realizadas en el Instituto de Investigación en Materiales (IIM) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), con el fin desarrollar un sistema de electrohilado en la Universidad Pedagógica y Tecnología de Colombia (UPTC). Las fibras se
      caracterizaron por medio de la técnica de microscopia electrónica de barrido. A partir del diseño y la implementación del sistema electrónico, se logró hacer un aporte signifcativo en la técnica de electrohilado; esto permitirá hacer más eficiente el proceso, pues se aumentará el índice de reproducibilidad en los experimentos para la investigación en la preparación de nanofibras This article shows the design and implementation of an electronic control system that positions an injector that emits a polymer flow with respect to a manifold where solid fibers are deposited by electrospinning equipment used in the preparation of polymer nanofibers. Recent studies show the relationship between surface quality and fiber morphology at a micronanometric scale and the control of the nozzle-collector positioning of the electrospinning technique. The electronic control system consists of some fundamental stages: user-machine interaction interface, actuators that allow positioning on all three Cartesian axes, power for proper control of the actuators and
      a power supply that generates the necessary signals for the proper operation of the system. The electronic system is based on tests performed to determine the distance ratio of the injector to the collector and the average fiber diameter, as well as the data obtained in different positions on a single axis. The tests were carried out at the Materials Research Institute (IIM) of the National Autonomous University of Mexico (UNAM), in order to develop an electrospinning system at the Pedagogical University and Technology of Colombia (UPTC). The fibers were characterized using a scanning electron microscopy technique. From the design and implementation of the electronic system, it was possible to make a signifcant contribution to the technique of electrospinning; this will enable the process to become more efficient, as it will increase the reproducibility index in investigations for the research of the preparation of nanofibres.Resumo Neste artigo se apresenta o projeto e implementação de um sistema de controle eletrônico que posiciona um injetor que emite um fluxo de polímero em relação a um colector aonde as fibras sólidas são depositadas em um equipamento de eletrofação utilizado na preparação de nanofibras de polímero. Estudos recentes têm evidenciado a relação entre a qualidade da superfície e a morfologia da fibra na escala micronanométrica e o controle do posicionamento injector-coletor da técnica de eletrofação. O sistema de controle eletrônico se compõe em etapas fundamentais: interface de interação usuário-máquina, atuadores que permitem o posicionamento em todos os três eixos cartesianos, potência para o controle adequado dos atuadores, fonte de alimentação que gera os sinais necessários para o bom funcionamento do sistema. O sistema eletrônico baseia-se em testes realizados para determinar a proporção de distância do injetor para o coletor e o diâmetro médio da fibra, bem como os dados obtidos em diferentes posições em um único eixo. Os testes foram realizados no Instituto de Pesquisa de Materiais (IIM) da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), para desenvolver um sistema de eletrofação na Universidade Pedagógica e Tecnologia da Colômbia (UPTC). As fibras foram caracterizadas por medio da técnica de microscopia eletrônica de varredura. A partir do projeto e implementação do sistema eletrônico, foi possível fazer uma contribuição signifcativa na técnica de eletrofação; Isso permitirá tornar o processo mais eficiente, pois o índice de reprodutibilidade nos experimentos de pesquisa na preparação de nanofibras pode ser aumentado.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Caracterización de un material compuesto de Tetra Pak, reforzado con
           polietileno de baja densidad (PEBD) y conformado en prensa de calor

    • Authors: Juan Rodrigo Salamanca-Sarmiento, Juan Sebastián Vaca-Rodríguez
      Pages: 132 - 147
      Abstract: Este artículo presenta la evaluación de propiedades de un material compuesto obtenido mediante un proceso de selección, limpieza, triturado y prensado con calor. Los materiales seleccionados son Tetra Pak y polietileno de baja densidad (PEBD) reciclados. Teniendo en cuenta que el contenido de polímero del Tetra Pak llega solo al 6%, se adiciona el PEBD para aumentar el trabajo de unión del material triturado; la composición del material queda de 90% Tetra Pak y 10% de PEBD. La obtención del material compuesto por caracterizar se desarrolla eliminando el uso de agua, al igual que disminuyendo tiempos y áreas requeridos para el manejo y la fabricación. Las tres
      mezclas por evaluar se manejaron con la misma composición y se hicieron con PEBD triturado, variando el tamaño del Tetra Pak así: a) láminas de Tetra Pak; b) franjas de Tetra Pak de 20 × 30 × 1 cm; c) Tetra Pak triturado de 5 × 5 mm. Mediante ensayos de tracción, flexión y microscopia óptica, se confrmaron las propiedades mecánicas de los paneles obtenidos, para ser empleados en la industria de la construcción y en el mobiliario para la industria y el hogar. This paper presents the evaluation of properties of a composite material obtained through a selection, cleaning, crushing and heat pressing process. The selected materials are Tetra Pak and recycled low density polyethylene (LDPE). Taking into account that the polymer content of the Tetra Pak reaches only 6%, the LDPE is added to increase the bonding work of the crushed material; the composition of the material is 90% Tetra Pak and 10% LDPE. Obtaining the composite material for characterization is developed by eliminating the use of water, as well as reducing times and areas required for handling and manufacturing. The three mixtures to be evaluated were handled with the same composition and made with crushed LDPE, varying the size of the Tetra Pak as follows: (a) Tetra Pak sheets; (b) Tetra Pak strips of 20 × 30 × 1 cm; (c) Tetra Pak crushed 5 × 5 mm. The mechanical properties of the panels obtained were confrmed through traction, flexion and optical microscopy tests, in order to be used in the construction industry and in industrial and home furniture.Resumo Este artigo apresenta a avaliação das propriedades de um material obtido através de um processo de seleção, limpeza, esmagamento e prensagem por calor. Os materiais selecionados são Tetra Pak e polietileno de baixa densidade reciclado (LDPE). Tendo em conta que o conteúdo de polímero do Tetra Pak atinge apenas 6%, o LDPE foi adicionado para aumentar o trabalho de ligação do material triturado; a composição do material defnitive foi de 90% de Tetra Pak e 10% de LDPE. A obtenção do material composto para caracterização foi desenvolvida eliminando o uso de água, além de reduzir os tempos e as áreas necessárias para o manuseio e a fabricação. As três misturas avaliadas foram manipuladas com a mesma composição e feitas com LDPE esmagado, variando o tamanho do Tetra Pak da seguinte forma: (a) Folhas de Tetra Pak; (b) Tiras de Tetra Pak de 20 × 30 × 1 cm; (c) Tetra Pak esmagado 5 × 5 mm. Através de ensaios de tração, de flexão e de microscopia óptica, as propriedades mecânicas dos painéis obtidos foram confrmadas para uso na indústria da construção e móveis para a indústria e o lar.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
  • Programa informático para el diseño de pavimentos flexibles y rígidos
           por el método AASHTO

    • Authors: Giovanni Édgar Rincón-Ochoa, Carlos Hernando Higuera-Sandoval
      Pages: 148 - 161
      Abstract: En el desarrollo de las labores relacionadas con el estudio y la investigación en el campo de la ingeniería de pavimentos se demanda la utilización de herramientas computacionales especializadas, que se constituyen en una parte básica del proceso, tendientes a optimizar los procedimientos y recursos. Este artículo hace una descripción del desarrollo del programa informático DESPAV (Diseño de Espesores de Pavimentos), como una herramienta pedagógica y de formación para el dimensionamiento de los espesores de las capas de pavimentos flexibles y rígidos, basada en la guía de diseño de estructuras de pavimentos publicada en 1993 por la Asociación Americana de Ofciales Estatales de Carreteras y Transportes (AASHTO). Se utiliza como plataforma de desarrollo el lenguaje de programación Java, orientado a objetos en el entorno integrado de desarrollo NetBeans IDE. La aplicación modela los cuadros, las cartas de diseño y los algoritmos matemáticos, a partir de lo cual es posible determinar soluciones estructurales basadas en los parámetros requeridos por la metodología. Este proceso es complementado por el análisis de incidencia de estas variables de diseño (análisis de sensibilidad). Los resultados obtenidos del funcionamiento de la aplicación desarrollada fueron analizados, comparados y validados satisfactoriamente con
      la teoría de la guía de diseño y los programas AASHTOWare DARWin 3.1 y WinPAS 1.0. The use of specialized computer tools is required In the development of work related to study and research in the feld of pavement engineering. They constitute a basic part of the process, tending to optimize procedures and resources. This article describes the development of DESPAV (Pavement Thickness Design) software, as a pedagogical and training tool in order to size the thickness of flexible and rigid pavement layers, based on the guide, Design of structures of pavements, published in 1993 by the American Association of State Highway and Transportation Offcials (AASHTO). The Java programming language, object-oriented in the integrated NetBeans IDE development environment, is used as the development platform. The application models tables, design charts and mathematical algorithms, from which it is possible to determine structural solutions based on the parameters required by the methodology. This process is complemented by the incidence analysis of these design variables (sensitivity analysis). The results obtained from the operation of the developed application were analyzed, compared and validated satisfactorily with the theory of the design guide and the programs AASHTOWare DARWin 3.1 and WinPAS 1.0.Resumo No desenvolvimento do trabalho relacionado ao estudo e pesquisa no campo da engenharia do pavimento, o uso de ferramentas informáticas especializadas é requerido, já que constituem uma parte básica do processo, tendendo a otimizar procedimentos e recursos. O presente artigo descreve o desenvolvimento do software DESPAV (Pavement Thickness Design, sigla em inglês), como ferramenta pedagógica e de treinamento para dimensionar a espessura das camadas de pavimento flexível e rígido, com base na guia de estrutura de pavimentos, publicada em 1993 pela Associação Americana de Ofciais estaduais de estradas e transportes (AASHTO, sigla em inglês ). A linguagem de programação Java, orientada a objetos no ambiente de desenvolvimento integrado do NetBeans IDE, foi utilizada como plataforma de desenvolvimento. A aplicação modela os quadros, as cartas de projeto e os algorítmos matemáticos, a partir dos quais é possível determinar soluções estruturadas basadas nos parâmetros requeridos pela metodologia. Este processo é complementado por análise de incidencia de estas variáveis de projeto (análise de sensibilidade). Os resultados obtidos do funcionamento da aplicação desenvolvido foram analizados, comparados e validados satisfatoriamente com a teoria da guia de projeto e dos programas AASHTOWare DARWin 3.1 y WinPAS 1.0.
      PubDate: 2017-12-01
      Issue No: Vol. 8, No. 1 (2017)
       
 
 
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School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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Tel: +00 44 (0)131 4513762
Fax: +00 44 (0)131 4513327
 
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