Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Editorial

Maryory Astrid Gómez-Botero — Fri, 28 Mar 2025 00:00:00 -0500

Filtro de arrepentimiento minimax para sistemas de unica entrada y salida inciertos: estudio de simulacion

José Perea-Arango, Piotr Graczyk, Juan Pablo Fernández Gutiérrez — Wed, 03 Apr 2024 00:00:00 -0500

El filtro de Kalman, ampliamente utilizado desde su introducción en 1960, asume ruidos aleatorios gaussianos. Sin embargo, este supuesto puede ser inapropiado en contextos cuyas variables no provienen de una distribución normal, lo que lleva a un desempeño subóptimo del filtro. Los investigadores han propuesto filtros robustos como el filtro minimax para abordar esta limitación, pero estos pueden proporcionar estimaciones demasiado conservadoras. Este trabajo presenta un enfoque novedoso que combina dinámicas desconocidas pero acotadas para el proceso de estado y procesos estocásticos para la ecuación de medidas, junto con un marco de Arrepentimiento Minimax para mejorar la estimación del estado en modelos dinámicos lineales de una dimensión. Evaluamos el método propuesto a través de dos estudios de simulación. El primer estudio utiliza el algoritmo de búsqueda por malla para optimizar el valor del hiperparámetro, mientras que el segundo estudia el desempeño del método propuesto en comparación con métodos convencionales, incluyendo el filtro de Kalman y una versión robusta del filtro RobKF implementada en software R. Los resultados demuestran la superioridad de nuestro algoritmo propuesto.

Evaluación del rendimiento e impacto de la penetración de los vehículos eléctricos en redes de distribución activas

Thu, 04 Jul 2024 00:00:00 -0500

Debido al calentamiento global se han creado estrategias para combatir este problema. Algunas estrategias son: integración de energías renovables, soluciones robóticas agrícolas y la penetración de vehículos eléctricos. La última estrategia, los vehículos eléctricos (VE), genera un cambio de paradigma en el sector del transporte tradicionalmente impulsado por motores de combustión interna. La penetración de VE puede lograr una operación eficiente de las redes eléctricas, sin embargo, la penetración de estas tecnologías en las redes de distribución activas plantea numerosos retos. Es necesario analizar el aumento del consumo de la electricidad, la degradación de las tensiones o la evaluación de la capacidad de integración de VE. En este trabajo se analiza la influencia de la penetración de VE en un sistema de distribución activo de 34-barras a través de cinco estaciones de carga VE y se proponen dos alternativas para mejorar la incorporación de los VE. Específicamente, se analizan los niveles de tensión en los nodos del sistema y se propone una gestión inteligente de los recursos a través de condensadores y derivaciones de transformadores. A partir de los resultados, se evidencia caídas de tensión en algunas barras y un aumento o disminución de la carga en las líneas en función de la penetración del VE. También es evidente que el 9% de los nodos no funcionaban en rangos de tensión aceptables en el peor de los casos.

Utilización de la cáscara de arroz como cobertura en la fundición de piezas de acero

Wed, 26 Jun 2024 00:00:00 -0500

La utilización de materiales auxiliares en los procesos de fundición se ha generalizado en las últimas décadas en todo el mundo, debido a que permite aumentar la eficiencia de los mismos. En este artículo se expone la caracterización de una cáscara de arroz y sus cenizas. Se evaluó su influencia como cobertura en la eficiencia de alimentadores abiertos en la fundición de piezas cilíndricas de acero AISI 1045. La cáscara de arroz se caracterizó mediante ensayos de Difracción de Rayos X, Análisis Termogravimétrico y Termogravimétrico Diferencial, mientras que sus cenizas se caracterizaron mediante difracción de rayos X. La cáscara de arroz evaluada contenía celulosa y sílice de baja cristalinidad y sus cenizas contenían fundamentalmente cristobalita y tridimita. Se determinó que la descomposición térmica de la cáscara de arroz ocurre en tres etapas, que su combustión al utilizarse como cobertura sobre el acero líquido genera pérdidas de masa aproximadamente del 81 %. La ubicación de las cavidades de contracción en los alimentadores de las piezas fundidas, se realizó mediante el corte longitudinal del sistema pieza-alimentador. El aumento de la capa de cobertura de cáscara de arroz influyó positivamente sobre la concentración de dichas cavidades en la superficie superior y la eficiencia de los alimentadores.

Resultados preliminares de gestión de riego para mango con redes neuronales LSTM e IoT

Thu, 04 Jul 2024 00:00:00 -0500

El mango (Mangifera indica L.) es un fruto tropical ampliamente comercializado en varios continentes y el cultivo de mango en Colombia se ve afectado por la variabilidad climática regional. Para mejorar el desarrollo del fruto y minimizar los impactos ambientales y económicos, se requiere un riego eficiente y tecnologías de manejo del agua adecuadas. En este estudio, se desarrolló un sistema de pronóstico de tendencias basado en una red neuronal LSTM y tecnologías como ThingsBoard, LoRA y MQTT. El objetivo fue mejorar las prácticas de riego en el cultivo de mango mediante decisiones informadas, basadas en el monitoreo y la predicción de las variables de potencial mátrico y evapotranspiración. Este artículo describe el desarrollo y aplicación de dicho sistema en el manejo del riego del cultivo de mango. Los resultados validaron la efectividad del sistema propuesto para el cultivo de mango, con índices de RMSE de 1.56 y 0.0019, y coeficientes de determinación (R²) de 0.9989 y 0,9971 para el potencial mátrico y la evapotranspiración, respectivamente. Estos hallazgos respaldan la mejora de las condiciones de crecimiento y la promoción de prácticas sostenibles. Aunque se reconoce la limitación de datos, la eficacia del sistema en la predicción y la gestión de riego ofrece un potencial significativo para maximizar la productividad y reducir los impactos ambientales y económicos asociados a una gestión inadecuada del agua.

Metodología para la obtención de un nuevo mapa de velocidades básicas del viento

Thu, 02 May 2024 00:00:00 -0500

Dentro de los métodos en la obtención de velocidades extremas de viento para el cálculo de estructuras han surgido técnicas de acondicionamiento tales como la diferenciación de los vientos según los mecanismos generadores de estos, la cual ha demostrado ser efectiva en lugares con climas mixtos como Cuba. Otra vía para disminuir las incertidumbres que existen en el cálculo de la carga de viento es la verificación de las condiciones de las estaciones meteorológicas y sus registros de velocidades. La organización mundial de meteorología establece ciertos criterios para garantizar que los registros de una estación sean fiables, entre los que se encuentra las características del terreno que rodea a la misma. El presente trabajo contribuye al perfeccionamiento de la norma cubana de viento vigente donde no se tuvieron en cuenta estas técnicas y tiene como objetivo obtener un nuevo mapa de velocidades de viento aplicando el método de tormentas independientes. Además, se corrigieron los valores de velocidad de viento a partir de los datos de rugosidad del terreno de las estaciones estudiadas aplicando dos métodos. Los resultados mostraron concordancia entre ambos métodos de obtención de las rugosidades del terreno y diferencias con los valores de velocidades de viento de la norma cubana actual.

A Extracto de nopal y aloe vera para mejorar concreto estructural expuesto en ambiente salinos

Tue, 18 Mar 2025 00:00:00 -0500

El objetivo de este estudio fue examinar el impacto del Nopal (N) y el Aloe Vera (AV) en las propiedades físicas y mecánicas del concreto estructural en ambientes salinos. Se empleó concreto con una resistencia a la compresión de 245 kg/cm², al cual se le añadieron N y AV extraídos de plantas naturales de la región de estudio. Se analizaron 130 probetas cilíndricas, 40 probetas prismáticas y 10 muestras de mezcla para ensayos en estado fresco. Se adicionaron porcentajes de Nopal (2%, 6% y 10%), Aloe Vera (0.5%, 1.5% y 3%), y mixtas (2%N + 0.5%AV, 6%N + 1.5%AV, 10%N + 3%AV), en función al peso del cemento. El grupo control no contenía aditivos. Los mejores resultados se obtuvieron con las muestras 2%N + 0.5%AV, con la máxima resistencia a la compresión de 443.4 kg/cm² a 28 días y 445.4 kg/cm² a 56 días, resistencia a la tracción de 41.4 kg/cm² a 28 días, resistencia a la flexión de 66.4 kg/cm² a 56 días y 70.9 kg/cm² a 90 días de curado. La resistencia a la corrosión disminuyó en un máximo de 0.22 mm/año. Se optimizaron las propiedades físicas y mecánicas con la proporción de 2%N + 0.5%AV, indicando que la matriz de la mezcla se vuelve más compacta y se reduce la velocidad de carbonatación, lo que resulta en una mayor resistencia y durabilidad.

Evolución de comunidad microbiana desarrollada en biofilm en biosoportes durante tratamiento de efluentes de celulosa

Fri, 19 Jul 2024 00:00:00 -0500

En este estudio se investigó la evolución de la matriz de biopelícula responsable del tratamiento de efluentes de una planta de celulosa y se identificó la comunidad microbiana mediante la secuenciación del gen 16S rRNA. Además, se exploró un biosoporte que prometía una estructura funcional con mejores características específicas para la formación de biofilm que los medios convencionales de poliuretano. Las eficiencias de remoción promedio fueron 43,7% para la demanda química de oxígeno (DQO) y 62,7% para la demanda bioquímica de oxígeno (DBO₅). El color aumentó durante el tratamiento, lo que indica que se están formando zonas anóxicas en la parte interna de este tipo de soporte. Las micrografías periódicas mostraron la evolución de sustancias poliméricas extracelulares y materiales como hongos y bacterias adheridos a los portadores. La secuenciación genética confirmó la presencia de Bacillus sp. y Paenibacillus glucanolyticus, especies con potencial para degradar y decolorar los efluentes industriales de pulpa. Los resultados ofrecen una base potencial para mejorar las instalaciones de tratamiento de las fábricas de celulosa y papel en función de las actividades microbianas.

Efectos de la incorporación de fibras de acero con aditivo plastificante en el hormigón

Fernando Edilberto Sandoval-Siesquen, Sócrates Pedro Muñoz-Pérez — Fri, 03 May 2024 00:00:00 -0500

El objetivo de este estudio es evaluar el efecto de la incorporación de fibras de acero al 1%, 2%, 3% y 4%, en función al volumen del hormigón más 1% de aditivo plastificante en función al peso del cemento para diseños control de resistencia 210 kg/cm² y 280 kg/cm², sobre la resistencia a la compresión, tracción, flexión y módulo de elasticidad. Se utilizó fibras de acero con una longitud de 60 mm tipo KF 80/60 CH. La adición de la fibra de acero no redujo significantemente la trabajabilidad; sin embargo, la temperatura mostró una reducción respecto la muestra de concreto estándar. Los resultados mostraron que para los diseños control de hormigón 210 kg/cm² y 280 kg/cm² las proporciones optimas fueron de 2% y 4% de fibras de acero, donde incrementó la resistencia a la compresión, tracción y módulo de elasticidad en 14.76%, 14.93% y 1.63% para el diseño control de resistencia 210 kg/cm² y para el diseño de control de resistencia 280 kg/cm² incrementó en 16.29%, 16.95% y 13.75% respecto a la resistencia del concreto estándar. Los resultados de este estudio muestran que las fibras de acero con una dosis específica de superplastificante pueden utilizarse para concretos estructurales y no estructurales, siendo significativamente influyente en la mejora de las propiedades mecánicas.

Cambio de Cobertura y Uso de Suelo en el Ordenamiento Territorial, período 2010-2020, Parroquia Guarainag

Thu, 11 Jul 2024 00:00:00 -0500

Los cambios de cobertura y uso de suelo son ocasionados principalmente por factores antropogénicos, estos pueden causar severos daños físicos, territoriales y ambientales, siendo necesario advertir y demostrar oportunamente sus efectos para contribuir a la mitigación de sus perjuicios. El estudio se desarrolló en la parroquia Guarainag, del cantón Paute en la provincia de Azuay-Ecuador; donde se analizaron los cambios de 17 tipos de cobertura y uso de suelo mediante un sistema de información geográfica, en el período 2010 – 2020. Obteniendo como principales resultados el incremento de áreas de pasto con manejo, áreas quemadas y vegetación arbustiva (Chaparro); la reducción de áreas de pasto degradado, suelo arado y suelos erosionados, así como también, los cambios de áreas específicas de pasto degradado a pasto con manejo, de suelo arado a pasto degradado y de suelo arado a pasto con manejo.

Evaluación de la calidad del agua mediante indicadores biológicos en el río Cane – Colombia

Wed, 15 May 2024 00:00:00 -0500

Este estudio analizó la cuenca media del río Cane, que en su parte alta pertenece al Parque Nacional Natural Santuario de Flora y Fauna Iguaque, un área natural protegida formada por ecosistemas de bosque andino y páramo en Colombia. La calidad del agua de este río está impactada por la escorrentía agrícola y las aguas residuales domésticas y se evaluó mediante indicadores químicos, físicos y biológicos. Se aplicaron los índices del IDEAM, NSF y un índice de calidad del agua basado en normas europeas. También se analizaron los índices biológicos BMPW/Col y ETP. Se encontró una buena correlación entre el índice nacional de calidad del agua (IDEAM) y el índice ETP, mostrando su potencialidad como una buena herramienta para el diagnóstico y manejo de captaciones de agua en cuencas forestales andinas. Se colectaron 537 especímenes, en los cuales se identificaron 8 órdenes, 16 familias y 18 géneros. Los órdenes predominantes fueron Trichoptera, Ephemeroptera y Diptera. Los taxones Baetidae y Planariidae se encontraron en los tres niveles de calidad del agua mostrando una disminución en el número con una disminución en la calidad del agua. Así, ambas especies han mostrado sensibilidad a los parámetros de calidad del agua y también a la calidad del hábitat ribereño, siendo entonces especies interesantes para determinar la calidad del agua, ameritando estudios más detallados para casos similares en cuencas de bosques altoandinos y páramos.

Preliminares

Sandra Hernández — Thu, 20 Mar 2025 00:00:00 -0500