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ISSN / EISSN : 0122-6517 / 2382-4700
Current Publisher: Corporation Universidad de la Costa, CUC (10.17981)
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Latest articles in this journal

Kleiver Pimiento, Marcos José Cárdenas
INGE CUC, Volume 17; doi:10.17981/ingecuc.17.1.2021.01

Abstract:
Introducción: La crisis venezolana ha disminuido la producción industrial, con la consecuente merma en el caudal y cambios en la calidad de las aguas residuales que se generan, afectando los sistemas de depuración de efluentes. Objetivo: Evaluar los tratamientos preliminares y primarios del agua residual en una industria de alimentos ubicada en Táchira (Venezuela) y presentar alternativas de mejora. Metodología: Se evaluaron el tanque de bombeo, homogeneizador y flotación por aire disuelto (DAF). Para ello se tomaron muestras de agua y se determinaron parámetros de calidad, los cuales se compararon con lo previsto en el diseño. Se realizaron cálculos para verificar parámetros técnicos del diseño y de la literatura. Resultados: El caudal tratado oscila entre 0,95 y 2,84 L/s, versus los 12,16 L/s del diseño. Esto ha aumentado el tiempo de retención en las unidades de tratamiento, lo cual, a su vez, disminuye el pH del agua desde 6,10 ± 0,23 hasta 5,34 ± 0,23 por la ocurrencia de procesos anaeróbicos, afectándose la coagulación. El DAF es eficiente y disminuye 79% los SST y un 62% la DBO5,20, pero remueve el N y P hasta 2,5 ± 1 mg/L y 9 ± 4 mg/L, respectivamente, resultando insuficiente la relación de nutrientes necesaria en el tratamiento biológico. Conclusiones: El diseño del sistema de tratamiento tuvo como error la calidad teórica del agua que se asumió. La merma de caudal afecta el tratamiento preliminar y primario. Se deben tomar medidas de mejora en la coagulación y floculación del DAF.
Jimmy Alexander Cortés Osorio, Deivy Alejandro Muñoz Acosta, Cristian David Lopez Robayo
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.06

Abstract:
En este artículo se presenta el diseño y la construcción de un riel electromecánico que permite obtener la velocidad y aceleración instantáneas de una plataforma que soporta una cámara científica al momento de la captura de la imagen, para el estudio de las imágenes difuminadas por movimiento uniforme (Motion blur). Se presentan los requerimientos de diseño mecánico y eléctrico basados en las condiciones de presentación del fenómeno. Seguido, el sistema fue calibrado con respecto a un instrumento patrón para el cálculo de incertidumbres y error. En este artículo se presenta el diseño, construcción y calibración de un sistema electromecánico para el estudio de las imágenes con difuminación uniforme. El desarrollo del sistema se dividió en los siguientes pasos: diseño electromecánico para velocidad, calibración de la velocidad, diseño electromecánico para aceleración y calibración de la aceleración.Se obtuvieron incertidumbres máximas de 0,031 𝑚/𝑠 para la velocidad y de 0,029 𝑚/𝑠2 para la aceleración del sistema. El sistema desarrollado corresponde a un sistema electromecánico que permite desplazar una plataforma con cámara a lo largo de un par de barras paralelas, de baja incertidumbre con la posibilidad de medir la velocidad y aceleración instantáneas para el estudio de imágenes reales con difuminadas por movimiento uniforme y la enseñanza de física básica.
Martha Lucía Malagón Micán, Lina María Velásquez-Baracaldo, William Ferney García-Camacho
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.08

Abstract:
Introducción: Las reservas de petróleo son recursos no renovables, que pueden ser sustituidos por biomasa, proveniente de residuos agroindustriales como las fibras lignocelulósicas, permitiendo de esta manera la sustitución parcial de derivados del petróleo. Objetivo: Este artículo tiene por objetivo evaluar el uso de fibras lignocelulósicas para el reforzamiento de espumas rígidas de poliuretano. Metodología: Se realizó un pretratamiento al material lignocelulósico, como cáscaras de mango, cascarilla de arroz y microcristales de celulosa, luego se determinó el contenido de celulosa y lignina, posteriormente se hizo la determinación del contenido del grupo hidroxilo (OH) presente en las fibras y la síntesis de las espumas de poliuretano, incluyendo material lignocelulósico en un 5%, 10% y 15%. Finalmente, se caracterizaron las espumas con la densidad aparente, absorción de agua, resistencia a la tensión y espectroscopia FTIR. Resultados: La cascarilla de arroz, presentó el mejor resultado con un reemplazo de OH del 15%, densidad aparente de 33 kg/m3 y resistencia a la tensión 152,92 kPa. Para la absorción de agua, las cáscaras de mango alcanzaron un 277% de incremento en masa, para un 15% de OH. Conclusiones: El reemplazo de fibras lignocelulósicas, como las cáscaras de mango y la cascarilla de arroz para reforzar espumas rígidas de poliuretano, son una oportunidad para utilizar recursos renovables con mayor valor agregado y aplicaciones industriales. Las espumas reforzadas con cascarilla de arroz al 15%, son las que tienen mejores resultados y en cuanto a la densidad aparente se obtuvo un valor máximo de 33 kg/m3, al compararlo con las muestras de cáscara de mango y microcristales de celulosa. Para la resistencia a la tensión, registra un valor de 152,92 kPa, con un aumento del 79% con respecto a la espuma de referencia. Así estas espumas reforzadas con cascarilla de arroz pueden usarse como material con resistencia a esfuerzos mecánicos y se recomienda evaluar su uso como aislante térmico. De las fibras evaluadas, la cáscara de mango es la mejor opción para una espuma de uso hortícola, ya que obtuvo una capacidad de absorción de agua de 277,30% correspondiente a la muestra con un porcentaje de sustitución del 15%.
Edgar Duarte Forero, Manuel Ángel Camacho Oliveros
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.16

Abstract:
Introducción: La adecuada administración de los recursos disponibles es un factor que incide significativamente en la calidad de la atención en hospitales. Las nuevas tecnologías en salud, el envejecimiento de la población, y la escasa disponibilidad presupuestal conllevan a mejorar la administración de la capacidad hospitalaria para lograr mejores desempeños globales. Objetivo: Construir herramientas que permitan estudiar los factores que inciden en los indicadores de eficiencia hospitalaria global (giro-cama, porcentaje ocupacional y estancia promedio) desde la perspectiva del flujo de pacientes. Metodología: Se desarrolló un estudio utilizando Dinámica de sistemas en un hospital público de alta complejidad desde la perspectiva del flujo de pacientes, haciendo énfasis en la parametrización de condicionantes de capacidad y en la medición del impacto en indicadores de eficiencia global. La exploración de estrategias se desarrolló con análisis de varianzas y análisis de componentes principales. Resultados: El porcentaje ocupacional reflejó mayor sensibilidad al uso de políticas sobre uso de camas y reducción de tiempos de espera. El giro cama fue el indicador con mayor velocidad de respuesta a los cambios implementados. El aumento de las horas-médico disponibles en urgencias no presentó impactos significativos en el flujo de pacientes ni en las medidas de desempeño global. Conclusiones: La simulación continua y análisis de componentes principales permitió obtener herramientas para la planeación de capacidad en el mediano y largo plazo. En lugar de invertir en el aumento de capacidad instalada, la gerencia debe priorizar la reducción de desperdicios a través de metodologías como Lean healthcare.
Efrain De La Hoz G, Maria Auxiliadora Iglesias, Leidy Haidy Perez Coronell
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.17

Abstract:
Objetivo: Desarrollar un método para clasificar, caracterizar y pronosticar perfiles competitivos del sector tiendas minoristas a partir de la integración de la técnica de análisis de cluster y las redes neuronales artificiales. Metodología: Para lo anterior se revisó la literatura relacionada con la competitividad de tiendas minoristas a partir de lo cual se identificaron variables asociadas a esta investigación. La información analizada corresponde a 224 tiendas de comercio minorista de la ciudad de Barranquilla. Resultados: El análisis de cluster permitió caracterizar 4 perfiles competitivos del sector que mostraron ser homogéneos intragrupo y heterogéneos extragrupo, El modelo de red neuronal artificial mostró un 91,3% de clasificación correcta en la muestra de reserva, con lo cual se infiere la capacidad de clasificación del modelo de red y la capacidad discriminante de las variables relacionadas con el conocimiento de productos y precios, las prácticas de inventario y ventas, presencia en el mercado, atención diferenciada, ubicación y variedad de productos en los perfiles identificados. Conclusiones: Los resultados de la investigación muestran alta capacidad del método cluster-RNA, para clasificar y proyectar perfiles competitivos a partir de los cuales se pueden diseñar procesos de mejoramiento.
Oscar Andrés Vivas Albán, Deisy Carolina Valencia Chacón, Katherin Julieth Quijano Guzmán, Vincent David Bonett
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.19

Abstract:
Introducción: Este documento describe el uso del filtro de Kalman extendido utilizando sensores inerciales (IMU), con el fin de realizar la identificación de los parámetros cinemáticos de la marcha humana a un bajo costo. Objetivo: Evaluar un método eficiente y de bajo costo para identificar los parámetros de la cinemática de la marcha humana. Metodología: Se obtuvo el modelo matemático de los miembros inferiores de un ser humano, al cual se le incluyeron cuatro sensores inerciales (IMU). Se tomaron datos reales que fueron introducidos al modelo con el fin de identificar los parámetros cinemáticos. Se utilizó también un sistema óptico VICON con el fin de comparar los resultados obtenidos a partir del filtro de Kalman extendido. Resultados: Los resultados obtenidos de la estimación de parámetros de la marcha humana con el método del filtro de Kalman Extendido, fueron comparados con el método tradicional utilizando un costoso sistema VICON, obteniéndose resultados similares. Conclusiones: El uso del filtro de Kalman extendido permite identificar de manera fácil los parámetros cinemáticos de la marcha humana para ser utilizados en la evaluación de protocolos de tratamiento.
, , Paula Andrea Ramírez Vásquez
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.02

Abstract:
Introducción: Entre los metales pesados descargados en fuentes hídricas se encuentran el Cromo (VI) y el Níquel (II), los cuales causan efectos peligrosos a la salud. Objetivo: Optimizar el efecto de la concentración inicial de contaminante, temperatura y dosis de adsorbente usando residuos del proceso de obtención de almidón de ñame espino (D. rotundata) en la remoción de Cromo (VI) y Níquel (II). Metodología: Se optimizó aplicando la Metodología Superficie Respuesta (RSM), realizando el estudio cinético y de equilibrio a la condición óptima encontrada, evaluando el ajuste de los datos de cinética a los modelos de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden, Elovich; los de isotermas a los modelos de Langmuir y Freundlich. Se calcularon los parámetros termodinámicos: Energía libre de Gibbs (ΔG°), Entalpía (ΔH°) y Entropía (ΔS°), por el método gráfico de Van’t Hoff. Resultados: De la MSR se encontró que las condiciones óptimas para Cr(VI) fueron 76.6 ºC, 0.14 g y 368,18 ppm, y para Ni(II) 70 ºC, 1,19 g y 31,82 ppm. La capacidad de adsorción máxima fue de 66,25 mg/g de Cr(VI) y 17.67 mg/g de Ni(II). El modelo cinético de pseudo-segundo orden ajusta los datos de adsorción de Cr(VI) y el de Elovich ajusta los de Ni(II); por su parte el modelo de isoterma de Freundlich mostró el mejor ajuste de los datos de adsorción de los iones en estudio. De los valores de ΔG°, ΔS°, y ΔH° se establece que el proceso para Cr (VI) es endotérmico, no espontáneo no favorable y reversible; para Ni (II) que es no espontaneo, exotérmico y controlado por fisisorción. Conclusiones: Los residuos del proceso de extracción de almidón de ñame son un adsorbente efectivo para la remoción de Cr(VI) y Ni(II) presentes en solución acuosa y la MSR arrojó valores óptimos que sirven de base para la escalabilidad del proceso.
, Jeison Jair Ariza Pulido, Sergio Esteban Mejía Serrano,
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.011

Abstract:
Introduction: Circular polarization antennas (CPA) are able to reduce the “Faraday rotation” effect due to the ionosphere, which causes a significant power losses compared to the case of using linear polarization antennas (LPA) [1]-[2]. Therefore, these antennas are widely used for space telemetry applications of satellites, space probes and ballistic missiles among others [2]. Furthermore, suspended plate antennas (SPA) offer the possibility to obtain largest levels of maximum gain and impedance bandwidth compared to those obtained with conventional technologies. Likewise, it is useful to be able to select the most appropriate sense of rotation, depending on the propagation conditions in the up/down links. Objective: To design a CPA with configurable sense of rotation for small satellite applications, using SPA technology, such that it has gain and bandwidth levels higher than those obtained with conventional technologies. Method: The antenna design is based on models proposed in the literature, through which an initial geometry consisting of a suspended patch with an L-shaped feeder and a hybrid coupler is designed. Subsequently, geometry optimization by parametric analysis is carried out with appropriate electromagnetic simulators. Results: The proposed design has an impedance bandwidth of 34.39% and a maximum gain of 8.75 dBi at a frequency of 2.35GHz. Conclusions: The L-shaped feeder technique for suspended patches improves the behavior of the antenna in axial ratio, impedance and maximal gain.
, Alejandro Sánchez Salcedo, Andrés Panesso Hernández
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.20

Abstract:
Introducción: En este documento se presenta una metodología multiobjetivo aplicada al problema del Planeamiento de la Expansión de la Transmisión (PET) cuando se consideran las incertidumbres en la demanda y la generación eólica. Objetivo: Obtener planes de expansión robustos que minimicen los costos de inversión y maximicen el uso del recurso eólico, teniendo en cuenta su incertidumbre y la introducida por la demanda. Metodología: La metodología propuesta se basa en la Metodología de Escenario Reducido para representar estas incertidumbres. En la formulación de la metodología se consideraron: el modelo de red en DC, los planes de expansión que minimizan la inversión, la reducción en la carga y la generación eólica. Para obtener el algoritmo multiobjetivo, utilizado para minimizar los costos de expansión y la reducción de la energía eólica, se implementó un NSGA-II mejorado y un conjunto de planes óptimos de expansión de Pareto. Resultados: Se presenta el desempeño de los planes de expansión, los cuales fueron evaluados y comparados con trabajos anteriores para demostrar la solidez del enfoque propuesto. Todas las pruebas se realizaron en los sistemas Garver e IEEE de 24 nodos. Conclusiones: Al observar el número de veces que el plan de expansión lleva a cero el corte de carga y la energía eólica desperdiciada, con respecto a un valor establecido en este trabajo, se tiene que la metodología propuesta presenta un índice de rendimiento superior al 75,16% para el sistema Garver y al 98,97% para el sistema IEEE de 24 nodos.
Alfredo Ghisays Ruiz, Freddy Humberto Escobar, Zoraya Martínez Lara, , Carlos Lozano Lozano
INGE CUC, Volume 16; doi:10.17981/ingecuc.16.1.2020.03

Abstract:
Introducción: El incremento de la actividad sísmica como fuente energética asociada a las erupciones volcánicas de lodo en Urabá (Mayo 2017), Cartagena (Junio 2017) y en Canalete, Córdoba (Diciembre 2017), motivó la realización de un estudio geoeléctrico y microsismológico, que busca evaluar la dinámica del volcán El Totumo en límites de los departamentos de Bolívar y Atlántico en la región Caribe de Colombia, por lo tanto el propósito de éste trabajo es presentar los resultados de un estudio Geofísico para determinar anomalías relativas a la dinámica del volcán. Objetivo: Se espera detectar a través de las tomografías los flujos de lodo en ascenso hacia la superficie situación que generaría riesgos para el turismo de la región. Metodología: Para este estudio se aplican dos métodos Geofísicos: Prospección Geoeléctrica y Monitoreo Sísmológico, con el fin de detectar la distribución de los materiales litológicos en profundidad, así como los rasgos estructurales más importantes relacionados con la distribución y ascenso de lodo. Todo lo anterior se logra mediante el análisis de Tomografías que revelan con claridad el peligro generado por los flujos de lodo fino en ascenso y el método SPAC (por sus siglas del Inglés, Spatial Autocorrelation) que permite correlacionar las velocidades de las señales con los estratos sedimentarios, e identificar con claridad la alteración del soporte estructural del volcán El Totumo debido a la presión ejercida por el lodo en ascenso a la superficie. Resultados: Al llevar a cabo el procesamiento de los datos Geofísicos en ambos casos, se observa una distribución litológica normal característica de las resistividades del subsuelo. No obstante, no se observan anomalías o cambios estructurales en las tomografías eléctricas, como tampoco rastros de actividad sísmica o sismológica que hubiesen alterado el perfil de velocidades de ondas de corte. Conclusiones: Por todo lo anterior se puede afirmar que no se presentan anomalías relativas al comportamiento dinámico del volcán en este periodo de tiempo, se sugiere aplicar la misma metodología para estudios futuros del mismo fenómeno no solo al volcán El Totumo sino a cualquier volcán de lodo con el fin de generar alertas tempranas sobre los riesgos que su actividad implica frente a los personas que habitan en sus proximidades.
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