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Revista-vol.26-no-1
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EDITOR

Ing. Charlems Alvarez Jiménez, M. Sc
revistaing@unimilitar.edu.co



 

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Descripción

La revista "Ciencia e Ingeniería Neogranadina" es una publicación semestral de artículos de alta calidad técnica y científica dirigida a investigadores, docentes y demás miembros de la comunidad académica. Descripciones de experimentos originales son aceptables al igual que desarrollos teóricos y computacionales; artículos que combinen nuevos experimentos con profundidad teórica son especialmente bienvenidos. Los editores aprecian particularmente las contribuciones en tópicos emergentes; e.g. micro-electrónica, micro-fluidica, la síntesis y procesamiento de materiales avanzados y la aplicación de técnicas experimentales y computacionales novedosas a la ingeniería. Se buscan también artículos que describen aplicaciones de ingeniería que contribuyen a solucionar problemas críticos del país. Todas las áreas de la ingeniería son bienvenidas.

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INDICE AUTORES

 
Artículo 1
1. EVALUACIÓN DE MATERIALES FILTRANTES PARA EL REÚSO EN AGRICULTURA DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS PROVENIENTES DE ZONAS ÁRIDAS
ASSESSMENT OF FILTERING MATERIALS FOR WATER REUSE IN AGRICULTURE OF TREATED WASTEWATER FROM ARID AREAS
 
Ismael Leonardo Vera Puerto
Mauricio Rojas Arredondo
Wladimir Chávez Yavara
Bernardo Tomás Arriaza Torres
 
 
RESUMEN 
 
Este trabajo tuvo por objetivo evaluar la arena (A), el carbón activado (CA) y la zeolita (Z) como materiales filtrantes para valorar su efecto en reutilización para agricultura de aguas residuales tratadas de un ambiente árido. Para esto se construyeron 7 columnas de filtración: a) columna 1, 100 % de Z, b) columna 2, 100 % de CA (origen A), c) columna 3, 100 % de CA (origen B), d) columna 4, 100 % de A, e) columna 5, 50 % de Z sobre 50 % de CA, f) columna 6, 50 % de A sobre 50 % de CA, y g) columna 7, 50 % de Z sobre 50 % de A. En el afluente y efluente se evaluó boro (B), cloruro (Cl-), sulfato (SO4 -2), calcio (Ca+2), conductividad eléctrica (CE), pH y temperatura (T), junto a un grupo de metales pesados (As, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb y Zn). Los resultados mostraron cómo el CA (de origen A o B) es capaz de remover boro a valores por debajo de 0,75 mg/L. Sin embargo, en una etapa inicial (primera quincena) los efluentes a este medio filtrante, presentaron un valor de CE mayor a 2,5 dS/m, y de pH mayor a 8,4, lo que seguramente traerá problemas para su aplicación en riego de cultivos. Por su parte, la arena, al ser de la región, presenta problemas de lixiviación de elementos, como el arsénico y el sodio, por lo que no debería utilizarse como material filtrante. Por el contrario, el único medio evaluado que tiene potencial de ser aplicado en la reducción de la salinidad es la zeolita. Este material filtrante, sin mezcla con otro, fue capaz de reducir hasta un 20 % el valor de la CE sin tener un efecto negativo en ninguno de los otros parámetros evaluados en este estudio, y además, sin mostrar un estado de saturación durante el tiempo de operación evaluado. En el caso de las columnas que utilizaron mezclas de materiales, no existe un efecto sinérgico para la eliminación de los parámetros de calidad del agua evaluados.
 
This study was aimed to evaluate Sand (A), Activated Charcoal (CA) and Zeolite (Z) as filter materials to assess their effect on agricultural water reuse of municipal treated wastewater coming from arid environments. For this, it was built 7 filtration columns: a) column 1, 100 % of Z, b) column 2, 100 % of CA coming from A, c) column 3, 100 % of CA coming from B, d) column 4, 100 % of A, e) column 5, 50 % of Z above 50 % of CA, f) column 6, 50 % of A above 50 % of CA, and g) column 7, 50 % of Z above 50 % of A. In influent and effluents were evaluated the following parameters, Boron (B), Chloride (Cl-), Sulfate (SO4 -2), Calcium (Ca+2), Electrical Conductivity (EC), pH, Temperature (T), besides a group of heavy metals (As, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb y Zn). The results showed that Activated Charcoal (coming from A or B) removes Boron to concentrations below 0.75 mg/L. However, during initial stage (first two weeks) effluents from Activated Charcoal filters showed EC above 2.5 dS/m and pH above 8.4. Probably these effluents will bring problems in water reuse for irrigation in crops. In the case of Sand, lixiviation problems with Arsenic and Sodium were defined. This lixiviation problem was associated to material's origin. By contrast, the Zeolite is the only material with potential use as filter to remove salinity. The Zeolite (no mixing with other filter material) was able to reduce by up to 20 % the value of the EC without negative effect in any other water quality parameter evaluated in this study. In addition, Zeolite did not show any saturation problem during operational time. In the case of columns with different materials, synergy effect is not present for removal of the different water quality parameters evaluated in this study.
Artículo 2
2. GENERAL RESPONSE OBSERVED IN CYCLICALLY LOADED COHESIVE SOILS
COMPORTAMIENTO DE SUELOS COHESIVOS BAJO CARGAS CÍCLICAS
 
Andrés Nieto Leal
Victor N. Kaliakin
 
 
RESUMEN 
 
El comportamiento de suelos cohesivos sometidos a cargas cíclicas es afectado por diferentes factores; entre los más importantes se encuentran las características del suelo, estado actual e historia de esfuerzos, y condiciones específicas del ensayo. Desde inicios de 1960 varias investigaciones se han realizado con el objetivo de entender el comportamiento de estos suelos; éstas se han efectuado en una gran variedad de suelos cohesivos con diferentes índices de plasticidad, relación de sobreconsolidación, y diferentes condiciones de ensayo (cargas cíclicas). El objetivo de este trabajo es recopilar los resultados de las investigaciones más relevantes y presentar, en términos generales, el comportamiento de suelos cohesivos sujetos a cargas cíclicas. Además, se han identificado las principales características del comportamiento de suelos cohesivos cargados cíclicamente que se deberían tener en cuenta para el desarrollo de nuevos modelos constitutivos usados en la predicción del comportamiento de estos suelos.
 
The response of cohesive soils subjected to cyclic loading is affected by different factors; the most important are soil type, stress or consolidation history, and specific test conditions. To better understand the behavior of cohesive soils subjected to cyclic loading, beginning in early 1960's, a rather substantial body of experimental work has been performed. This has involved different types of soils, tested at different values of overconsolidation ratio, and subjected to different cyclic loading histories. This paper compiles the most important findings of the aforementioned experimental work on cohesive soils. It summarizes the general behavioral trends observed for cyclically loaded cohesive soils. Besides, several key characteristics of cyclically loaded cohesive soils that any rational mathematical simulation must account for have been identified, thus offering the general trends that should be taken into account in the development of new constitutive models used in predicting the response of such soils.
Artículo 3
3. HERRAMIENTA PARA EVALUAR LA GESTIÓN DE RESIDUOS HOSPITALARIOS
TOOL TO EVALUATE THE HOSPITAL WASTE MANAGEMENT
 
Luis Carlos Riofrío Cortés
Janneth Torres Agredo
 
 
RESUMEN 
 
En esta investigación se evaluó la gestión de los residuos hospitalarios en una clínica privada de tercer nivel de complejidad de la ciudad de Cali, mediante el uso de una herramienta ponderada por un panel de expertos, basada en las normas colombianas y las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud para la gestión de los residuos hospitalarios. La herramienta evaluó la producción de residuos, la operatividad, capacitación y cumplimiento de compromisos de los involucrados en la gestión. Se diagnosticó previamente la gestión de los residuos en la clínica, se diseñó una herramienta en Excel, y se aplicó mensualmente entre los meses de junio y septiembre de 2013. Los resultados mensuales de la medición facilitaron la identificación de las fallas en la gestión y orientaron la toma de decisiones a los responsables, lo que permitió incrementar la fracción de residuos reciclables en 3%, reducir los residuos comunes en 2,4% y los peligrosos en 0,6%. Se redujo la producción de residuos en la Unidad de Cuidados Intensivos, de 3,87 kg/cama/día en junio, a 3,5 kg/cama/día en septiembre, y en hospitalización de 1,33 kg/ cama/día a 1,25 kg/cama/día. La evaluación mensual de la gestión de estos residuos con el uso de la herramienta, permitió la identificación puntual de las fallas en la producción de residuos, el componente operativo, el programa de capacitaciones y el cumplimiento de compromisos por parte de los responsables de la gestión, lo cual entregó información valiosa para apoyar la toma de decisiones en busca de mejorar su desempeño.
 
In this research, the management of hospital waste was assessed in a private hospital in third level of complexity of the Cali city, using a weighted tool by a panel of experts, based on colombian regulations and the recommendations of the World Health Organization for the management of hospital waste. The tool evaluated the production of waste, operational, training and compliance with commitments of those involved in management. Waste management in the clinic previously diagnosed an Excel tool was designed and applied on a monthly basis between june and september 2013. The monthly measurement results facilitated the identification of failures in the management and guided making responsible decisions, allowing increasing the fraction of recyclable waste by 3%, reduce common waste by 2.4% and 0.6% dangerous. Waste production in Intensive Care Unit, 3.87 kg/bed/day in june to 3.5 kg/bed/day in september and hospitalization of 1.33 kg/bed/day decreased to 1.25 kg/bed/day. The monthly assessment of the management of this waste using the tool, allowing the timely identification of faults in the production of waste, the operational component, the training program and the fulfillment of commitments by the managers, which He gave valuable information to support decision-making in seeking to improve their performance.
Artículo 4
4. CONTAMINACIÓN DEL SUELO EN LA ZONA MINERA DE RASGATÁ BAJO (TAUSA). MODELO CONCEPTUAL HOSPITALARIOS
CONCEPTUAL MODEL OF SOIL POLLUTION IN THE MINING ZONE OF RASGATÁ BAJA (TAUSA)
 
María Eugenia Guerrero Useda
Vanessa Pineda Acevedo
 
 
RESUMEN 
 
Se desarrolló un modelo conceptual del riesgo de contaminación físico química del suelo en la vereda Rasgatá Bajo. Esta vereda del municipio de Tausa, en Cundinamarca, está en la zona limítrofe del declarado por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca en 2009, Distrito Regional de Manejo Integrado de los Recursos Naturales Renovables Páramo Guargua y Laguna Verde. La vocación productiva local por tradición ha sido el cultivo de papa (Solanum tuberosum L) y la extracción y transformación de arcilla y carbón, actividades con graves impactos sobre el suelo, por lo que el objetivo del proyecto fue identificar y evaluar la condición de este recurso en territorios donde confluyen actividades de extracción y transformación de arcilla y carbón. Se siguió un enfoque metodológico mixto que combinó investigación documental, observaciones in situ y medición de características físico químicas para determinar las fuentes y tipos de contaminantes con riesgo de afectar el suelo aledaño a las faenas mineras y con impactos toxicológicos para las personas, la fauna y la flora. Los datos obtenidos aportarán al rediseño y evaluación de los planes de manejo ambiental local.
 
A conceptual model of the risk of soil contamination in Rasgatá Bajo was developed. This village in the municipality of Tausa (Cundinamarca) is on the border declared by the Regional Autonomous Corporation of Cundinamarca in 2009, Regional District Integrated Management of Renewable Natural Resources Guargua and Laguna Verde Paramus. The local productive vocation has traditionally been cultivating potato (Solanum tuberosum L) and the extraction and processing of clay and coal, activities with serious impacts on soil, so that the project objective was to identify and evaluate the condition of this resource in areas confluence mining and processing of clay and coal. A mixed methodological approach that combined documentary research, in situ measurement of chemical and physical characteristics remarks followed to determine the sources and types of hazardous pollutants affecting soil adjacent to mine sites and toxicological impacts for people, wildlife and flora. The data obtained will contribute to the redesign and evaluation of local environmental management plans.
Artículo 5
5. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA (MCI) OPERANDO CON MEZCLAS DE ETANOL GASOLINA: REVISIÓN
INTERNAL COMBUSTION ENGINES (ICE) FUELLED USING ETHANOLGASOLINE BLENDS: REVIEW
 
Alexander García Mariaca
Edwin Darío Cendales Ladino
Andrés Felipe Eslava Sarmiento
 
 
RESUMEN 
 
En este artículo se presenta una revisión bibliográfica acerca del uso de etanol como combustible en motores de combustión interna de encendido provocado (MCI-EP). Este empieza por una breve descripción de las diversas formas de producción y principales productores en el mundo de etanol, para posteriormente profundizar en el desempeño, combustión y las emisiones en MCIEP al operar con diferentes mezclas de etanol y gasolina convencional. Los resultados obtenidos por los diferentes autores de los parámetros de desempeño, combustión y emisiones, como potencia, torque, presión media efectiva al freno (BME), eficiencia térmica, tasa de liberación de calor, eficiencia de combustión, presión en la cámara de combustión y emisiones reguladas (NOx, THC, CO, CO2 y MP), muestran que el etanol es un excelente comburente para utilizarse en mezcla con gasolina, especialmente en relaciones superiores al 20 % en volumen (E20); debido a que se produce un mejor proceso de combustión causado por el aumento en la cantidad de oxígeno, y se logran así mejoras en los parámetros de desempeño y emisiones del MCI, tales como incrementos en la potencia y la eficiencia térmica y disminución de las emisiones de CO y THC. Sin embargo, se generan aumentos en algunas emisiones contaminantes, como el CO2 y los NOx causados por el exceso de oxígeno en la combustión y el incremento de la temperatura de los gases de escape.
 
This article presents a literature review about of the use of ethanol as fuel in internal combustion engines spark ignition (ICE-SI). This begins with a brief description of the various forms of production and major global producers of ethanol, to further deepen in the performance, combustion and regulated emissions the ICE-SI operating with different blends of ethanol with conventional gasoline. The results obtained by different authors on performance, combustion and emissions parameters, such as power, torque, brake mean effective pressure, thermal efficiency, heat release rate, efficiency of combustion pressure in the combustion chamber and regulated emissions (NOx, HC, CO, CO2 and PM), show that ethanol is an excellent fuel to be used in blends with conventional gasoline, especially in higher ratios in volume than 20% by volume (E20); because is produced a better combustion process caused by the increase in the amount of oxygen, thus achieving improvements in performance parameters and emissions in the ICESI such as increases in power and thermal efficiency and reduced emissions of CO and THC. However, are generated increases in some polluting emissions such as CO2 and NOx caused by the excess oxygen in the combustion and increasing the temperature of the exhaust gases the engines.
Artículo 6
6. EL EFECTO DÍA EN LOS RETORNOS DEL ÍNDICE COLCAP ANALIZADO CON MAPAS AUTOORGANIZADOS
THE DAY-EFFECT ON THE RETURNS OF COLCAP INDEX ANALYSED WITH SELF-ORGANIZING MAPS
 
Juan David Ortiz Sandoval
David René Peña Cuéllar
Helbert Eduardo Espitia Cuchango
 
 
RESUMEN 
 
En este artículo se analiza el valor histórico del índice Colcap (el cual corresponde al índice de referencia del mercado accionario colombiano), utilizando un modelo de mapa autoorganizado de Kohonen (SOM). Esto se realiza para encontrar una correlación del día semanal con el retorno diario del índice. En el desarrollo se presentan los datos empleados como también la configuración del SOM para el entrenamiento. El mapa autoorganizado entrenado es visualizado por cada componente del vector de entrada para revelar gráficamente las predominancias existentes en el valor del retorno del índice Colcap respecto al día semanal.
 
In this article is analyzed the historic value of Colcap index (which is the reference index of colombian stock market), by using a model of Kohonen's Self-Organizing Map (SOM). This is done in order to find a correlation between weekday with the daily return of index. It is explained what data were used, as well as the configuration of SOM for training. The trained SOM was then visualized by each component of input vector to graphically reveal any existing predominancy in the value index return Colcap in regard of the weekday.
Artículo 7
7. UNA COMPARACIÓN DE RENDIMIENTO ENTRE ORACLE Y MONGODB
A PERFORMANCE COMPARISON BETWEEN ORACLE AND MONGODB
 
Francisco Javier Moreno Arboleda
Juan Esteban Quintero Rendón
Robinson Rueda Vásquez
 
 
RESUMEN 
 
La creciente y enorme cantidad de datos, del orden de exabytes, generados por las aplicaciones empresariales actuales han originado conjuntos masivos de estos. Los sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) NoSQL han surgido como una alternativa a los SGBD relacionales para la gestión de estos conjuntos. Entre los principales SGBD NoSQL está MongoDB. En este artículo se compara el rendimiento entre MongoDB y Oracle (uno de los principales SGBD que soporta bases de datos relacionales). La comparación se basa en las operaciones de inserción, consulta, actualización y borrado (CRUD, por sus siglas en inglés). Aunque se requieren experimentos más exhaustivos y muchos otros tipos de pruebas, los resultados ofrecen un punto de partida para el análisis de rendimiento en estos SGBD.
 
The growing and huge amount of data, of the order of exabytes, generated by current enterprise applications have originated massive datasets. Non-relational database management systems (DBMS) have emerged as an alternative to relational DBMS to manage these sets. Among the main non-relational DBMS is MongoDB. In this paper, we compare the performance between MongoDB and Oracle (one of the main DBMS that supports relational databases). The comparison is based on the CRUD operations (create, read, update, and delete). Although more exhaustive experiments and many other types of tests are required, the results give a starting point for the performance analysis of these DBMS.