Revista UIS Ingenierías

Novedades en el ecosistema de revistas colombianas del área de ingeniería y tecnología

Ivonne Sáenz-Suárez, Luisa Fernanda Uribe-Forero, Alberto Pertuz-Comas — mar, 16 jul 2019 00:00:00 -0500

En esta editorial se pone en contexto la situación actual de las revistas colombianas del área de ingeniería y tecnología desde la aplicación del nuevo modelo de clasificación de revistas científicas Publindex, y se da a conocer el ascenso de la Revista UIS Ingenierías de categoría C a categoría B en Publindex. Además, se relacionan algunas actividades que se realizaron con el propósito de conseguir el ascenso.

SAMI: Videojuego serio de ganadería bovina en Unity apoyado en dinámica de sistemas

Urbano Eliécer Gómez-Prada, Oscar Fernando Gómez-Sandoval — mar, 16 jul 2019 17:19:31 -0500

SAMI es un videojuego para aprender sobre sistemas de producción de ganado bovino. El juego está desarrollado con Unity, tiene reglas basadas en un modelo implementado con Dinámica de Sistemas. En cada juego, el jugador debe tomar decisiones y realizar acciones que le permitan administrar una granja de forma adecuada. Esas acciones se almacenan en un sitio web que proporciona realimentación al comparar las acciones ejecutadas con las que son ideales para facilitar el aprendizaje. El artículo presenta los principales aspectos de la propuesta: parte del modelo en el que se basa y un resumen de los principales aspectos de la implementación en Unity.

Precipitación de asfaltenos como mecanismo de obtención de una superficie hidrófoba en aluminio

Laura Carolina Álvarez-Gil, Patricia Fernández-Morales, Juan Ramírez-Patiño — lun, 22 jul 2019 13:18:31 -0500

Este trabajo se enfocó en el desarrollo de un protocolo de alteración superficial para láminas de aluminio basada en la precipitación de asfaltenos, con miras al desarrollo futuro de aluminio celular tratado superficialmente para el tratamiento de agua contaminada con aceite. Se desarrollaron pruebas de rugosidad para garantizar homogeneidad de las muestras consideradas, se midieron ángulos de contacto al agua y al aceite pre- y postratamiento para evaluar variaciones en la afinidad superficial de las probetas, y se obtuvo que, si bien hay variaciones consistentes con el aumento de la hidrofobicidad de la superficie, estas no son significativas a la luz del diseño de experimentos planteado dentro de la metodología.

Diseño de la estructura mecánica perteneciente al animatrónico del dinosaurio Laquintasaura

Jesús Marcey García Caicedo, Reyder Reales, Daniel Zambrano — jue, 25 jul 2019 14:44:21 -0500

Este artículo describe el proyecto de diseño de un animatrónico del dinosaurio venezolano llamado Laquintasaura, el cual se desarrolló a partir de un concepto seleccionado tomando en cuenta las especificaciones objetivo derivadas de las necesidades del cliente. Cuenta con 9 grados de libertad accionados mediante 8 mecanismos, los cuales le permiten realizar los movimientos correspondientes a la apertura de la boca, ascenso y giro de la cabeza, movimientos del cuello, ascenso y descenso del torso, giro de los brazos y movimiento de la cola. Para realizar el diseño del animatrónico se dimensionó la estructura, luego se realizaron una serie de simulaciones dinámicas y cinemáticas para evaluar los movimientos de los mecanismos y se seleccionaron los actuadores que ejecutarían los movimientos. Adicionalmente, se aplicó un análisis de esfuerzos mediante el Método de los Elementos Finitos a varios elementos mecánicos para obtener una estructura robusta que cumpla con los requerimientos solicitados.

Mejoras de eficiencia energética (EE) en los motores monofásicos sincrónicos de 220 (VAC) / 50 (Hz), tipo PMSM

Ibar Federico Anderson — mar, 06 ago 2019 16:51:55 -0500

Teniendo en cuenta la importancia de la Eficiencia Energética (EE), en especial la referida a la energía eléctrica monofásica, de consumo domiciliario y comercial. El problema del impacto ambiental (huella de carbono) que se está generando, significa una oportunidad para el desarrollo de productos más eficientes en el consumo de la energía eléctrica (objetivo final). En clara orientación con esta línea ética de Dis. Ind., se trabajó con una metodología propia del Ecodesing, centrada en la quinta etapa del análisis del ciclo de vida (ACV): uso eficiente de la energía eléctrica. La finalidad fue desarrollar un motor sincrónico de tipo PMSM de 220 (voltios), 50 (Hz) de corriente alterna (AC); para ser utilizado en ventiladores, equipos de aire acondicionado y otros sistemas de refrigeración: forzadores de aire, etcétera. El resultado principal que se obtuvo fue la reducción de un 52% de la potencia activa (W), sin pérdidas de velocidad (revoluciones por minuto) de las aspas. Como conclusión final podemos decir que se produjo un ahorro del 58% consumo de la energía eléctrica activa (kWh).

Carga física biomecánica durante el levantamiento manual de cargas: un caso de estudio en estibadores portuarios en Colombia

Luis A. Saavedra-Robinson — mar, 06 ago 2019 17:14:24 -0500

El manejo manual de materiales es uno de los principales riesgos asociados a la carga física biomecánica que influye en la aparición de los trastornos musculoesqueléticos de origen laboral. El objetivo de este estudio fue evaluar la carga biomecánica presente en las tareas realizadas por los estibadores portuarios. En primera instancia se realizó un diagnóstico usando la matriz de evaluación de riesgos (RAM); y luego se evaluó el riesgo biomecánico usando la ecuación de levantamiento de NIOSH (método de Compuesto). Se detectaron altos niveles de riesgo al inicio y al final de la tarea (valores de 4.22 y 8.50, respectivamente). Posteriormente, se realizó un análisis de correlación entre este puntaje y la incomodidad musculoesquelética percibida por los estibadores. A partir de este análisis, se evidenció que existe una relación directa entre la distancia vertical del objeto, la torsión del tronco y el aumento de las lesiones musculoesqueléticas que sufren los estibadores.

Estado del arte sobre la mecánica de fractura en tuberías de polietilenos de alta densidad (PEAD)

Raul Rafael Machado-Garcia, Marco González, Jeanette González — mar, 06 ago 2019 17:35:46 -0500

Este artículo presenta una investigación descriptiva–documental que pretende dar una visión sobre la situación actual de los estudios experimentales de mecánica de fractura desarrollados en tuberías fabricadas en PEAD (PE-100 y PE-80). En primer lugar, se presentan los resultados y principales conclusiones de las teorías de fractura utilizadas en cada investigación abordada. Luego, se ilustran en forma resumida las técnicas utilizadas en las últimas décadas para la caracterización a fractura elastoplástica de materiales con alto grado de ductilidad y que muestran un fuerte comportamiento viscoelástico, como en el caso del PEAD. Por otro lado, se especifican los requerimientos para realizar los ensayos experimentales, así como las propiedades del material ( J_IC ,δ_IC ,W_F) obtenidas y su aplicación en el campo de la ingeniería como criterio de fractura. El producto de esta investigación ha permitido evidenciar que en los últimos años, los estudios experimentales realizados de mecánica de fractura elastoplástica para las tuberías fabricadas en PEAD son pocos y genéricos, sin presentar una caracterización completa que permita interpretar el comportamiento mecánico de estas tuberías bajo la presencia de grietas o defectos, de tal manera de aportar propiedades mecánicas (K_J- CTOD) que contribuyan a mejorar los procesos de diseño de las tuberías.

Desarrollo de una interfaz web para el envio de trabajos a SLURM

Fabián León, Gilberto Diaz — mar, 16 jul 2019 00:00:00 -0500

Protocolos como Shell seguro han sido utilizados comúnmente por los clusters de Linux para permitir a los usuarios enviar trabajos a SLURM. Sin embargo, implica el uso de un emulador de consola para establecer la comunicación remota que, en algunos casos, no está disponible. Por lo tanto, este documento presenta el desarrollo de la API Web Submit SLURM, que ofrece una interfaz web rápida y segura para enviar trabajos a SLURM, consultar la cola de trabajos, crear y cargar archivos batch.

Efecto de la excentricidad en nudos en superestructuras de armaduras espaciales mixtas de puentes (tridilosas)

mar, 16 jul 2019 00:00:00 -0500

En este artículo se presenta el estudio efectuado para conocer la relevancia en la resistencia de las barras, de la excentricidad en los nudos de un puente con superestructura de armaduras espaciales mixtas. Este tipo de superestructuras de puentes fueron construidas en un número importante en México a partir de su desarrollo tecnológico propuesto por el Ing. Heberto Castillo Martínez en la década de 1960 del siglo XX [1]. Algunas de estas superestructuras aún siguen en uso. En este artículo, se presenta el puente Santo Domingo, sobre el río del mismo nombre ubicado en la Selva Lacandona de Chiapas, México. En una primera fase, se analiza la superestructura considerando las barras concentricas en los nudos y en una segunda fase se analiza tomando en cuenta los momentos flexionantes generados en las barras por la excentricidad en los nudos de media altura de la tridilosa. Se cálcula la resistencia de los elementos críticos considerando de manera separada los efectos de las cargas axiales, de los momentos flexionantes provocados por el peso propio y la flexión en la losa y los momentos flexionantes provocados por la excentricidad de las barras en los nudos. Se concluye mostrando que aproximadamente la mitad de la resistencia de las barras es requerida para tomar los momentos flexionantes provocados por la excentricidad de las barras en los nudos.

Detección de anormalidades en el control de estabilidad de una aeronave

Luis Eduardo Garcia-Jaimes, Maribel Arroyave-Giraldo — vie, 09 ago 2019 15:51:37 -0500

En este artículo se presenta un sistema de detección que genera una alarma cuando existe un estado de anormalidad en el sistema de control de estabilidad de una aeronave. A partir del modelo latero dimensional y longitudinal se diseña un controlador tipo servo con integrador para la regulación del Roll, Pitch y Yaw. Los modelos son excitados con escalones de magnitudes aleatorias y perturbados con diferentes señales aleatorias para generar la base de datos de estados adecuados y no adecuados. Se utilizan clasificadores de base radial, los cuales se entrenan y se validan para la detección de los comportamientos anómalos que se puedan presentar en la estabilidad de la aeronave. La exactitud obtenida con los clasificadores fue superior al 93.33% para todas las variables estudiadas, lo cual indica que las técnicas de control y clasificación utilizadas, ofrecen fiabilidad en la determinación de los estados anómalos en la simulación del vuelo de la aeronave y que podrían ser utilizadas en vuelos reales.

Fibras de bagazo de caña de azúcar como agentes de refuerzo para compuestos naturales: descripción y aplicaciones de compuestos de polímeros

María Fernanda Maradei-García, German Diaz-Ramirez, German Vargas- Linares — vie, 09 ago 2019 16:13:07 -0500

Algunos recursos naturales, considerados como residuos, pueden utilizarse para la fabricación de muchos productos con propiedades sostenibles mejoradas, como el bagazo celulósico. Se realizó una revisión para determinar el estado de la técnica acerca de la estructura, las propiedades y las aplicaciones de las fibras naturales en el refuerzo de compuestos poliméricos, con un enfoque acerca de las fibras de bagazo de caña de azúcar La revisión se realizó en diferentes bases de datos científicas, en más de 50 trabajos. Se obtuvo que, de las fibras vegetales, el bagazo de caña de azúcar emerge como un recurso renovable notable, debido a que posee propiedades ventajosas y existe una gran cantidad de este disponible en todo el mundo, no obstante, requiere tratamientos físicos y químicos adecuados para lograr una buena interacción con las matrices poliméricas. También la geometría y el contenido de fibra pueden influir en el rendimiento como refuerzos en materiales compuestos.

Remoción de la turbidez del agua del río Magdalena usando médula de banano como coagulante

vie, 09 ago 2019 16:36:37 -0500

En esta investigación se analizó la eficiencia de la médula de banano como sustancia coagulante en la clarificación de aguas naturales y se comparó con el sulfato de aluminio. Se utilizó un diseño experimental factorial, siendo la dosis (10, 20, 40, 60, 80 y 100 mg/L) y el tipo de coagulante (químico o natural) los factores. La turbidez del agua del río Magdalena se empleó como variable respuesta. El proceso de clarificación se realizó mediante la aplicación de la prueba de jarras usando muestras de agua del río en Barranquilla, departamento del Atlántico, Colombia. Se comprobó mediante el análisis estadístico ANOVA y la prueba de HSD (diferencia significativa) de Tukey, que el coagulante natural reduce la turbidez inicial del agua objeto de estudio (210 UNT) en un 67,57%. La médula de banano siendo un residuo agroindustrial es una opción viable y sustentable en la remoción parcial de la turbidez del agua del río Magdalena.

Utilización de tierras diatomáceas recicladas de la industria cervecera como medio de transporte de macronutrientes

lun, 16 sep 2019 15:59:15 -0500

Se reporta la caracterización físico-química de tierras diatomáceas recicladas de la industria cervecera, y su uso como medio de transporte de macronutrientes (Nitrógeno, Fósforo, Potasio (NPK)), con el fin de dar una alternativa amigable con el ambiente, a los desechos generados en el subproceso de filtración de la cerveza. Para la conformación de las muestras (pellets) por extrusión, se utilizó como aglutinantes carboximetilcelulosa (CMC) y fécula de maíz, mientras que la humectación se llevó a cabo usando una solución líquida comercial con 15 % de NPK, en concentración baja, media y alta, la cual se agregó durante el proceso de conformado de los pellets. La caracterización química de las muestras se realizó usando espectroscopía de absorción atómica (AA), y microanálisis mediante espectroscopia de energías dispersas (EDS), la morfología superficial se estudió usando microscopia electrónica de barrido (MEB). El comportamiento de la capacidad de devolución de los macronutrientes a un medio acuoso se llevó a cabo por medio del análisis de la conductividad eléctrica (EC) y sólidos totales disueltos (TDS) en función del tiempo mediante el multiparámetro SI Analytics 680 K. Se encontró que la muestra que no presentó pérdida de su estructura en medio acuoso fue la conformada por 60% de diatomita, 10% de CMC y 30% de fécula de maíz (%w/w). También se evidenció un incremento en el tiempo de la EC y TDS de la solución acuosa cuando se sumergían los pellets activados, infiriéndose que éstos son un buen medio se trasporte de macronutrientes, los cuales podrán ser usados como abono en aplicaciones agrícolas coadyuvando al medio ambiente.

Detección de fallas en un recipiente sometido a presión usando la tecnología de emisiones acústicas

Sergio Peñaloza-Peña, Carlos Galvis G, Jabid Quiroga M. — lun, 16 sep 2019 16:09:19 -0500

En este artículo se implementó la técnica de emisiones acústicas (EA) para monitorear diferentes escenarios de falla en cilindros de acero usados para almacenar gas licuado del petróleo (GLP). Los experimentos se llevaron a cabo en dos recipientes con defectos externos e internos sometidos a una prueba hidrostática. La severidad de las fallas fue aumentando progresivamente a través de los distintos escenarios con el fin de estudiar la actividad microsísmica. Las pruebas experimentales permitieron comprobar los efectos Káiser - Felicity y se observó que un aumento en la severidad de la falla representaba un incremento en la cantidad de hits detectados, cuentas y valores de energía. La evolución de la actividad acústica para los diferentes escenarios de falla determinó la integridad estructural de los contenedores, demostrándose que las EA permiten evaluar la condición global de los cilindros.

Análisis de métodos y técnicas existentes para minimizar agujeros de seguridad al usar códigos QR

Nathaly Castro-Acuña, Miguel Leguizamón-Páez, Angie Lizeth Mora Lancheros — lun, 16 sep 2019 16:36:34 -0500

Este documento permite conocer los códigos QR, su proceso de creación y características de seguridad; evidenciando la acogida que ha tenido al suplir la necesidad de guardar información en poco espacio. No obstante, al ser tan conocido y utilizado, ha sido foco para el robo de información por parte de quienes vulneran los sistema de seguridad de forma ilícita, que han detectado debilidades tanto en la construcción de los mismos como en quienes los usan, implementando ataques como “hombre en el medio”, en el cual el atacante puede interceptar mensajes entre dos usuarios o phishing, mediante la redirección hacia páginas web falsas creadas con la intención de obtener datos confidenciales; y realizar robos de información. Por otra parte, se describen algunas formas para proteger tanto el código QR, como la información que contiene y cada uno de los métodos que han sido implementados y recomendados por autores.

Electroless Nickel Phosphorous: una visión global

Nelson Gomes, Octavio Andrés González-Estrada, Alberto Pertuz-Comas — jue, 19 sep 2019 00:00:00 -0500

El recubrimiento Electroless Nickel-Phosphorus (ENP) es un material usado en sectores industriales como el automotriz, aeronáutico, petróleo y petroquímica, aeroespacial, entre otros; debido a la gran variedad de propiedades que ofrece para la protección de sustratos metálicos y no metálicos, entre las que destacan su alta resistencia a la corrosión y al desgaste (abrasión, fricción y erosión), además de su gran dureza y lubricidad, que lo hacen altamente competitivo respecto a otros tipos de recubrimientos como el cromado o níquel electrodepositado. En el presente trabajo se expone una amplia descripción sobre la técnica ENP, destacando las diferentes propiedades fisicoquímicas que exhibe dicho recubrimiento.

Desarrollo Diseño y optimización de la estructura mecánica de un brazo robótico antropomórfico desarrollado con fines educativos

Kevin Morales, Carlos Hoyos, Jesús García-Caicedo — mié, 02 oct 2019 16:55:41 -0500

En el siguiente artículo se presenta el diseño y construcción de la estructura mecánica de un brazo robótico antropomórfico de cuatro grados de libertad con fines didácticos. El proyecto inició con una fase de desarrollo de conceptos obteniendo seis propuestas diseñadas para satisfacer las necesidades del cliente. Posteriormente se realizó la selección del concepto a desarrollar tomando como referencia las especificaciones del producto. Para el concepto propuesto se llevaron a cabo siete fases de rediseño que permitieron alcanzar la propuesta de diseño definitiva. Específicamente, se realizaron sucesivas etapas de simulación para analizar la respuesta dinámica de la estructura bajo la aplicación de cargas a través del tiempo, observar el estado de esfuerzos aplicado a cada parte y redimensionar los eslabones considerando las limitaciones y especificaciones previamente definidas. Con los resultados obtenidos, se generó una estructura que cumple con las especificaciones de diseño establecidas inicialmente, tomando en consideración las limitantes relacionadas con los servomotores a emplear y la carga máxima a manipular. Por último, se muestra el modelo cinemático directo e inverso del brazo además del producto final desarrollado.