Repositorio Digital - Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales
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Algoritmo teórico para la estimación de la radiación solar global para una atmósfera despejada
No full textEn este trabajo se desarrolló un algoritmo para la estimación de la radiación solar global, para una atmósfera despejada, mediante el modelamiento de las ecuaciones teóricas de transferencia radiativa de onda corta (0,3 µm - 2,8 µm). Se determinaron las transmitancias espectrales de la radiación solar directa, debidas a la dispersión de Rayleigh y Mie. Mediante el software Propiedades Ópticas de Aerosoles y Nubes (Optical Properties of Aerosols and Clouds, OPAC) se calculó la Profundidad Óptica de los Aerosoles (Aerosol Optical Depth, AOD) para cuatro diferentes tipos de atmósferas, indispensable para la determinación del índice de turbidez de Ångström. Así mismo, se calcularon la transmitancias espectrales por absorción de la radiación solar directa, incluyendo aerosoles, vapor de agua, ozono y aire seco (mezcla de gases). El contenido de O3 se obtuvo de los datos diarios existentes en base de datos de la NASA. Para la componente difusa de la radiación solar, se dedujo una nueva expresión para el cálculo de la fracción de la radiación solar dispersada por los aerosoles hacia la superficie terrestre. La comparación estadística entre los resultados obtenidos con el algoritmo desarrollado, los datos medidos de la radiación global (estación Potsdam - Alemania) y los resultados de otros tres modelos radiativos, entre 2012 y 2014, muestra que el nuevo modelo permite calcular los valores horarios de la radiación solar global con suficiente precisión.In this work we developed an algorithm to estimate global solar radiation for a cloudless atmosphere, by using the shortwave radiative transfer equations (0.3 µm - 2.8 µm). Spectral transmittances of direct solar radiation due to Rayleigh and Mie scattering were determined. In order to estimate the Ångström turbidity coefficient, the Aerosol Optical Depth (AOD) was calculated for four different types of atmospheres, using the software Optical Properties of Aerosols and Clouds (OPAC). Likewise, spectral transmittances due to absorption of direct solar radiation were calculated, including aerosols, water vapor, carbon dioxide and dry air (mixed gases). The ozone content was obtained from daily data of NASA’s database. For the diffuse component of solar radiation, a new equation was developed for the calculation of the spectral forward scattering fraction. The statistical comparison between the results obtained with the model developed here, the measured global solar radiation data at Potsdam radiation station in Germany and the results of other three radiative models, between 2012 and 2014, shows that the new model allows to calculate the hourly global solar radiation with sufficient precision
Specklegramas de fibra óptica analizados mediante procesamiento digital de imágenes
No full textLos sensores basados en el análisis de la distribución de intensidades del patrón de interferencia modal a la salida de una fibra óptica son conocidos como sensores ópticos basados en specklegramas de fibra óptica (Fiber Specklegram Sensors, FSSs). En este trabajo se muestran los specklegramas, simulados numéricamente mediante el método de los elementos finitos, de una fibra óptica Thorlabs 1550BHP perturbada mecánicamente, y se hace uso de la información global o de regiones del specklegrama mediante el procesamiento digital de imágenes a través de un análisis de correlación. Los resultados muestran como la correlación entre imágenes se puede usar como valor de cuantificación para la medición de fuerzas, y cómo la división del patrón por zonas de interés puede mejorar las características metrológicas del sensor.Fiber Specklegram Sensors (FSSs) are sensors based on the analysis of specklegrams, i.e., the intensity distribution of the modal interference pattern at the output of an optical fiber. By using a finite element method, this work shows numerically simulated specklegrams of an optical fiber Thorlabs 1550BHP under a mechanical perturbation. We employ digital image correlation to analyze the behavior of these specklegrams with different applied forces. The image correlation analysis is applied over the whole specklegram or over selected regions. The results show that the correlation between images is a suitable quantifier of the applied force. We also show that the analysis of selected regions improves the metrological parameters of these sensors
El inicio de la emergencia en los Andes del norte: una perspectiva a partir del registro tectónico-sedimentológico del Coniaciano al Paleoceno
No full textEl norte de los Andes está conformado por varias cadenas montañosas y extensos drenajes que transportan sedimentos a los océanos circundantes. La configuración actual no representa la de los primeros estadios de formación de los Andes del norte. La integración de la información sedimentológica, estratigráfica, geocronológica y de la procedencia de unidades del Coniaciano al Paleoceno expuestas al oriente de la Cordillera Central permite interpretar el cambio en los sistemas de acumulación de ambientes marinos de plataforma a sistemas continentales fluviales y planicies costeras, y establecer la ubicación de los primeros sistemas montañosos y los drenajes que suministraron sedimentos terrígenos a la cuenca. En el Campaniano temprano comenzó la aparición de bloques al occidente sobre la plataforma marina, en tanto que en el Campaniano tardío, emergieron altos intraplaca hacia el oriente, los cuales aumentaron el suministro de sedimentos terrígenos detríticos al sistema marginal y marino de la cuenca. Los altos intraplaca orientales y el sistema marginal occidental crecieron hacia el norte durante el Maastrichtiano-Paleoceno como producto de los procesos de colisión y acrecentamiento de los bloques alóctonos. Estos levantamientos dieron inicio a varios sistemas de drenaje que cubrieron desde las planicies continentales hasta las marginales adyacentes; sin embargo, la poca capacidad de transporte de sedimentos y la alta tasa de subsidencia favorecieron la acumulación de los sedimentos terrígenos gruesos en canales, planicies y deltas intracontinentales, y solo los sedimentos terrígenos lodosos llegaron a la línea de costa. Esta evolución de los sistemas montañosos y drenajes difiere de lo propuesto por estudios previos que sugieren el crecimiento de altos intraplaca desde el Paleoceno.Several mountain belts in the northern Andes are the source of sediments transported to adjacent oceans by extensive fluvial systems, but this present configuration does not correspond to the initial stages of the Andes growth. The integration of sedimentological, stratigraphic, geochronological and data provenance from the Coniancian to Paleocene strata exposed to the east of the Central Cordillera allow interpreting how depositional systems changed from marine to continental settings, and establishing the location of the first mountain belts and drainage systems that supplied terrigenous sediments into the basin. The onset of the emergence of blocks above a pre-existing middle-Cretaceous marine platform began in the early Campanian time to the west and in the late Campanian to the east, increasing the supply of terrigenous detrital sediments to the marginal and marine depositional systems. In the Maastrichtian to Paleocene time, several eastern intrabasinal uplifts and the western marginal mountain belt grew to the north, associated with the collision of allochthonous blocks along the northwestern corner of South America. Together with the growth of mountain belts, new drainage systems began to form and run into basins with high subsidence rates. Fluvial systems covered continental and marginal plains, but the low capacity of sediment transportation in these basins favored the accumulation of coarse terrigenous fragments in channels, floodplains, and
inland deltas, whereas only muddy sediments arrived at the shoreline. This uplift evolution of mountain belts and drainage systems differ from previous studies that suggest the onset of intraplate deformation since the Paleocene time
Cuatro modelos de redes de drenaje
No full textSe revisan cuatro modelos cuantitativos de redes de drenaje. La característica principal de la redes es la autosemejanza. Pero las redes no son determinísticas y es necesario tener en cuenta la variabilidad. El primer modelo es simple, incorpora la variabilidad y es falsificable. Sin embargo, no reproduce las observaciones porque la consideración de la autosemejanza no es explícita. El segundo modelo corrige esta falencia, pero es determinista y no es falsificable. El tercer modelo mantiene la autosemejanza, incorpora la variabilidad, pero no se ha puesto a prueba. El cuarto
modelo define un marco teórico más riguroso, aunque su verificación empírica aún está pendiente. Se concluye con un corto análisis de las implicaciones de los modelos para la geometría hidráulica y la semejanza hidrológica.We review four quantitative models of drainage networks. The main characteristic of channel networks is selfsimilarity. But networks are not deterministic, there is natural variability that needs to be taken into account. The first model is simple, it takes into account variability and can be tested. Nevertheless, it does not reproduce observations adequately because self-similarity is not explicitly considered in the model construction. The second model does consider self-similarity in the construction but it does not take into account variability and it cannot be tested. The third model considers both self-similarity and variability. The fourth model defines a firmer theoretical basis but it also needs testing against observations. We conclude stressing the need for a thorough test of the model against observations and analysing implications for hydraulic geometry and hydrologyc similarity
La minería en Colombia: cinco siglos de saqueo
No full textEl libro tiene notable pertinencia social y académica. Recoge la memoria ilustrada y documentada de un hombre docto que ha hecho de la minería en Colombia uno de sus más apasionantes objetos de estudio. Hombre de ciencia y academia respetable, además del rigor que pone a su trabajo, le agrega independencia y desenfado crítico frente al poder y el statu quo. El texto recorre el desarrollo de la minería en Colombia en todas sus variables: naturales, tecnológicas, económicas, sociológicas, históricas. El autor ha buceado, con seriedad y disciplina, en las estadísticas, testimonios, vivencias, crónicas, relatos, investigaciones, en torno al tema. En ello funda su autoridad para afirmar que el oro y las riquezas de la entraña de la tierra colombiana, no han sembrado progreso, ni independencia, ni bienestar para los connacionales. La paradoja es que el capitalismo mundial se alimenta, desde hace más de cinco siglos, del ¿Dorado colombiano? Mientras, Colombia persiste como un país sumido en el subdesarrollo, con una economía lejos de ser solvent
Juan de Dios Higuita en Antioquia, 1947-1962: evaluador, repotenciador y constructor de puentes
No full textTomado de "El puente de Occidente y la integración de Antioquia
Estructura y composición de ensamblajes de anfibios en tres tipos de hábitat en el Parque Nacional Natural Selva de Florencia, Cordillera Central de Colombia
No full textLos Andes colombianos, especialmente entre los 1000 y 3000 msnm, presentan la mayor diversidad de anfibios anuros para el país. Sin embargo, históricamente esta región ha tenido altos niveles de deforestación y cambios en el uso del suelo. Ante este escenario, el establecimiento de áreas protegidas es una importante estrategia de conservación de diversidad biológica en los Andes de Colombia. El Parque Nacional Natural (PNN) Selva de Florencia, está ubicado en la cordillera Central y es considerado el PNN con mayor diversidad de anfibios endémicos por área en el país; sin embargo, no se ha cuantificado la estructura y composición de los ensamblajes de anfibios ahí presentes de tal forma que, se establezca una línea base sólida para su monitoreo en espacio y tiempo. En este estudio cuantificamos la estructura y composición de los ensamblajes de anfibios en tres tipos de hábitat (bosque, pinera y pastizal), realizando muestreos diurnos y nocturnos entre junio y septiembre del 2017. Se registraron 338 individuos pertenecientes a 24 especies, 21 de ellas en bosque, 11 en pineras y 3 en pastizales. La diversidad de anfibios fue mayor en bosque que en pinera y potrero. La composición de especies en bosque tendió a ser diferente de aquella en pineras y potreros; sin embargo, en algunas pineras no sujetas a explotación comercial por más de 20 años, se observaron especies típicas de bosque. Nuestros resultados contribuyen con datos cuantitativos útiles para la monitorización de la diversidad de anfibios en los Andes centrales de Colombia, utilizando el PNN Selva de Florencia como modelo.The Colombian Andes, especially between 1000 and 3000 masl, exhibit the greatest diversity of anuran amphibians for the whole country. However, historically this region has high levels of deforestation and changes in land use.
Given this scenario, the establishment of protected areas is an important strategy for biological conservation in the Andes of Colombia. The National Natural Park (NNP) Selva de Florencia located in the Colombian Central Cordillera is considered the NNP with the greatest diversity of endemic amphibians per area in the country; however, the structure and composition of amphibian assemblages has not been quantified in such a way that a solid baseline data could be established for their monitoring both in space and time. In this study, the structure and composition of amphibian assemblages were quantified in three types of habitat (forest, pine crops and pasturelands), through diurnal and nocturnal samplings conducted between June and September 2017. A total of 338 individuals belonging to 24 species were registered, 21 of them in forest, 11 in pine crops, and 3 in pasturelands with the diversity of amphibians being greater in forest than in pine crops and pasturelands. The forest species composition differed from that in pine crops and pasturelands; nevertheless, in some pine crops with no commercial exploitation during the last 20 years, species common to the forest were recorded. Our results contribute with useful quantitative data for the monitoring of the amphibian diversity in the Colombian Central Cordillera using the NNP Selva de Florencia as a reference model
Numerical simulations of the formation of the Milky Way disk of satellites through the accretion of associations of dwarf galaxies
No full textEn este artículo se presentan los resultados de simulaciones numéricas newtonianas de N-cuerpos de la caída hacía el halo de materia oscura de la Vía Láctea de asociaciones de galaxias enanas esferoidales con materia oscura y sin ella. Se generaron las condiciones iniciales utilizando el programa ZENO y el GADGET-2 para simular un sistema aislado en donde estas asociaciones de enanas se precipitan hacia el halo de materia oscura de la Vía Láctea. Con el fin de evaluar la posibilidad de que el disco de satélites de la Vía Láctea hubiese tenido su origen en este tipo de procesos de acreción, se analizaron algunas características de las galaxias enanas finales, tales como la distribución en torno al disco de la galaxia, el perfil de densidad, la dispersión de velocidades y las velocidades radiales de las enanas. Las asociaciones se ubicaron a distancias radiales iniciales de 4, 2 y 1 Mpc del centro de la Vía Láctea y se dejó evolucionar el sistema durante 10 giga años en cada una de las simulaciones. Se encontró que las asociaciones ubicadas a distancias iniciales mayores o iguales a 2 Mpc no son apropiadas debido a que su tiempo de acreción es superior a un tiempo de Hubble. Para el caso de asociaciones ubicadas inicialmente a 1 Mpc del centro de la Vía Láctea, se encontró que no es posible que el disco de satélites se haya formado a partir de asociaciones libres de materia oscura, y que una estructura similar al disco de satélites se pudo haber formado mediante la acreción de asociaciones de galaxias enanas con materia oscura que cayeran al halo de la Vía Láctea siguiendo órbitas parabólicas. Sin embargo, las distancias de los remanentes al centro de la galaxia no reproducen aquellas reportadas en la literatura.We present here the results of several numerical Newtonian N-body simulations of the accretion towards the Milky Way of associations of dwarf spheroidal galaxies with and without dark matter content. We generated the initial objects using ZENO and simulated an isolated environment where these associations fall towards the dark matter halo of the Milky Way using GADGET-2. In order to test if the disk of satellites of the Milky Way (DoS) could have been formed by that kind of accretions, we analyzed some characteristics of the final dwarf galaxies such as their distribution with respect to the disk of the Galaxy, their density profile, velocity dispersion and radial velocities. The associations were initially located at radial distances of 4, 2 y 1 Mpc from the center of the Milky Way, and the evolution of the system was simulated for 10 Gyr in each of the runs. We found that associations located at initial radial distances larger than 2 Mpc were not suitable because their time of infall was larger than a Hubble time, and that for the case of associations initially located at 1 Mpc from the center of the Milky Way, it is unlikely that, with the parameters used in this study, the satellites of the DoS could come from dark matter-free associations of dwarf galaxies, while it is possible that the DoS may have been formed by the infall of associations of dwarf galaxies embedded in dark matter haloes following parabolic orbits. However, the distances of the remnants at the final snapshot do not reproduce those reported in the literature for the satellites of the Milky Way
Caracterización térmica, mecánica y morfológica de fibras naturales colombianas con potencial como refuerzo de biocompuestos
No full textEste estudio se enmarca en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales enfocada al desarrollo de nuevos compuestos amigables con el medio ambiente. En este contexto, se evaluaron cinco fibras naturales colombianas: damagua (Poulsenia armata), guérregue, palma estera (Astrocaryum malybo), caña flecha (Gynerium sagitatum) e iraca (Carludovica palmata), con el fin de estudiar su viabilidad como refuerzo en materiales compuestos. Mediante diversas mediciones se determinaron las propiedades térmicas, mecánicas y morfológicas de las fibras naturales. El análisis térmico se hizo utilizando termogravimetría (TGA), y se demostró el carácter hidrofílico de las fibras y su estabilidad a elevadas temperaturas. Se ensayó la resistencia de las fibras a la tracción bajo condiciones de fuerzas axiales estáticas, y se encontraron variaciones en las propiedades mecánicas de cada uno de los especímenes. Las fibras de guérregue y caña flecha registraron valores de resistencia máxima competitivos muy similares a los reportados en otras investigaciones con fibras naturales, en tanto que las otras tres fibras tuvieron bajo desempeño. La microestructura de las fibras se examinó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), y las imágenes revelaron una morfología compuesta por el lumen y la pared celular con variación entre los tamaños, comportamiento éste asociado a las propiedades mecánicas de las fibras naturales estudiadas. En conclusión, dos fibras presentaron las mejores propiedades y cumplieron con las condiciones de estabilidad térmica y resistencia mecánica que las hace aptas como refuerzo en la fabricación de biocompuestos con matrices poliméricas.This study was conducted in the field of materials science and engineering and focused on the development of new eco-friendly components. For this purpose, we evaluated five Colombian natural fibers: damagua (Poulsenia armata), quérregue (Astrocaryum standleyanum), palm mat (Astrocaryum malybo), wild cane (Gynerium sagitatum) and iraca (Carludovica palmata), to evaluate their viability as reinforcement in composite materials. We measured the thermal, mechanical and morphological properties of these natural fibers by using thermogravimetric analysis (TGA) for the thermal analysis, which showed their hydrophilic character and their stability at high temperatures. We also tested their resistance to traction under static axial forces and we found variations in their mechanical properties. We found that guérregue and wild cane fibers showed maximum competitive strength values, similar to those found in other studies with natural fibers, while the other three fibers had a poor performance. Scanning electron microscopy (SEM) was used to examine the microstructure of the fibers showing a morphology composed of lumen and cell wall with variations among sizes, a behavior which is linked to their mechanical properties. As a result, we found that two of the fibers complied with the conditions of thermal stability and tensile stress to be used as reinforcement in the manufacturing of biocomposites with polymeric matrices
Características del efecto Lau empleando redes de fase y de volumen fotorrefractivas
No full textEn este trabajo se estudia el efecto Lau empleando redes de fase de volumen generadas en un cristal fotorrefractivo tipo BSO. En nuestra propuesta la red de fase objeto se genera mediante la proyección de la imagen de una red iluminada incoherentemente en el volumen del cristal. Para esta red de fase fotorrefractiva se define un parámetro de modulación que depende del espesor del cristal. Se presentan resultados teóricos para diferentes distancias entre redes objeto-fuente que confirman nuestra propuesta.This work analyzes the Lau effect produced by the volume phase grating generated in a photorefractive BSO crystal. In our proposal, the object phase grating is generated by projecting the image of an incoherently illuminated grating in the crystal volume. A modulation parameter that includes the effect of the crystal depth is introduced for this photorefractive phase grating. Theoretical results for different distances between object-source gratings that confirm our approach are presented