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Implementation of a 3.5 kW resistive load bank for a single-cylinder diesel engine test bench: Implementación de un banco de carga resistivo de 3.5 kW para un banco de prueba de motor Diésel monocilíndrico
No full textThis article presents the implementation of a 3.5 kW resistive load bank applied to a four-stroke single-cylinder diesel engine test bench that operates with an alternator. With this experimental test bench, it is possible to perform mechanical, thermodynamic, and polluting emissions studies in compression-ignited or induced internal combustion engines. Applying the quantitative research methodology, the design of the electric charging system is carried out. Power control circuits and safety elements are designed for the load back. CAD software is used to design the structure and casing considering anthropometric measurements. Also, finite element analysis (FEA) is incorporated to verify the structural and thermal design criteria. he implementation of an electrical and instrumentation acceleration system for sensing power and torque in low-displacement engines showed a measurement error of less than 1%. Similarly, the FEA allowed to quantify the maximum efforts and guarantee a safety factor above 5. With the characterization of the implemented sensors, a correlation coefficient of up to 99.97% was achieved. The power measurement displayed an error lower than 3%, which leads to a high characterization capacity of any thermal machine with equal power or less than the designed one.En este artículo se presenta la implementación de un banco de carga resistivo de 3.5 kW aplicado a un banco de prueba de motor Diesel monocilíndrico cuatro tiempos acoplado a un alternador. Con este banco de prueba experimental, es posible realizar el estudio mecánico, termodinámico y de emisiones contaminantes en motores de combustión interna de encendido por compresión o provocado. Aplicando la metodología de investigación cuantitativa se lleva a cabo el diseño del sistema de carga eléctrico, y los circuitos de control de potencia con sus elementos de seguridad, y mediante un software CAD se crea la estructura y carcasa basados en medidas antropométricas, aplicándole un estudio de esfuerzo mecánico sobre las piezas diseñadas a través de un análisis de elementos finitos (AEF). Se detalla el desarrollo de un sistema de aceleración eléctrico y de instrumentación para el sensado de potencia y torque en motores de baja cilindrada, con un error de medición menor al 1%. De igual forma, el AFE permitió cuantificar los esfuerzos máximos y garantizar un factor de seguridad por encima de 5. Con la caracterización de los sensores implementados, se logró un coeficiente de correlación de hasta 99.97%, y en la medida de potencia un error inferior al 3%, lo que conlleva a una alta capacidad de caracterización de cualquier máquina térmica con una potencia igual o menor a la de diseño
Analysis of the microstructural influence by laser cutting velocity: Análisis de la afectación microestructural debida a la velocidad de corte con láser
No full textThis research evaluates the influence of the CO2 laser cutting velocity in the heat-affected zone in a low- carbon steel. The control of laser cutting parameters is essential to ensure that the properties required in the material have not been affected, and avoid additional grinding processes on the cut surfaces. Morphologic, mechanic and microstructural tests were used to prove the influence of cutting process and its velocity on heat-affected zone. Transformation from ferritic into pearlitic structure and reduction in grain size were analyzed. Also, was evaluated a rise in hardness due to phase transformation. Better cutting conditions were evidenced in samples using a cutting velocity of 80 mm/s because the mean hardness obtained allow infer a good relation of properties and a smaller heat affected zone.Esta investigación evalúa la influencia de la velocidad de corte con láser de CO2 en la zona afectada por el calor en un acero de bajo carbono. El control de los parámetros de corte por láser es indispensable para garantizar que las propiedades requeridas en el material no hayan sido afectadas, y evitar procesos adicionales de rectificado en las superficies cortadas. Se utilizaron pruebas morfológicas, mecánicas y microestructurales para demostrar la influencia de la la velocidad de corte en la zona afectada por el calor. Se analiza la transformación ferríta a una estructura perlítica y la reducción en el tamaño de grano. También, se evaluó el aumento en la dureza debido al cambio de fase. Se evidenciaron mejores condiciones de corte en la muestra usando una velocidad de corte de 80 mm / s considerando la dureza media obtenida permite inferir una buena relación de propiedades y una menor zona afectada por el calor
Implementation of a cooling system to develop experimental fatigue tests below zero grades Celsius: Implementación de un sistema de enfriamiento para desarrollar pruebas de fatiga por debajo de cero grados Celsius
Get PDFTemperature is one of the matter properties with the greatest influence on the materials behavior existing in nature and those man designed. This physical magnitude allows to demonstrate and define behaviors and materials characteristics in the industry in general. Its influence is present in all the places where the materials fulfill functions, however, in some applications its influence is very little, which allows to disregard its effects. In the steels case (one of the most used materials at the industrial level today), the temperature variation produces dilation or contraction, depending on the temperature magnitude and its variation that affects them. Temperature increases generate an expansion phenomenon in the materials, which under load will reach a point where they present thermal fatigue failure. The opposite is that of temperature drops, where the phenomenon that occurs is contraction, often leading to the loss of adjustments and interference that compromise the equipment functionality and integrity. The fatigue failure mentioned is presented as a result of the stresses and deformations present in both cases. It is desired to condition a rotational flex fatigue test equipment with a cooling system to bring the sample material to temperatures below zero degrees Celsius, in order to check how low temperatures, affect the resistance of steel to fatigue. For this, a cooling system was designed and the fatigue equipment was adapted to reduce heat transfer. After carrying out this implementation and determining that the sizes of the devices were suitable for the proposed purposes, the initial temperature tests were carried out and, once this part was achieved, three repetitions of a rotary fatigue test were performed that demonstrated that the equipment can operate normally.La temperatura es una de las propiedades de la materia con mayor influencia en el comportamiento de los materiales existentes en la naturaleza y aquellos diseñados por el hombre. Esta magnitud física permite demostrar y definir comportamientos y características de los materiales en la industria en general. Su influencia está presente en todos los lugares donde los materiales cumplen funciones, sin embargo, en algunas aplicaciones su influencia es muy pequeña, lo que permite ignorar sus efectos. En el caso de los aceros (uno de los materiales más utilizados a nivel industrial en la actualidad), la variación de temperatura produce dilatación o contracción, dependiendo de la magnitud de la temperatura y la variación que los afecta. Los aumentos de temperatura generan un fenómeno de expansión en los materiales, que bajo carga alcanzarán un punto donde presentan fallas por fatiga térmica. Lo opuesto es el de las caídas de temperatura, donde el fenómeno que ocurre es la contracción, que a menudo conduce a la pérdida de ajustes e interferencias que comprometen la funcionalidad e integridad del equipo. La falla por fatiga mencionada se presenta como resultado de las tensiones y deformaciones presentes en ambos casos. Se desea acondicionar un equipo de ensayo de fatiga por flexión rotativa con un sistema de enfriamiento para llevar el material de la muestra a temperaturas inferiores a cero grados Celsius, a fin de verificar cómo las bajas temperaturas afectan la resistencia del acero a fatiga. Para esto, se diseñó un sistema de enfriamiento y el equipo de fatiga se adaptó para reducir la transferencia de calor. Después de llevar a cabo esta implementación y determinar que los tamaños de los dispositivos eran adecuados para los propósitos propuestos, se realizaron las pruebas de temperatura iniciales y, una vez que se logró esta parte, se realizaron tres repeticiones de una prueba de fatiga rotativa que demostraron que el equipo puede operar normalmente
Control automático de oxígeno disuelto en un cultivo de tilapia en tanque de geomembrana
Get PDFHuila is a Colombian state with a high production of Oreochromis fish, its contribution to national production is of 53%, that is distributed in 338 hectares of ponds on land and floating cages. The environmental and climatic characteristics of the region allow having dissolved oxygen production in the ponds between 4ppm and 12ppm during the day, but at night the situation is unfavorable, since the amount of dissolved oxygen can decrease up to 1ppm while carbon dioxide increases. Therefore, it is necessary to have adequate oxygenation equipment and systems to prevent delayed in fish growth and to decrease death rates. This article presents the design and implementation of an automatic dissolved oxygen control system by manipulation of a water recirculation flow that operates in parallel with an industrial oxygen generator. The implemented system tracks and records the temperature and oxygen variables present in the geomembrane tank to evaluate the process evolution for different periods of the fish development cycle. The data was acquired using an Atlas Scientific dissolved oxygen sensor kit and a DS18B20 temperature probe they send the data directly to a Raspberry Pi that transmits by wireless the information collected from the process to the SISCEFA web server and a mobile application through which users can observe the data traceability. The dissolved oxygen concentration was maintained within the threshold established and the fish rate death decrease.Huila es catalogado como uno de los departamentos con mayor producción de tilapia en Colombia, aporta el 53% de la producción total del país con 338 hectáreas de estanques en tierra y jaulas flotantes. Las características ambientales y climatológicas de la región permiten alcanzar una producción de oxígeno que oscila entre 4ppm y 12ppm durante el día, sin embargo, en las noches la situación no es tan favorable, pues la cantidad de oxígeno disuelto puede disminuir hasta 1ppm mientras la de dióxido de carbono aumenta. Por tanto, se requieren equipos y sistemas de oxigenación para evitar retrasos en el crecimiento de los peces y disminuir las tasas de mortalidad. En este artículo se presenta un sistema automático que controla la concentración de oxígeno disuelto manipulando un caudal de recirculación de agua que opera en paralelo con un generador de oxígeno industrial. El sistema monitorea y registra las variables de temperatura y oxígeno presentes en una geomenbrana para generar históricos que permitan evaluar el proceso. La adquisición de los datos se realizó por medio de un sensor de oxígeno de la empresa Atlas Scientific y una sonda de temperatura DS18B20, los cuales envían los datos directamente a una Raspberry Pi que transmite de forma inalámbrica la información recolectada del proceso a un servidor web SISCEFA y a una aplicación móvil a través de las cuales los usuarios pueden observar la trazabilidad de los datos. El sistema mantuvo el oxígeno disuelto dentro de los límites establecidos y la mortalidad de peces disminuyó.Huila é um dos estados com maior produção de tilápia na Colômbia, contribui com o 53% da produção total do país, com 338 hectares de lagoas em terra e gaiolas flutuantes. As características ambientais e climatológicas da região permitem obter uma produção de oxigênio entre 4ppm e 12ppm durante o dia; no entanto, à noite a situação não é tão favorável, pois a quantidade de oxigênio dissolvido pode diminuir para 1ppm enquanto a de o dióxido de carbono aumenta. Portanto, são necessários equipamentos e sistemas de oxigenação para evitar atrasos no crescimento dos peixes e mitigar as taxas de mortalidade. Este artigo apresenta um sistema automático com controle da concentração de oxigênio dissolvido, mudando o fluxo de água recirculante que opera em paralelo com um gerador industrial de oxigênio. O sistema supervisa e registra as variáveis de temperatura e oxigênio em uma geomembrana para gerar dados de históricos que permitem avaliar o processo. A aquisição dos dados foi realizada usando um sensor de oxigênio da empresa Atlas Scientific e uma sonda de temperatura DS18B20 que envia os dados diretamente para uma Raspberry Pi que transmite sem fio as informações coletadas do processo para um servidor da web chamado SISCEFA, além disso, foi desenvolvido um aplicativo móvel para os usuários possam observar os dados no tempo real. O sistema manteve o oxigênio dissolvido dentro dos limites estabelecidos e a mortalidade dos peixes diminuiu
Despacho económico multiperiodo con restricciones de seguridad usando los factores de sensibilidad PTDF y LODF
Get PDFThe unit commitment (UC) problem consists in optimally determining which generation units must supply power to the system in a typical time horizon of 24 hours. The security- constrained unit commitment (SCUC) is a problem of high computational cost due to the quantity and nature of the variables involved. This paper presents an alternative formulation of the SCUC to reduce its computational cost, by using the PTDF and LODF sensitivity factors. In contrast to classic formulations, the use of these factors allows calculating power flows without using nodal angles, reducing the number of variables and constraints of the model. In addition, an N-1 active contingency filter methodology is implemented that further reduces the computational burden through user cuts. Results are presented for the IEEE-RTS96 system that demonstrates the robustness and applicability of the proposed approach. It was found that the use of PTDF and LODF sensitivity factors, in conjunction with the contingency filter methodology, reduces the computational cost by up to 86% with respect to its conventional formulation. Additionally, the proposed methodology identifies which lines are more vulnerable due to overloads, and which lines cause the greatest impacts to the system when they fail.El problema de despacho económico multiperiodo (DEM) consiste en determinar de manera óptima que unidades de generación deben suministrar potencia al sistema en un horizonte de tiempo típico de 24 horas. El DEM con restricciones de seguridad (SCUC por sus siglas en inglés) es un problema de alto costo computacional debido a la cantidad y naturaleza de las variables involucradas. En este artículo se presenta una formulación alternativa del SCUC para reducir su costo computacional, mediante el uso de los factores de sensibilidad PTDF y LODF. En contraste con las formulaciones clásicas, el uso de estos factores permite calcular flujos de carga sin necesidad de utilizar los ángulos nodales, reduciendo el número de variables y restricciones del modelo. Además, se implementa una metodología de filtro de contingencias activas N-1 que reduce aún más la carga computacional, a través de cortes de usuario. Se presentan resultados para el sistema IEEE-RTS96 que evidencian la robustez y aplicabilidad del modelo propuesto. Se encontró que el uso de los factores de sensibilidad PTDF y LODF, en conjunto con la metodología de filtros de contingencias, reduce el costo computacional hasta en un 86% con respecto a su formulación convencional. Adicionalmente, la metodología propuesta identifica que líneas son más vulnerables debido a sobrecargas, y cuales líneas causan mayores impactos al sistema cuando fallan
Logística para la respuesta a desastres basada en programas de asistencia social. Caso de Estudio: Riesgo de Terremoto en Bogotá-Colombia
Get PDFThe Social Assistance Programs support vulnerable population or living in poverty, some of them, produce and distribute food. Those programs have access to a significant number of vulnerable people, move large freight quantities, wide geographical coverage, and mainly, have a social purpose. Such features make social assistance programs able to be adapted and prepared to support the response against disruptive events as natural disasters. Nevertheless, the potential adaptation of social assistance programs does not have any attention from other publications. This paper uses the adaptation concept in a program called Bienestarina, which could support the disaster response in an earthquake risk scenario in the City of Bogotá-Colombia. The methodology has 5 phases: (i) A description of Bienestarina Supply chain was made, (ii) The earthquake scenario and the possible impacts on the population was described, (iii) the potential vulnerability of the Bienestarina network in the earthquake scenario was evaluated, (iv) a set of mathematical programming models for planning the disaster response was proposed, and (iv) quantification of the potential impact of the Bienestarina adaptation was shown. The results describe a feasibility integration of the social assistance program to respond to the selected risk scenario. The research value is mainly the evaluation of the integration of social assistance programs capabilities with the disaster response efforts and, in a second way, the formulation of mathematical programming models for planning the disaster response. The proposed models consider the network vulnerability and the concept of “Safety zones” for facility location.Los programas de asistencia social tienen como propósito brindar apoyo a la población vulnerable o en condiciones de pobreza, algunos de ellos a través de la producción y distribución directa de alimentos. Dada su integración con la población vulnerable, sus capacidades para movilizar carga, la amplia cobertura geográfica y sobre todo su orientación social, dichos programas podrían ser adaptados y preparados para servir como sistema de apoyo ante eventos disruptivos como los desastres naturales. Sin embargo, dicha adaptación hasta ahora no ha sido mencionada en la literatura. Este artículo propone la adaptación de un programa de asistencia social llamado Bienestarina, para la atención de un riesgo de terremoto en la Ciudad de Bogotá-Colombia. Para ello se implementó una metodología de 5 fases, con la cual se identificaron los elementos constitutivos de la cadena de suministro, se determinó un escenario potencial de riesgo de terremoto y el posible efecto del mismo sobre las capacidades de la red. La información obtenida fue el soporte para el diseño de los modelos matemáticos propuestos, a través de los cuales se evaluó un escenario de riesgo con variaciones en los parámetros de capacidades y demandas de asistencia humanitaria, obteniendo así un marco de resultados que permiten entrever la bondad de la integración de este programa en la respuesta a desastres. El aporte principal de la investigación es la evaluación de la integración de las capacidades de los programas de asistencia social para la respuesta a escenarios de desastre, y de manera accesoria la formulación de modelos matemáticos para la planificación de la respuesta considerando la vulnerabilidad de la infraestructura y el uso de concepto de “Zonas seguras” para la localización de instalaciones
Evaluación del comportamiento de un motor diésel modo encendido provocado con biogás enriquecido con CH4 e hidrógeno
No full textUse of renewable fuels from sources other than fossils takes on importance as energy sources, such as biogas. Exclusive engines of biogas have a high economic cost, and little commercial availability for low powers. In this study, we used a compression ignition engine work as spark ignition. Mechanical and environmental performance of a stationary 1550 cm3, 20 kW@3000 rpm nominal power, 15.5:1 compression ratio, diesel engine converted to spark ignition is analyzed. The engine is coupled to a resistance bank simulating engine load by power generation. The engine was fixed at 1800 rpm at 4 kW, which corresponds to 57% of the engine load at a 0.852 bar atmospheric pressure in the Medellín city. The engine was fueled with methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) mixtures in order to simulate at common biogas composition (60% CH4 - 40% CO2), and enriched biogas (70% CH4 - 30% CO2 y 80% CH4 - 20% CO2). Hydrogen was added in small amounts (0%, 5%, 10% and 15% on volumetric basis). The addition of hydrogen enhances the combustion rates, extends the flammability limits, and contributes to the reduction greenhouse gases like CO2 and pollutants such as CO and unburned hydrocarbons. However, hydrogen increases NO and NO2 emissions. It was found that the addition of 15% hydrogen improves the combustion properties when using a lean fuel mixture, relative equivalence ratio of 0.822 for pure biogas, while for biogas-hydrogen mixtures no significant improvements in the mechanical and environmental behavior of the engine were found.El uso de combustibles renovables provenientes de fuentes distintas a las fósiles toma importancia como alternativa a fuentes energéticas, en este caso el biogás. Sin embargo, motores exclusivos de uso de biogás tienen un alto costo económico, y poca disponibilidad comercial para bajas potencias, lo que hace difícil el aprovechamiento de dicho combustible sin la presencia del combustible diésel. Por lo que en este trabajo un motor de encendido por compresión se modifica a modo encendido provocado, sin cambiar la relación de compresión con el fin de lograr eficiencias efectivas altas. En este trabajo se analiza el comportamiento mecánico y ambiental de un motor estacionario diésel de 1550 cm3, con una potencia nominal de 20 kW@3000 rpm, con una relación de compresión de 15.5:1, adaptado a encendido provocado. Para el desarrollo de las pruebas planteadas en este trabajo se tiene las siguientes condiciones, el motor gira a 1800 rpm a 4 kW que corresponde al 57% de la carga del motor, a una presión atmosférica de 0.852 bar que corresponde a la ciudad de Medellín, trabajando con mezclas de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) con el objetivo de simular la composición de un biogás común (60% CH4 – 40% CO2), y de biogás enriquecido (70% CH4 – 30% CO2 y 80% CH4 – 20% CO2), donde cada una de las mezclas fueron enriquecidas con adiciones de hidrógeno en porcentajes de 0%, 5%, 10% y 15% en volumen, la adición de hidrógeno presenta ventajas en la combustión ya que extiende los límites de inflamabilidad del biogás, además contribuye a la disminución de gases de efecto invernadero como el CO2, y de contaminantes como CO e hidrocarburos sin quemar, sin embargo la adición de hidrógeno aumenta las emisiones de NOx. Se encontró que la adición de 15% de hidrógeno mejora significativamente las propiedades de combustión cuando se hace uso de una mezcla combustible pobre, equivalente a un dosado relativo de 0.822, para el caso del biogás puro, mientras que para las mezclas de biogás con hidrógeno no se encontraron mejoras significativas en el comportamiento mecánico y ambiental del motor
Diabetes Mellitus, manifestaciones en cavidad oral
Get PDFDiabetes is a disease of a chronic nature which occurs whenthe body loses its ability to produce the insulin needed to use iteffectively, this condition over time has increased its frequencyof occurrence. This research aims to identify manifestations inoral cavity in diabetes Mellitus, through a systematic review ofarticles related to the topic. What has been able to determinethat the oral diabetes complications are related to the ability of aperson to control their health and blood sugar levels in general,the above allows to conclude that diabetes mellitus is associatedwith different pathologies such as those that occur in the oralarea, which require constant care to prevent complications,such as periodontal disease, Endothelial dysfunction, and oralCandidiasis among others.La diabetes es una patología de carácter crónico que se origina cuando el organismo pierde su capacidad de producir la insulina necesaria para utilizarla de manera eficaz, esta afección a través del tiempo ha incrementado su frecuencia de aparición. Esta investigación tiene como objeto identificar las manifestaciones en cavidad oral en la diabetes Mellitus, por medio de una revisión sistemática de artículos relacionados con el tema. Lo que ha podido determinar que las complicaciones orales de la diabetes están relacionadas con la capacidad de una persona de controlar sus niveles de azúcar en sangre y su salud en general, lo anterior permite concluir que la diabetes mellitus está asociada a diferentes patologías como las que se producen en la zona bucal, las que requieren un cuidado constante, para prevenir complicaciones, como la enfermedad periodontal, la disfunción endotelial y la Candidiasis oral entre otras
Trastorno de estrés postraumático en menores internados por maltrato en cinco instituciones ICBF- Pereira
Get PDFIntroduction. Post-traumatic stress disorder (PTSD) appears after being exposed to a threatening event; it includes symptoms of avoidance and intrusion of memories, an increase of arousal and reactivity, and negative alterations in cognitions and mood. It can appear in more than 50% of children affected by disasters caused by nature or human beings, such as abuse; these experiences can seriously affect the children's present and future quality of life.
Objective. This descriptive research aims to determine the prevalence of PTSD in hospitalized children for mistreatment in five Pereira institutions linked to the ICBF.
Materials and Methods. A graded scale was constructed, validated, and used based on the symptomatic DSM-5 criteria of PTSD and was adapted to the school population. It was applied through a personal interview after giving some playful education about the relevant concepts to the children.
Results and conclusions. The standard population was composed of 46 boys and 47 girls that were part of the ICBF. The main range of age was 11.6 (standard deviation 2.0), the maximum stay time in place was the lowest (less than six months) with a decreasing tendency, and a schooling level below to the expected according to the age. The most common cause of hospitalization was inter-family violence (49%) and 41% for abandonment or extreme poverty. According to the PTSD criteria, 60 youngers (64.5%) were hospitalized for violation of rights, and eight children (8.6%) fit with all but one symptomatic standard (subclinical PTSD). This high percentage tallies with the ones found in the world literature and Colombia. Finally, 21.5% had no symptoms, and 5.4% had not been exposed to traumatic events. The different symptomatic criteria had a similar level of intensity.Introducción. El trastorno de estrés postraumático (TEPT) aparece después de la exposición a un evento amenazante e incluye síntomas de evitación e intrusión del recuerdo, hiper-alerta e hiperreactividad , alteraciones negativas cognitivas y alteraciones en el estado de ánimo. Puede aparecer en más del 50% de los niños afectados por desastres de origen natural o humano, como el maltrato, afectando gravemente su calidad de vida presente y futura.
Objetivo: Determinar la prevalencia de TEPT en niños internados por maltrato en cinco instituciones de Pereira vinculadas al ICBF.
Materiales y métodos. Se construyó, validó y utilizó una escala graduada a partir de los criterios sintomáticos del DSM-5 de TEPT adaptada a población escolar. Se aplicó mediante entrevista personal, previa educación lúdica a los niños sobre los conceptos pertinentes.
Resultados y conclusiones. La población de estudio fueron 46 hombres y 47 mujeres institucionalizados en el ICBF, con una media de edad de 11.6 (desviación estándar 2.0) y un tiempo de estadía máximo en el rango inferior de menos de 6 meses con tendencia a la baja y una escolaridad por debajo de lo esperado para la edad . La causa principal de ingreso fue por maltrato intrafamiliar con un 49% , seguido por el abandono o pobreza extrema con un 41%. En cuanto a los criterios para TEPT, el 60 (64.5%) de los menores de edad institucionalizados por vulneración de derechos, cumplían todos los criterios y el 8 (8.6%) cumplían todos menos un criterio sintomático (TEPT subclínico), este alto porcentaje concuerda con la literatura mundial y nacional. Finalmente, el 21.5% no presentaban síntomas y el 5.4% no habían estado expuestos a eventos traumáticos. Los diferentes criterios sintomáticos tenían un nivel similar de intensidad