Pub Date : 2022-05-05DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022011
Laura Sofía Avellaneda-Gómez, O. D. Montoya-Giraldo
En este artículo se presenta una metodología de solución para la estimación de parámetros de transformadores monofásicos considerando las mediciones de tensión y corriente; para ello se emplea un modelo de optimización no lineal. Este modelo se basa en minimizar el error cuadrático medio entre las variables de tensión y corriente medidas y calculadas. Este modelo de programación no lineal se resuelve mediante la implementación del algoritmo de optimización de las salpas. Los resultados obtenidos demuestran que el método de optimización propuesto permite reducir el error entre la estimación de las variables medidas y calculadas; además, el método de optimización propuesto mejora los resultados presentados por otros métodos de optimización reportados en la literatura especializada. Todas las simulaciones se realizaron en el entorno de programación MATLAB.
{"title":"Aplicación del algoritmo de optimización por enjambre de salpas para la estimación de parámetros en transformadores monofásicos empleando medidas de tensión y corriente","authors":"Laura Sofía Avellaneda-Gómez, O. D. Montoya-Giraldo","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022011","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022011","url":null,"abstract":"En este artículo se presenta una metodología de solución para la estimación de parámetros de transformadores monofásicos considerando las mediciones de tensión y corriente; para ello se emplea un modelo de optimización no lineal. Este modelo se basa en minimizar el error cuadrático medio entre las variables de tensión y corriente medidas y calculadas. Este modelo de programación no lineal se resuelve mediante la implementación del algoritmo de optimización de las salpas. Los resultados obtenidos demuestran que el método de optimización propuesto permite reducir el error entre la estimación de las variables medidas y calculadas; además, el método de optimización propuesto mejora los resultados presentados por otros métodos de optimización reportados en la literatura especializada. Todas las simulaciones se realizaron en el entorno de programación MATLAB.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-05-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43448665","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-04-06DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022010
Leonardo Rivera-Cadavid, D. L. Peña-Orozco, J. J. Bravo-Bastidas, Andrés Felipe Puertas-Marín, Yenny Tatiana Falla-Ramírez
A production planning problem related to income is addressed in a fruit supply chain of small producers, who prefer not to harvest if the market price does not allow their costs to be recovered. A mathematical model is proposed to represent the harvest decision where three elements are considered: the product perishability, the market prices behavior, and finally how much to harvest. This paper establishes that the income improvement of small agricultural producers is a strategy to support the socio-economic development of this sector. The model applied in a small citrus producer’s case study show that adequate harvest planning allows establishing a relationship between prices and sales to maximize small producer profits.
{"title":"Harvest and Distribution planning model for a fruit supply chain","authors":"Leonardo Rivera-Cadavid, D. L. Peña-Orozco, J. J. Bravo-Bastidas, Andrés Felipe Puertas-Marín, Yenny Tatiana Falla-Ramírez","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022010","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022010","url":null,"abstract":"A production planning problem related to income is addressed in a fruit supply chain of small producers, who prefer not to harvest if the market price does not allow their costs to be recovered. A mathematical model is proposed to represent the harvest decision where three elements are considered: the product perishability, the market prices behavior, and finally how much to harvest. This paper establishes that the income improvement of small agricultural producers is a strategy to support the socio-economic development of this sector. The model applied in a small citrus producer’s case study show that adequate harvest planning allows establishing a relationship between prices and sales to maximize small producer profits.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-04-06","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42343945","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-04-05DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022009
Luis Serrano-Cinchilla, Liliana Bustamante-Góez, J. Villarraga-Ossa
La impresión por hilo fundido (FDM, por sus siglas en inglés) tiene una gran cantidad de parámetros que influyen directamente sobre la calidad y las propiedades mecánicas de la pieza final. Actualmente, la manufactura aditiva por FDM ha presentado un gran auge para desarrollos de prótesis por su bajo costo respecto a otros procesos de manufactura; además, esta tecnología es de gran interés para el área de la medicina, dada su capacidad de crear soluciones personalizadas para cada paciente, debido a la variedad de materiales que se pueden emplear, ya que hay una amplia oferta de empresas que fabrican y suministran impresoras y materiales para la impresión. En este trabajo se investigó la influencia de la densidad y de la geometría de los patrones de relleno sobre el esfuerzo máximo, el esfuerzo de fluencia y el módulo de elasticidad a la compresión, en probetas de PLA elaboradas mediante manufactura aditiva con la técnica modelado por FDM. Se emplearon densidades de 10 %, 25 %, 50 %, 75 % y 100 %, y los parámetros de relleno utilizados fueron trihexagonal, subdivisión cúbica y giroide. Todas las probetas se sometieron a ensayos de compresión para calcular sus propiedades mecánicas, y en términos generales se observó que, al aumentar la densidad de relleno, se presenta un aumento en las propiedades a la compresión del material, y la geometría del patrón de relleno puede alterar estas propiedades.
{"title":"Influencia de la densidad y de los parámetros de relleno en las propiedades mecánicas compresivas de probetas fabricadas en manufactura aditiva de PLA","authors":"Luis Serrano-Cinchilla, Liliana Bustamante-Góez, J. Villarraga-Ossa","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022009","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022009","url":null,"abstract":"La impresión por hilo fundido (FDM, por sus siglas en inglés) tiene una gran cantidad de parámetros que influyen directamente sobre la calidad y las propiedades mecánicas de la pieza final. Actualmente, la manufactura aditiva por FDM ha presentado un gran auge para desarrollos de prótesis por su bajo costo respecto a otros procesos de manufactura; además, esta tecnología es de gran interés para el área de la medicina, dada su capacidad de crear soluciones personalizadas para cada paciente, debido a la variedad de materiales que se pueden emplear, ya que hay una amplia oferta de empresas que fabrican y suministran impresoras y materiales para la impresión. En este trabajo se investigó la influencia de la densidad y de la geometría de los patrones de relleno sobre el esfuerzo máximo, el esfuerzo de fluencia y el módulo de elasticidad a la compresión, en probetas de PLA elaboradas mediante manufactura aditiva con la técnica modelado por FDM. Se emplearon densidades de 10 %, 25 %, 50 %, 75 % y 100 %, y los parámetros de relleno utilizados fueron trihexagonal, subdivisión cúbica y giroide. Todas las probetas se sometieron a ensayos de compresión para calcular sus propiedades mecánicas, y en términos generales se observó que, al aumentar la densidad de relleno, se presenta un aumento en las propiedades a la compresión del material, y la geometría del patrón de relleno puede alterar estas propiedades.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-04-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46329227","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-04-05DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022008
J. Hernández-Hernández, Edna D. Rosas-Huerta, José A. de Jesús Rodríguez-Morales, Diego Fabián Hernández-Ménez, A. Herrera-May
Los buques de apoyo para plataformas de la industria petrolera tienen versatilidad de operación y capacidad de modificación estructural. Este artículo presenta una propuesta de instalación de una grúa sobre orugas sobre la cubierta principal de un buque de apoyo a plataformas petroleras, el cual realizará operaciones de mantenimiento en mar adentro. Esta propuesta incluye los resultados del análisis estructural de la cubierta principal, donde se considera el refuerzo con dos vigas NVA36. Este análisis estructural incorpora la integridad de la cubierta principal considerando la grúa y las cargas mediante modelos del método de elementos finitos (MEF). Los resultados obtenidos muestran que la cubierta principal requiere el refuerzo propuesto para disminuir las tensiones máximas de Von Mises hasta 218,71 MPa para la estructura de la cubierta principal y 201,67 MPa en las vigas de refuerzo. Estas tensiones máximas no superan las tensiones admisibles y de fluencia del material de la cubierta principal. El refuerzo de la cubierta principal que soporta la grúa sobre orugas permite la operación segura del buque de apoyo mar adentro.
{"title":"Análisis estructural de la cubierta principal de un buque de apoyo a plataformas con una grúa sobre orugas","authors":"J. Hernández-Hernández, Edna D. Rosas-Huerta, José A. de Jesús Rodríguez-Morales, Diego Fabián Hernández-Ménez, A. Herrera-May","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022008","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022008","url":null,"abstract":"Los buques de apoyo para plataformas de la industria petrolera tienen versatilidad de operación y capacidad de modificación estructural. Este artículo presenta una propuesta de instalación de una grúa sobre orugas sobre la cubierta principal de un buque de apoyo a plataformas petroleras, el cual realizará operaciones de mantenimiento en mar adentro. Esta propuesta incluye los resultados del análisis estructural de la cubierta principal, donde se considera el refuerzo con dos vigas NVA36. Este análisis estructural incorpora la integridad de la cubierta principal considerando la grúa y las cargas mediante modelos del método de elementos finitos (MEF). Los resultados obtenidos muestran que la cubierta principal requiere el refuerzo propuesto para disminuir las tensiones máximas de Von Mises hasta 218,71 MPa para la estructura de la cubierta principal y 201,67 MPa en las vigas de refuerzo. Estas tensiones máximas no superan las tensiones admisibles y de fluencia del material de la cubierta principal. El refuerzo de la cubierta principal que soporta la grúa sobre orugas permite la operación segura del buque de apoyo mar adentro.\u0000 ","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-04-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46054658","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-30DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022007
Juan Pablo Castaño-Serna, Valentina Bolaños-Ibáñez, Luis Miguel Garnica-Zuñiga, Leidy Bibiana De La Ossa-Villadiego, Sergio Agudelo-Flórez, E. Chica-Arrieta
En este trabajo se presenta el diseño conceptual y de detalle de una estructura de metal que asemeja un árbol real con ramas, en cuya parte superior se ubican paneles solares fotovoltaicos. La energía generada será usada para cargar baterías de móviles, tabletas y computadoras portátiles de la comunidad universitaria de la seccional del Bajo Cauca de la Universidad de Antioquia, localizada en las coordenadas de latitud 7,990584° y longitud −75,193100°. Para el diseño del árbol, inicialmente, se realizó una estimación del recurso solar en la seccional, por lo que se estableció que el promedio anual de las horas solar pico fue equivalente a 18,74 MJ/m2. Con base en un requerimiento energético diario de 1400 Wh/día, se determinó que el número de paneles a instalarse de 180 Wp es de 2. La estructura del árbol fue analizada numéricamente utilizando un software de elementos finitos con el fin de determinar las tensiones y deformaciones debidas a las cargas externas y a su propio peso para garantizar su integridad estructural. El diseño presentado constituye una estructura portátil que puede producir energía verde y proporcionar un lugar de encuentro en la seccional del Bajo Cauca.
{"title":"Diseño de un árbol solar para la seccional del Bajo Cauca de la Universidad de Antioquia","authors":"Juan Pablo Castaño-Serna, Valentina Bolaños-Ibáñez, Luis Miguel Garnica-Zuñiga, Leidy Bibiana De La Ossa-Villadiego, Sergio Agudelo-Flórez, E. Chica-Arrieta","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022007","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022007","url":null,"abstract":"En este trabajo se presenta el diseño conceptual y de detalle de una estructura de metal que asemeja un árbol real con ramas, en cuya parte superior se ubican paneles solares fotovoltaicos. La energía generada será usada para cargar baterías de móviles, tabletas y computadoras portátiles de la comunidad universitaria de la seccional del Bajo Cauca de la Universidad de Antioquia, localizada en las coordenadas de latitud 7,990584° y longitud −75,193100°. Para el diseño del árbol, inicialmente, se realizó una estimación del recurso solar en la seccional, por lo que se estableció que el promedio anual de las horas solar pico fue equivalente a 18,74 MJ/m2. Con base en un requerimiento energético diario de 1400 Wh/día, se determinó que el número de paneles a instalarse de 180 Wp es de 2. La estructura del árbol fue analizada numéricamente utilizando un software de elementos finitos con el fin de determinar las tensiones y deformaciones debidas a las cargas externas y a su propio peso para garantizar su integridad estructural. El diseño presentado constituye una estructura portátil que puede producir energía verde y proporcionar un lugar de encuentro en la seccional del Bajo Cauca.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47314147","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-23DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022004
Eudi Blanco-Sánchez, Adolfo Madera-Mujica, M. Pérez-Castillo, Jorge Fajardo-Seminario, Edwuin Carrasquero-Rodríguez, Luis López-López, Luis Cruz-Riaño
En la presente investigación se estudiaron los efectos del contenido de fibra (20, 30 y 40 wt %) y el tratamiento térmico de recocido sobre las propiedades térmicas del material biocompuesto formado por una matriz polimérica de polipropileno isotáctico (iPP) reforzada con fibras cortas de bambú (PP/FB). El agente de acople fue iPP con injertos de moléculas de anhídrido maleico (MAPP). Se empleó la técnica de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para determinar la temperatura de fusión (Tm), la temperatura de cristalización (Tc) y el grado de cristalinidad (Xc) de los biocompuestos. La temperatura de fusión del PP puro no se afectó de manera significativa por la presencia de las fibras de bambú; sin embargo, el grado de cristalinidad del PP aumentó con el contenido de fibra. El tratamiento térmico de recocido provocó un aumento de la Tm del PP puro y del PP/FB. El compuesto con 20 wt% de contenido de fibra (PP/20F) recocido alcanzó el mayor Xc (37,47 %). La Tc del polipropileno aumentó con la presencia de las fibras, y el compuesto PP/20F alcanzó el mayor valor (115 °C). También, se realizó el estudio de la Tm de los biocompuestos en estado amorfo, y se obtuvo que la muestra con un contenido de fibra de 30 wt% presentó un pico endotérmico a una temperatura aproximada de 168 °C.
{"title":"Influencia del contenido de fibra y del recocido sobre las propiedades térmicas de un material biocompuesto reforzado con fibras de bambú","authors":"Eudi Blanco-Sánchez, Adolfo Madera-Mujica, M. Pérez-Castillo, Jorge Fajardo-Seminario, Edwuin Carrasquero-Rodríguez, Luis López-López, Luis Cruz-Riaño","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022004","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022004","url":null,"abstract":"En la presente investigación se estudiaron los efectos del contenido de fibra (20, 30 y 40 wt %) y el tratamiento térmico de recocido sobre las propiedades térmicas del material biocompuesto formado por una matriz polimérica de polipropileno isotáctico (iPP) reforzada con fibras cortas de bambú (PP/FB). El agente de acople fue iPP con injertos de moléculas de anhídrido maleico (MAPP). Se empleó la técnica de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para determinar la temperatura de fusión (Tm), la temperatura de cristalización (Tc) y el grado de cristalinidad (Xc) de los biocompuestos. La temperatura de fusión del PP puro no se afectó de manera significativa por la presencia de las fibras de bambú; sin embargo, el grado de cristalinidad del PP aumentó con el contenido de fibra. El tratamiento térmico de recocido provocó un aumento de la Tm del PP puro y del PP/FB. El compuesto con 20 wt% de contenido de fibra (PP/20F) recocido alcanzó el mayor Xc (37,47 %). La Tc del polipropileno aumentó con la presencia de las fibras, y el compuesto PP/20F alcanzó el mayor valor (115 °C). También, se realizó el estudio de la Tm de los biocompuestos en estado amorfo, y se obtuvo que la muestra con un contenido de fibra de 30 wt% presentó un pico endotérmico a una temperatura aproximada de 168 °C.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"45115225","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-23DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022006
Ricardo Alfonso Jaimes-Rolon, C. Romero-Piedrahita
Las Transmisiones Dentadas han permitido el desarrollo de productos cada vez más compactos, confiables y versátiles. Esto se debe en gran medida a que la comunicación y adecuación de la potencia mecánica mediante engranes tiene unas características muy especiales como la casi ausencia de deslizamiento; la elevada capacidad de potencia con masas y dimensiones relativamente bajos, la elevada vida útil y fiabilidad, el elevado rendimiento. Es por esto, que vemos muy necesario para los futuros diseñadores mecánicos, el que reciban una formación amplia relacionada con la concepción, análisis y control de calidad de los engranajes apoyada desde la propuesta pedagógica que se presentará en este artículo, en el que se resumen los criterios de cálculo y las nociones de errores y calidad de las trasmisiones dentadas conforme con la normativa internacional ISO-AGMA, así como la descripción de un montaje para la verificación de los errores de calidad.
{"title":"Desarrollo de un banco didáctico para verificación de los parámetros de calidad de las transmisiones dentadas cilíndricas","authors":"Ricardo Alfonso Jaimes-Rolon, C. Romero-Piedrahita","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022006","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022006","url":null,"abstract":"Las Transmisiones Dentadas han permitido el desarrollo de productos cada vez más compactos, confiables y versátiles. Esto se debe en gran medida a que la comunicación y adecuación de la potencia mecánica mediante engranes tiene unas características muy especiales como la casi ausencia de deslizamiento; la elevada capacidad de potencia con masas y dimensiones relativamente bajos, la elevada vida útil y fiabilidad, el elevado rendimiento. Es por esto, que vemos muy necesario para los futuros diseñadores mecánicos, el que reciban una formación amplia relacionada con la concepción, análisis y control de calidad de los engranajes apoyada desde la propuesta pedagógica que se presentará en este artículo, en el que se resumen los criterios de cálculo y las nociones de errores y calidad de las trasmisiones dentadas conforme con la normativa internacional ISO-AGMA, así como la descripción de un montaje para la verificación de los errores de calidad.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43130802","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-23DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022005
F. Mesa, Germán Correa-Vélez, J. Barba-Ortega
En el presente artículo se exploran diversas técnicas de optimización a través de metodologías diferentes; es importante resaltar que los problemas de optimización se encuentran en una gran multitud de disciplinas académicas, y los caminos propuestos para resolverlos se encuentran, el primero, en las técnicas matemáticas denominadas fuertes (óptimo global) a través de teoremas de existencia y unicidad, y el segundo camino, en las denominadas técnicas heurísticas o metaheurísticas inspiradas en su mayoría en procesos biológicos, sociales, culturales, las cuales permiten ampliar los espacios de búsqueda de las soluciones o relajar las funciones por optimizar de continuas a no continuas, al igual que las restricciones. La técnica metaheurística estudiada es el enjambre de partículas, (PSO) basada en el modelo completo (componentes cognitiva y social), el cual es una técnica metaheurística inspirada en la biología, comparativamente con la técnica matemática convexa utilizando el comportamiento de las matrices semidefinidas positivas, para el planteamiento y modelado de problemas con funciones objetivo y regiones factibles convexas. El problema resuelto por estos dos métodos consiste en conocer los valores de los recursos de dos variables dentro de una función objetivo. Por último, se evalúan las respuestas obtenidas bajo la suposición de que los mínimos locales son mínimos globales dentro de la vecindad.
{"title":"Optimización de ecuaciones con restricciones no lineales: comparativo entre técnicas heurística y convexa","authors":"F. Mesa, Germán Correa-Vélez, J. Barba-Ortega","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022005","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022005","url":null,"abstract":"En el presente artículo se exploran diversas técnicas de optimización a través de metodologías diferentes; es importante resaltar que los problemas de optimización se encuentran en una gran multitud de disciplinas académicas, y los caminos propuestos para resolverlos se encuentran, el primero, en las técnicas matemáticas denominadas fuertes (óptimo global) a través de teoremas de existencia y unicidad, y el segundo camino, en las denominadas técnicas heurísticas o metaheurísticas inspiradas en su mayoría en procesos biológicos, sociales, culturales, las cuales permiten ampliar los espacios de búsqueda de las soluciones o relajar las funciones por optimizar de continuas a no continuas, al igual que las restricciones. La técnica metaheurística estudiada es el enjambre de partículas, (PSO) basada en el modelo completo (componentes cognitiva y social), el cual es una técnica metaheurística inspirada en la biología, comparativamente con la técnica matemática convexa utilizando el comportamiento de las matrices semidefinidas positivas, para el planteamiento y modelado de problemas con funciones objetivo y regiones factibles convexas. El problema resuelto por estos dos métodos consiste en conocer los valores de los recursos de dos variables dentro de una función objetivo. Por último, se evalúan las respuestas obtenidas bajo la suposición de que los mínimos locales son mínimos globales dentro de la vecindad.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46735623","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-15DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022003
E. Gomez-Delgado, D. Nabarlatz, Fredy Augusto Avellaneda-Vargas
Una desventaja del uso de biodiésel es su precio, debido a los altos costos de la materia prima y al acondicionamiento del aceite requerido para obtenerlo por medio de una transesterificación tradicional, lo que le impide alcanzar precios más accesibles y dificulta su competitividad con el diésel de petróleo. Por esta razón, se investigó una alternativa para la obtención de biodiésel mediante transesterificación in situ o extracción reactiva (ER) a partir de semillas de Jatropha curcas L. Con esta alternativa en auge, que no compite con el mercado alimenticio, se busca reducir etapas en el proceso de producción y así disminuir costos de operación respecto al método y aceites convencionales. Se determinó la influencia de la temperatura, concentración másica de catalizador (g NaOH/g aceite) y relación molar metanol:aceite, con el fin de maximizar el rendimiento y la concentración de FAME del biodiésel obtenido, mediante un diseño experimental central compuesto (DCC) con método de superficie de respuesta. Se encontró que las condiciones más apropiadas para la obtención de biodiésel por transesterificación in situ fueron una temperatura de reacción de 44 °C, con una concentración másica de catalizador respecto al aceite de 1,2 g NaOH/100 g aceite y una relación molar metanol:aceite de 135:1, con presencia de hexano, manteniendo constantes la velocidad de agitación (635 rpm) y el tiempo de reacción (3 h). En estas condiciones, se alcanza un rendimiento de 71,99 % p/p (g biodiésel/g aceite) y un contenido de FAME del 90,36 % p/p (g FAME/g biodiésel). Los resultados de este estudio establecen las bases para una alternativa al proceso tradicional que no necesita las etapas de extracción y pretratamiento de los aceites utilizados como materia prima, además de disminuir los lavados necesarios en el proceso convencional, que incrementan los costos de dicho proceso industrial e impactan en el medioambiente.
使用生物柴油的一个缺点是其价格，因为原材料成本高，并且通过传统的酯交换获得生物柴油所需的油的调节，这使其无法达到更容易获得的价格，并阻碍了其与石油柴油的竞争力。出于这个原因，研究了从麻疯树种子中通过原位酯交换或反应萃取（ER）获得生物柴油的替代方案。与传统方法和油相比，这种不与食品市场竞争的蓬勃发展的替代方案旨在减少生产过程中的阶段，从而降低运营成本。通过响应面法的中央复合实验设计，确定了温度、催化剂质量浓度（g NaOH/g油）和甲醇与油摩尔比的影响，以最大限度地提高生物柴油的收率和FAME浓度。发现通过原位酯交换获得生物柴油的最合适条件是44°C的反应温度，催化剂质量浓度为1.2 g NaOH/100 g油，甲醇与油的摩尔比为135:1，在己烷的存在下，搅拌速度（635 rpm）和反应时间（3 h）保持不变。在这些条件下，产量为71.99%w/p（g生物柴油/g油），FAME含量为90.36%w/p（g FAME/g生物柴油）。这项研究的结果为传统工艺的替代方案奠定了基础，该工艺不需要用作原料的油的提取和预处理步骤，此外还减少了传统工艺所需的洗涤，这增加了该工业过程的成本，并对环境产生了影响。
{"title":"Obtención de biodiésel por transesterificación in situ a partir de semillas de Jatropha curcas L.","authors":"E. Gomez-Delgado, D. Nabarlatz, Fredy Augusto Avellaneda-Vargas","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022003","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022003","url":null,"abstract":"Una desventaja del uso de biodiésel es su precio, debido a los altos costos de la materia prima y al acondicionamiento del aceite requerido para obtenerlo por medio de una transesterificación tradicional, lo que le impide alcanzar precios más accesibles y dificulta su competitividad con el diésel de petróleo. Por esta razón, se investigó una alternativa para la obtención de biodiésel mediante transesterificación in situ o extracción reactiva (ER) a partir de semillas de Jatropha curcas L. Con esta alternativa en auge, que no compite con el mercado alimenticio, se busca reducir etapas en el proceso de producción y así disminuir costos de operación respecto al método y aceites convencionales. Se determinó la influencia de la temperatura, concentración másica de catalizador (g NaOH/g aceite) y relación molar metanol:aceite, con el fin de maximizar el rendimiento y la concentración de FAME del biodiésel obtenido, mediante un diseño experimental central compuesto (DCC) con método de superficie de respuesta. Se encontró que las condiciones más apropiadas para la obtención de biodiésel por transesterificación in situ fueron una temperatura de reacción de 44 °C, con una concentración másica de catalizador respecto al aceite de 1,2 g NaOH/100 g aceite y una relación molar metanol:aceite de 135:1, con presencia de hexano, manteniendo constantes la velocidad de agitación (635 rpm) y el tiempo de reacción (3 h). En estas condiciones, se alcanza un rendimiento de 71,99 % p/p (g biodiésel/g aceite) y un contenido de FAME del 90,36 % p/p (g FAME/g biodiésel). Los resultados de este estudio establecen las bases para una alternativa al proceso tradicional que no necesita las etapas de extracción y pretratamiento de los aceites utilizados como materia prima, además de disminuir los lavados necesarios en el proceso convencional, que incrementan los costos de dicho proceso industrial e impactan en el medioambiente.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47323344","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-03-15DOI: 10.18273/revuin.v21n2-2022002
F. Mesa, Rogelio Ospina, Germán Correa-Vélez
Se realizó un estudio de estimación de estados sobre modelos con ruido en sistemas de control considerando el diseño del observador y la realimentación de estados. Para esto, se consideró el ruido sobre el modelo de espacio de estados del sistema y se realizó el diseño del mejor observador posible, es decir, el que mejor rechaza el efecto del ruido. Estos observadores suelen llamarse estimadores; en este trabajo se desarrolló un estimador conocido como el filtro de Kalman.
{"title":"Estimador de estado óptimo en tiempo discreto","authors":"F. Mesa, Rogelio Ospina, Germán Correa-Vélez","doi":"10.18273/revuin.v21n2-2022002","DOIUrl":"https://doi.org/10.18273/revuin.v21n2-2022002","url":null,"abstract":"Se realizó un estudio de estimación de estados sobre modelos con ruido en sistemas de control considerando el diseño del observador y la realimentación de estados. Para esto, se consideró el ruido sobre el modelo de espacio de estados del sistema y se realizó el diseño del mejor observador posible, es decir, el que mejor rechaza el efecto del ruido. Estos observadores suelen llamarse estimadores; en este trabajo se desarrolló un estimador conocido como el filtro de Kalman.","PeriodicalId":42183,"journal":{"name":"UIS Ingenierias","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.3,"publicationDate":"2022-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47041619","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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