Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

Functions and characteristics of writing expression in the scientific-technologic field

A partir de la concepción tradicional del Método Científico, arraigada en el conocimiento ordinario, la autora, ubicada en el contexto de la enseñanza de la Lengua, la Comunicación y la Redacción Técnica, hace un recorrido por las funciones comunicacionales que cumple el texto dentro de los ámbitos de la Ciencia y la Tecnología, identificándolas como transversales y de índole social. Las primeras remiten a la representación cognitiva y la segunda a la configuración de comunidades discursivas. Se extraen algunas características generales de los textos producidos en el campo de la ciencia y la tecnología, con base en estudios de autores y se concluye con algunas reflexiones sobre las habilidades que podrían desarrollarse en los estudiantes, gracias a los programas de Lengua desde un enfoque centrado en lo comunicacional.

On the basis of the traditional concept of the Scientific Method, rooted in ordinary knowledge, the authoress reviews the communicative functions of the text in the scientific and technological fields, identifying them as both transversal and social. Transversal functions allude to cognitive representations and social functions precede discursive community configurations. Some general features of scientific and technological texts are shown, based on the studies of various authors and some concluding reflections are made on abilities that could be developed by students, thanks to a Language Program based on communicative paradigm.

Study of ternary blends of Polyamide-6 with Polyethylenes

En este trabajo se estudió la compatibilidad en mezclas de Poliamida-6 (PA) y diferentes polietilenos: polietileno de alta densidad (PEAD), polietileno de baja densidad (PEBD) y polietileno lineal de baja densidad (PELBD). Se utilizó un copolímero estireno-etileno/butileno-estireno funcionalizado con dietil maleato como agente compatibilizante (SEBS-f-DEM). Lacaracterización de las mezclas se llevó a cabo utilizando las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC),Espectroscopía Infrarroja de Transformada de Fourier (FTIR), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y la determinación de las propiedades de impacto Izod con entalla. Los ensayos de extracción selectiva realizados permitieron inferir la probable existencia de interacciones entre los grupos de la PA y del SEBS-f-DEM. Por medio de DSC se evidenció el fenómeno de cristalización fraccionada de la PA sólo en las mezclas compatibilizadas cuya fase dispersa es la PA. En general, se obtuvo un mejoramiento de las propiedades de impacto de la PA en las mezclas reactivas en las que se utilizó PELBD como matriz. Mediante el análisis por SEM de las superficies de fractura de las mezclas, se pudo evidenciar que la incorporación del SEBS-f-DEM como agente compatibilizante produce una disminución significativa en el tamaño de partículas de la fase dispersa.

In this work, the compatibility in blends of Polyamide 6 (PA) and three different Polyethylenes, High-Density (HDPE), Low- Density (LDPE) and Linear Low-Density (LLDPE) polyethylenes, was studied. A copolymer of styrene/ethylene-butylene/ styrene functionalized with diethyl maleate (SEBS-g-DEM) was used as compatibilizing agent. The characterization of the blends was carried out using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and through notched-Izod impact tests. Results from selective extraction tests displayed that interactions between PA and SEBS-g-DEM groups are likely present. Through DSC results, the fractionated crystallization phenomenon of the PA was unfolded, only in those blends where the PA was the dispersed phase. In general, an enhancement in the impact resistance of those reactive blends where LLDPE was used as the matrix was obtained. SEM analyses of the fractured surfaces of the blends showed that the incorporation of SEBS-g-DEM as compatibilizing agent produced a significant decrease in the particle size of the dispersed phase.

Wear resistance of cermet coatings deposited by hvof post heat treated

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la influencia de la composición química y el tratamiento térmico posterior sobre la resistencia al desgaste de recubrimientos tipo cermet (cerámico-metálico) depositados por el Proceso de Rociado Térmico de Alta Velocidad Oxígeno-Combustible (HVOF). Para tal fin se escogió una aleación NiCrBSiWFe y se mezcló mecánicamente con polvos de WC-12%Co para conformar tres recubrimientos con la siguientes proporciones: 100% de aleación NiCrBSiWFe (100NiCr), 50%NiCrBSi + 50% WC-12%Co (50-50) y finalmente 70% WC-12%Co + 30%NiCrBSi (70-30). Los polvos de alimentación fueron depositados sobre un substrato de acero AISI 1020 utilizando para ello una pistola JP-5000. Posteriormente los recubrimientos se trataron térmicamente con una llama oxiacetilénica. La evaluación de la resistencia al desgaste se logró mediante el ensayo de abrasión de acuerdo con la norma ASTM G65-A, B y C. La microestructura y composición química de los recubrimientos así como también las superficies de desgaste fueron evaluadas mediante Microscopía Óptica (MO) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y por Espectroscopía de Rayos X por Dispersión de Energía (EDX). Las investigaciones mostraron que la resistencia al desgaste se ve incrementada con el aumento de partículas de WC-Co en la mezcla, sin embargo el aumento más significativo es debido al tratamiento térmico posterior lo cual fue atribuido al endurecimiento por precipitación de la matriz de níquel y a la mayor cohesión y mejor distribución de las partículas de segunda fase.

The aim of the present work was to study the influence of chemical composition and post heat treatment on the wearresistance of cermet (ceramic - metallically) coatings deposited by the process of High Velocity Oxy-Fuel (HVOF). For such purpose, a NiCrBSiWFe alloy was chosen which was mixed mechanically with WC-12%Co powders to form three coatings with the following proportions: 100 % of alloy NiCrBSiWFe (100NiCr), 50%NiCrBSi + 50 % WC-12%Co (50-50) and 70 % WC-12%Co + 30%NiCrBSi (70-30). The feeder powders were deposited on an AISI 1020 steel substrate by using a JP-5000 gun. An oxyacetylene flame was used to perform the post heat treatment. The evaluation of the resistance to wear for these coatings was achieved by means of the test ASTM G65-A, B y C. The microstructure and chemical composition of the coatings as well as the wear surfaces were evaluated by means of Optical Microscopy (MO) and Electronics Microscopy (MEB) coupled with an EDAX DX4 energy dispersive X-Ray spectrometer (EDS). The study showed that the resistance toabrasion wear increased with the increase of WC-Co particles in the mixture WC-Co-NiCrBSiWFe; nevertheless, the more significant increase is due to the post heat treatment which was attributed to the precipitation hardening of the nickel´s matrix and to the better cohesion and better distribution of the second phase particles in the coating.

Nanometric hydroxyapatite synthesis for medical applications

En este estudio se emplearon dos métodos de síntesis para la obtención de Hidroxiapatita (HA). Las síntesis se llevaron acabo mezclando sales de calcio y fósforo a 25 ºC. La suspensión obtenida se envejeció, sin agitación, por tiempos entre 3 y 21 días a 25 ºC, y a temperaturas de 90, 125 y 150 ºC por 3 días, con el fin de estudiar la influencia del tiempo y la temperatura en la cristalización del material. Los productos se caracterizaron por Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopía de Infrarrojo (IR), Microscopía Electrónica de Transmisión y Barrido (MET y MEB) y Espectroscopia de Emisión Atómica por inducción de plasma acoplado (ICP-AES, por sus siglas en inglés: Inductive Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry), para el análisis químico. Por ambos métodos se obtuvo Hidroxiapatita (HA) cristalina con tamaños de partículas inferiores a 100 nm y una relación Ca/P entre 1,50 y 1,75. Estos resultados dan a los materiales obtenidos buenas caracteristicas para ser empleados en aplicaciones médicas.

Two methods were employed in this study in order to obtain Hydroxyapatite (HA). The processes were carried out mixing salts of calcium and phosphor. The suspension was aged, without agitation, from 3 to 21 days at 25 ºC and they were aged at 90, 125 and 150 ºC for 3 days, in order to study the influence of time and temperature in the materials crystallization. The products were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (IR), Transmission and Scanning Electron Microscopy (TEM and SEM), and Inductive Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) for chemical analysis. From both methods crystalline HA was obtained, with particle sizes under 100 nm and a Ca/P ratio in the range of 1.50 and 1.75. These results give the obtained materials good characteristics for medical applications.

Maintenance model based on monitoring the environment on purifying fume systems at SIDOR

Históricamente la empresa SIDOR ha tenido dos etapas fundamentales, una antes de la privatización y otra después de ésta. Esta afirmación se soporta en que las reparaciones de los sistemas se hacían en base a la rotura y no al deterioro porvida útil. Actualmente es una política de la compañía la determinación y ejecución de acciones sobre el control del medio ambiente, las operaciones, sistemas, maquinarias, procesos y equipos. En este trabajo se propone un modelo de gestión de mantenimiento orientado dentro de la política de medio ambiente de la empresa, los sistemas deben operar dentro de estándares nacionales e internacionales a fin de no impactar en el ambiente. Las normas tanto nacionales como internacionales establecen un marco donde las empresas deben cumplir estos requerimientos a fin de poder permanecer en los mercados. Se ha seleccionado el área de manejo de humos por ser una potencial fuente de contaminación del aire, afectando la calidad y condiciones de higiene del trabajo en planta, el modelo hace una contribución para reducir el impacto de los contaminantes y también permite un mejor uso de los recursos. El modelo puede ser aplicado a sistemas de este tipo, y así crear un estándar de mantenimiento para estos, garantizando además las exigencias actuales que posee la empresa.

The Sidor Company can, historically, be divided into two very well defined periods, the first one before privatization and the second after. Currently, as a part of Company policy, it is necessary to establish and execute actions in order to control the environmental impact of operations, systems, machineries, processes and equipment. The traditional approach in Sidor was to repair systems, machineries, etc, when those broke down without giving proper attention to the life cycle deterioration of the systems as a result of use and its effects on the environment due to use and maintenance. This work presents a maintenance model oriented within the environmental policy of the company and the life cycle of the equipment. It is determined hat the systems must operate within local and international standards in order to reduce and control fume contaminants that are given off into the atmosphere. Venezuelan norms as well as international ones are useful in establishing a framework where the companies must fulfill these requirements in order to comply with concerns as to environment issues. Companies that do not fulfill this approach cannot compete in the global market. The inappropriate handling can be one of the main causes of pollution affecting the quality and conditions of surrounding air in plants and in the neighborhood, and thus the model contributes to reducing the impact of the contaminants and also improving the use of resources and can be applied to systems of this type with the purpose of creating maintenance standards capable of guaranteeing current demands on controlling environmental impacts.

Geostatistical inversion of Post-stack seismic amplitudes

En este trabajo presentamos un método de inversión de amplitudes sísmicas para estimar, de manera conjunta, valores de impedancia acústica y de porosidad total. Para ello empleamos información de fuentes variadas, como son la geología, la petrofísica y la geofísica. Utilizamos datos que responden al medio de propagación en escalas distintas, por lo que fue necesario desarrollar un modelo del medio a dos escalas, relacionadas entre sí mediante la fórmula de Backus para velocidades y los correspondientes promedios aritméticos para la densidad y la porosidad. El objetivo principal del trabajo es la combinación de la información de los registros de pozos, de porosidad e impedancia, con los datos de amplitudes sísmicas. Mediante esta combinación podemos mejorar la resolución vertical de las propiedades del reservorio en los sectores cercanos a los pozos, representando capas de hasta 1ms de espesor, en comparación con la resolución que obtendríamos mediante una inversión sísmica convencional que está en el orden de los 6ms de espesor en esta área. El volumen de propiedades estimado con la técnica desarrollada explica simultáneamente los datos sísmicos post-apilamiento y los registros de pozos adquiridos en el área.

In this work we present a method to jointly estimate acoustic impedance and total porosity by inverting seismic amplitudes and matching well-logged information. We combine geophysical, petrophysical and geological information in a two-scale model. The properties in the model are related across scales with the appropriate averages, i.e., the Backus average for compressional velocities and arithmetic averages for porosity and density. A major objective of the work is to combine the well-logged information of porosity and impedance with seismic information. With this combination we can improve the vertical resolution of the model in the regions of the volume influenced by the well data according to a spatial statistical model. In an example case we estimated the medium properties at 1ms interval, while the vertical resolution of a conventional seismic inversion is of the order of 6ms. The property volumes of porosity and impedance estimated with our technique jointly explain the seismic data and the well-logged data acquired in the area.

Inversion of variable offset seismic amplitudes using Monte Carlo techniques

Se presenta una metodología de inversión a partir de grupos de trazas sísmicas a apertura fuente-receptor variable para estimar las propiedades elásticas del medio: lentitud P, lentitud S y densidad, utilizando la técnica de Monte Carlo. Los datos observados son las amplitudes de ondas sísmicas de reflexión en el dominio del tiempo como función de la separación emisor-receptor. Para obtener sismogramas sintéticos multicomponentes a apertura variable utilizamos el método de trazado de rayos y resolvemos las ecuaciones de Zoeppritz de forma exacta. También se utiliza información estadística previa sobre los parámetros elásticos del medio, incluyendo sus correlaciones. Con este método se produce una descripción completa de las incertidumbres de los parámetros del modelo.

We describe a method for the estimation of the elastic parameters (slowness P, slowness S and mass density) in a stratified medium by inverting variable offset seismic amplitudes with Monte Carlo techniques. The observed data are the seismic amplitudes in time for different source-receiver offsets. For the simulation of the seismic data we convolve a source waveletwith the reflectivity series obtained with ray tracing and the exact solution of the Zoeppritz equations; we also include in the inversion scheme prior information of the statistics of the elastic medium parameters. We invert the seismic data using a sampling Markov Chain Monte Carlo technique that generates a long chain of the stratified model realizations, all probable in terms of the geophysical and prior statistical information, and convergent to the posterior probability density. In this technique we combine the Gibbs and the Metropolis algorithms. We validate the method with numerical tests, using elastic models simulated on the basis of the statistics of real well-logged data, including mean property values, standard deviations and correlation across the elastic properties. With this method we produce a complete description of the uncertainties of the model parameters.

Simulation of the thermal performance of low cost houses in Venezuela to improve thermal comfort

This work aims to investigate the thermal behaviour of low cost houses widespread in many regions in Venezuela and discuss their suitability to climatic conditions, aided by ArchiPak, a simulation software developed by Dr. Steven Szokolay. The simulation conditions correspond to three important cities located at different altitudes: Caracas (880 m), Maracaibo (40 m) and Mérida (1500 m). Frequently the occupants complain of low thermal comfort, especially in the warmhumid climate which prevails in most of the cities and populated areas. As a solution the owners undergo some modifications based on installing air conditioning equipment which is accompanied with additional energy consumption and maintenance costs. The results showed that the inside temperature at low altitudes is very high and houses are uncomfortable the whole year. At mid and high altitude the temperatures are close to the comfort zones and it is possible to improve their performance with appropriate design strategies. The modifications include solar protection in windows and a good orientation improve thermal behavior to a small degree: hence, it is necessary to use these together with other solutions focused on using materials in walls and roofs with more appropriate thermal properties to produce significant improvements.

Este trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento térmico de viviendas de bajo costo construidas en varias regiones de Venezuela, y discutir su adaptabilidad a las condiciones climáticas. Para ello se realizaron simulaciones en tres importantes ciudades localizadas a diferentes altitudes: Caracas (880 m), Maracaibo (40 m) y Mérida (1500 m), con la ayuda del programa ArchiPak desarrollado por el Dr. Steven Szokolay. Con frecuencia los ocupantes de estas viviendas se quejan del bajo nivel de confort térmico, especialmente en las zonas de clima cálido-húmedo, el cual prevalece en las ciudades y regiones más habitadas de Venezuela. Como solución los propietarios realizan modificaciones basadas en la instalación de equipos de aire acondicionado la cual está acompañada de costos adicionales de adquisición y mantenimiento de los equipos, así como también de consumo de energía, que contradice el concepto de vivienda de bajo costo y que además conspira contra la calidad ambiental. Los resultados muestran que a baja altitud la temperatura interior está por encima de la zona de confort casi todo el año. En medias y grandes altitudes la temperatura interior está bastante cerca de la zona de confort y es posible mejorar su comportamiento con estrategias de diseño apropiadas. Las modificaciones que incluyen protección solar en ventanas y una buena orientación mejoran la calidad térmica en cierta medida, y son complementadas favorablemente por el uso de ventilación natural con 1 y 1,5 m/s. En conclusión, la calidad térmica de estas viviendas se puede mejorar con el uso de técnicas pasivas de refrescamiento, pero es necesario profundizar el estudio acerca del uso de materiales en techos y paredes con propiedades térmicas más apropiadas para cada zona climática.

Façades design strategies in a warm-humid climate to reduce thermal loads in Venezuelan buildings

Contemporary architecture of non-domestic buildings in Venezuela has introduced inappropriate design and technology criteria for the warm-humid climate because of ineffective regulations. As a result these buildings are responsible for high energy use and high costs. These results represent a first exploration for developing a method to evaluate design strategies for commercial buildings. It is based on a comparative study of several techniques in west façades, to evaluate the effect of the selection of opaque and translucent components on the cooling loads of the air conditioning system and electric lighting. The aim is to provide a method to compare diverse strategies in the design of the facade, specifying its advantages and relative defects in relation to the energy efficiency, and also to relate that to environmental impact and the cost ofconstruction and operation. The façade design strategies are supported by the literature and by ad-hoc simulations, for the latitude of Venezuela. In facades, the total translucent surface area and the orientation influence the increase of the cooling loads of the air conditioning system. In west facades, for the same area of windows, a greater increase of cooling load is observed. A decrease in the cooling load, in a warm-humid climate, is a result of using windows or curtain walls with spectrally selective glass of low solar gain. Nevertheless, traditional solutions, such as external shading, balconies and vegetation in windows, have a significant effect in reducing cooling energy; for they are the most energy efficient and economic design strategies.

La arquitectura contemporánea de edificios no residenciales en Venezuela ha introducido criterios tecnológicos y de diseño, inadecuados para el clima cálido-húmedo, debido a la ineficacia de las regulaciones. Como resultado estos edificios son responsables de elevados consumos de energía y costos económicos. El presente trabajo representa una primera exploración para desarrollar un método para evaluar las estrategias de diseño de la envolvente de edificios de oficina, basado en un estudio comparativo de varias técnicas arquitectónicas en fachada oeste. Esto permite evaluar el efecto de la selección de componentes traslúcidos y opacos sobre el consumo de energía debido al sistema de aire acondicionado y al sistema de iluminación eléctrica. El objetivo es desarrollar un método para comparar diversas estrategias en el diseño de fachadas, especificando sus ventajas y desventaja en relación a la eficiencia energética, y también en relación al impacto ambiental y a los costos de construcción y operación. Las estrategias de diseño en fachada están fundamentadas en la literatura y en simulaciones ad-hoc, para la latitud de Venezuela. En fachadas la superficie total translúcida y la orientación influyen en la carga total de enfriamiento del sistema de aire acondicionado. En la fachada oeste, para la misma área de ventana una mayor carga de enfriamiento es observada en relación a otras orientaciones. Una disminución en la carga de enfriamiento en clima cálido húmedo es resultado de usar ventanas o fachadas de vidrio con cristales espectralmente selectivos de baja ganancia solar. No obstante, las soluciones tradicionales como parasoles, balcones, corredores y jardineras en ventanas tienen un efecto significativo en la reducción de la carga de enfriamiento, pues ellas son las estrategias de diseño que presentan menores consumos de energía y costos económicos.