Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

Evaluation of the units that conform the wastewater treatment plant south Maracaibo

The objetive of this study was to evaluate a waste water treatment plat, in stationary state, located in a region with tropical climate. This plant in based on stabilization ponds distributed as follows: two anaerobic units in parallel, a facultative pond, two maduration ponds in series and a pound used as the effluent storage. To do this, a series of 30 sampling were made during 9 weeks of influent and effluent of the plant in order to evaluate the treatment efficiency of the system. Values of pH, DO, and temperature were measured in situ, and BOD, COD, P-total, NTK, Ammonia-N, TSS, VSS, Nitrites and Nitrates, TC and FC were measured in the laboratory. These analysis were made following standardized methods. The removal values were found: BOD (77%), COD (37%), P-total (29%), NTK (56%), N-amoniacal (86%), TSS (87%), VSS (84%), TC (six logarithmic units) y FC (five logarithmic units). The generation of nitrates and nitrites was not relevant. According to effective venezuelan environmental regulations, the plant effluent can be used with agricultural purposes and/or to be discharged into a water body, such as in this case, Maracaibo´s Lake.

El objetivo de este estudio fue evaluar una planta de tratamiento de aguas residuales, en estado estacionario, ubicada en una región de clima tropical. Dicha planta consta de una serie de lagunas de estabilización distribuidas como sigue: dos módulos anaerobios en paralelo, una laguna facultativa, dos lagunas de maduración en serie y una laguna utilizada como depósito del efluente. Para ello se realizaron una serie de 30 muestreos durante 9 semanas a la entrada y salida de la planta, para así evaluar la eficiencia de tratamiento del sistema. Se midieron valores in situ de pH, OD y Temperatura; y en el laboratorio los de DBO, DQO, P-total, NTK, N-amoniacal, SST, SSV, Nitritos y Nitratos, CT y CF. Los análisis se realizaron siguiendo métodos estandarizados. Se obtuvieron los siguientes valores de remoción: DBO (77%), DQO (37%), P-total (29%), NTK (56%), N-amoniacal (86%), SST (87%) SSV (84%), CT (6 unidades logarítmicas) y CF (5 unidades logarítmicas). La generación de Nitritos y Nitratos obtenida no fue relevante. Según la normativa ambiental venezolana vigente (Decreto 883), el efluente de la planta es apto para ser usado con fines agrícolas y/o para ser descargado a un cuerpo de agua, en este caso, el lago de Maracaibo.

Solar control strategies evaluation in buildings with bioclimatic design-Study Case: Petroleum Engineering School of the Universidad del Zulia

The objective of the present article is the design strategies evaluation of solar control in the building group of the Petroleum Engineering School projected by the Venezuelan architect Carlos Raúl Villanueva and built for the Universidad del Zulia in Maracaibo (Venezuela) in the period 1954-1958. For such effects, a planimetric information search, a metric calculation for facades and openings according to the different orientations, a metric site report with its digitalizations of the different solar protection systems and the analysis insolation conditions for the openings with the stereographic solar chart and the shadow protractor was carried out. Through the results of the analysis, it can be evidenced that the original building group of the Petroleum School is an architectural work that is not indifferent to the solar radiation and its effects, since numerous and right solutions are presented front to the solar beams incidence, to avoid the heat excess and the glare in the different enclosures destinated for teaching, research and administrative activities.

El objetivo que persigue el presente artículo es la evaluación de las estrategias de diseño de control solar en el conjunto de edificaciones de la Escuela de Ingeniería de Petróleos proyectadas por el arquitecto venezolano Carlos Raúl Villanueva y construidas para la Universidad del Zulia en la ciudad de Maracaibo (Venezuela) durante el período de 1954 a 1958. Para tales efectos, se realizó la búsqueda de información planimétrica, el cómputo métrico de fachadas y aberturas de acuerdo a las diferentes orientaciones, el relevamiento métrico en sitio y la digitalización de los diferentes sistemas de protección solar y el análisis de las condiciones de asoleamiento de las aberturas protegidas mediante el uso de la carta solar estereográfica y del transportador de sombra. A través de los resultados del análisis, se puede evidenciar que el conjunto original de la Escuela del Petróleo es una obra arquitectónica que no es indiferente frente a la radiación solar y sus efectos, ya que se presentan numerosas y acertadas soluciones frente a la incidencia de los rayos solares, para evitar el exceso de calor y el deslumbramiento en los diferentes recintos destinados a la docencia, investigación y administración.

Effect of the organic load in the performance the UASB reactor treating slaughterhouse effluent

The behavior of a UASB reactor of 4 L was studied at mesophilic condition treating wastewater from the meat industry. The organic loads (OL) of 1.82 ± 0.18; 3.21 ± 0.27; 6.33 ± 0.23; 8.40 ± 0.19; 9.98 ± 0.88 and 12.30 ± 0.49 kg COD/m³d, were evaluated at hydraulic retention time (HRT) of 24 h. During the experiment the following parameters were monitored to evaluate the operation of the reactor: pH, alkalinity, chemical oxygen demand (COD), temperature, biogas production, methane content in the biogas, production of volatile fatty acids (VFA), total suspended solids (TSS) and volatile suspended solids (VSS). Each OL stayed until reaching the stability in the operational parameters of the reactor. The results demonstrated the efficiency of the UASB reactor to treat slaughterhouse wastewaters for long range OL (1.82 - 12.30 kg COD/m³d). The COD removal percentage was 80% to OL 9.98 kg COD/m³d to HRT of 24 h. The increment of OL affected significantly the variables evaluated, (except pH). A decrease in COD removal and methane percentage were observed, while the VSS, alkalinity and VFA concentration were increased.

Se estudió el comportamiento de un reactor UASB de 4 L bajo condiciones mesofílicas durante el tratamiento de agua residual de una industria cárnica, se evaluaron las cargas orgánicas (CO) de 1,82 ± 0,18; 3,21 ± 0,27; 6,33 ± 0,23; 8,40 ± 0,19; 9,98 ± 0,88 y 12,30 ± 0,49 kg DQO/m³d, a tiempo de retención hidráulico (TRH) de 24 h. Durante la experimentación se monitorearon los siguientes parámetros para evaluar el funcionamiento del reactor: pH, alcalinidad, demanda química de oxígeno (DQO), temperatura, producción de biogás, contenido de metano en el biogás, producción de ácidos grasos volátiles (AGV), sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos suspendidos volátiles (SSV). Cada CO se mantuvo hasta alcanzar la estabilidad en los parámetros operacionales del reactor. Los resultados demostraron la eficiencia del reactor UASB para tratar aguas residuales de industrias cárnicas a un amplio rango de CO (1,82 - 12,30 kg DQO/m³d). Se obtuvo un porcentaje de remoción de DQO de 80% para una CO de 9,98 kg DQO/m³d a TRH de 24 h. El incremento en la CO influyó significativamente sobre la variabilidad de los parámetros evaluados (con excepción del pH), ocasionando la disminución del porcentaje de remoción de DQO y del porcentaje de metano y el aumento en las concentraciones SSV, alcalinidad y AGV.

A Wavelet based method to characterize electrical insulators under partial discharges

This paper introduces a wavelet packet based method to characterize electrical insulators under partial discharges. The proposed method applies the wavelet packet decomposition (WPD) on the insulators voltage signal, experimentally obtained when the electrical isolator is energized with high voltage. The wavelet coefficients outputted by the WPD are reorganized as a two-dimensional array, and well defined patterns are found that allow us to characterize electrical insulators under different working condition. In particular, the electrical insulators are exposed to different conditions of humidity and contamination similar to those found on air transmission lines.

En este artículo se expone un método de análisis de descargas parciales presentes en aisladores eléctricos de cerámica energizados con alta tensión. El método propuesto se basa en el uso de la transformada wavelet y la descomposición wavelet packet sobre señales de voltaje presente en aisladores. A través de una representación bidimensional de los coeficientes wavelets, ciertos patrones encontrados permiten caracterizar las condiciones de trabajo (humedad y contaminación) en las que pueden hallarse dichos aisladores cuando están conectados a líneas aéreas de transmisión.

Sliding mode control for autonomous vehicles with long delay to track straight paths

In this paper is presented the application of Sliding Mode Controller in autonomous vehicles with long deadtime to track straight paths. The proposed controller is synthesized from a general reduced order model of the robot. This approach makes possible the application of this controller to different kind of robots, if they can be approximated by that kind of model. Based on computer simulations the proposed controller is compared against feedback state and lateral feedback position controllers. The robot model used is a cinematic one corresponding with a tricycle type model. The results show that the proposed approach presents better performance than the other two.

En este artículo se presenta la aplicación de un controlador por modo deslizante en robots móviles con elevado retardo para el seguimiento de caminos rectos. El controlador se diseña a partir de un modelo simplificado que puede ser obtenido por un método de identificación gráfico. Esta propuesta facilita la síntesis con la metodología de Control por Modo Deslizante (CMD) y permite su aplicación a otros robots que puedan ser aproximados por el modelo, sin cambiar la estructura del controlador para cada caso. El desempeño del CMD se compara con dos técnicas de control clásicas: controladores de Realimentación de Estados (RE) y Realimentación de Posición Lateral (RPL). El modelo no lineal del vehículo autónomo utilizado es del tipo cinemático correspondiente a un robot móvil en configuración tipo triciclo. Se muestra como el controlador propuesto permite controlar el vehículo con una mayor relación entre el retardo y la constante de tiempo (t0/iota) en comparación con las otras estrategias. Aún cuando para ciertos valores de relación t0/iota pequeño las otras estrategias de control son capaces de controlar el vehículo, en esa circunstancia el CMD presenta un mejor desempeño.

Smith Predictor: tuning considerations for performance and robustness enhancements

The presence of delays in control loops is one of the main problems presented found in process industry. One of most popular delay time compensation scheme is the Smith predictor, but wrong controllers tunings of the Smith predictor scheme can produce lower performances than the found using just a PID controller. In this paper are shown, firstly a wrong controllers tunings, and secondly two techniques that improve the performance and the robustness of the control scheme. The tunings techniques are specifically designed for the controller that constitutes the Smith predictor scheme.

La presencia de retardos en lazos de control es una de las principales problemáticas encontradas en la industria de procesos. El predictor de Smith es uno de los compensadores de retardo más usado a nivel industrial, pero la incorrecta sintonización del controlador que conforma el esquema predictor de Smith produce desempeños que pueden ser inferiores a los de un esquema realimentado PID. En este artículo se muestran formas erróneas de sintonización, así como dos técnicas que mejoran desempeño y robustez del esquema de control. Las técnicas de sintonización están específicamente diseñadas para el controlador que compone el esquema predictor de Smith.

Kober fractional q-integral operator of the basic analogue of the H-function

This paper deals with the derivation of the Kober fractional q-integral operator of the basic analogue of the H-function defined by Saxena, Modi and Kalla [Rev. Téc. Ing., Univ. Zulia. 6(1983), 139-143]. Several interesting results involving Gq(.);Eq(.); the basic elementary functions and the basic Bessel functions such as Jv(x; q); Yv(x; q); Kv(x; q); Hv(x; q), are deduced as the special cases of the main results.

Este trabajo trata de la derivación del operador q-integral fraccional de Kober de la análoga básica de la función H definida por Saxena, Modi y Kalla [Rev. Téc. Ing., Univ. Zulia, 6 (1983), 139-143. Se deducen varios resultados interesantes que involucran Gq (.); Eq (.); las funciones elementales básicas y las funciones de Bessel básicas tales como Jv(x; q); Yv(x; q); Kv(x; q); Hv(x; q), como casos especiales de los resultados principales.

Electrochemical studies of Fe(CN)₆^4-/Fe(CN)₆^3- on gold ultramicroelectrodes varying the concentrations of KF as supporting electrolyte

Gold disk ultramicroelectrodes of 10 mum diameter were fabricated using gold wires. These ultramicroelectrodes were characterized by electrochemical measurements and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical behavior of the hexacyano ferrate couple using gold ultramicroelectrodes (10 mum diameter) was investigated in a range of different concentrations of KF as supporting electrolyte. The steady state response at a gold ultramicrodisc at different concentrations of hexacyanoferrate couple with high concentrations of electrolyte was utilised to determine the diffusion coefficients of both electroactive species. Voltammetric experiments shown, that the oxidation and reduction of this couple is affected by the concentration of the supporting electrolyte. Theoretical Tafel plots were calculated considering double layer effects and comparisons with the experimental results indicated that determination of the heterogeneous rate constants for the free (unpaired) anions species seems to be imposible. Even at lower concentrations and after correction for double layer effects, the reaction is still dominated by ion pair effects.

Ultramicroelectrodos de oro de 10 mym de diámetro fueron fabricados utilizando alambres de oro. Estos ultramicroelectrodos fueron caracterizados electroquimicamente y utilizando microscopía de barrido electrónico para determinar la forma real de la superficie y obtener información acerca de la calidad del sello entre la interface del metal y el material aislante utilidado en la construcción del electrodo. El comportamiento electroquímico de la pareja redox Fe(CN)6(4-)/Fe(CN)6(3-) fue investigado a diferentes concentraciones del electrolito de soporte KF. Los experimentos realizados por Voltamperometría mostraron que la oxidación y reducción de estas especies son afectadas por la concentración del electrolito de soporte. La velocidad de transferencia electrónica es favorecida al aumentar la concentración del electrolito de soporte. Cálculos teóricos de curvas Tafel tomando en cuenta los efectos de la doble capa fueron realizados y comparados con los resultados experimentales. Estos estudios mostraron que no se puede determinar las constantes de velocidad heterogénea para las especies iónicas no apareadas, debida a que aún a concentraciones muy bajas del electrolito de soporte, la reacción sigue siendo controlada por efectos de par iónico.