Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

Difusividad hidráulica de diferentes tipos de concreto basada en sortividad y en perfiles de concentración de humedad

Unsaturated flow in porous media theory relates hydraulic diffusivity with water content assuming an exponential or power dependence on water saturation. Water sorptivity, a porous material property, describes the capillary absorption rate of a porous material exposed to a water source. It is an important parameter describing the concrete cover quality of reinforced concrete. Some authors suggest that knowing the sorptivity enables one to obtain the hydraulic diffusivity. This work is based on a previous research carried out to determine the effect of curing conditions on the drying and capillary water absorption of four concrete mixtures. The objective of this paper is to determine the hydraulic diffusivity of different concrete mixtures from water content profiles obtained with Magnetic Resonance Imaging (MRI) and from sorptivity, according to the method developed by Lockington and to demonstrate the validity of this solution for the concrete mixtures studied. Results showed that the exponential and power dependence of diffusivity with respect to the water content are not valid for all concrete types studied because rehydration effects may modify the capillary water ingress.

La Teoría de Flujo insaturado en materiales porosos relaciona la difusividad hidráulica con el contenido de agua, asumiendo una dependencia exponencial o potencial del contenido de humedad. La sortividad, es una propiedad que describe la velocidad de absorción capilar de un material poroso expuesto a una fuente de agua y un parámetro determinante de la calidad del recubrimiento del concreto armado. La literatura plantea que conociendo la sortividad, puede obtenerse la difusividad hidráulica. Este trabajo está basado en una investigación anterior desarrollada para conocer los efectos de curado en las propiedades de secado y absorción capilar de cuatro mezclas de concreto. El objetivo actual fue determinar la difusividad hidráulica de las mezclas de concreto, a partir de perfiles de contenido de humedad obtenidos por medio de Imaginología por Resonancia Magnética (IRM), así como de la sortividad según el método desarrollado por Lockington, y demostrar la validez de esta solución para los tipos de concreto ensayados. Los resultados mostraron que la dependencia exponencial y potencial de la difusividad con respecto al contenido de humedad no es aplicable en todos los tipos de concreto ensayados debido a efectos de rehidratación que pueden modificar el ingreso de agua por capilaridad.

Predicción del tiempo de iniciación de la corrosión en armaduras usando volúmenes finitos

Time estimation of rebar corrosion initiation by using control volume method applied to the transient no lineal Ficks second law equation, when the diffusivity is a function of chloride concentration according to the Hall´s model, is the main objective of this paper. The direct physical interpretation of procedure is the most important reason that justify the use of Control Volume Method, in comparison with others numerical techniques. An optimization algorithm is used to adjust the parameters necessary in the Hall model from an experimental profile provide by the user. Experimental methodology includes the following measurements: electrochemical by using GECOR 6, the carbonatation depth into the concrete and chloride profiles in different sections. Electrochemical measurements, concrete quality and atmosphere conditions are considered in the final evaluation. There is agreement between numerical results and experimental data from cores located in General Rafael Urdaneta Bridge, in Maracaibo Lake, Zulia State, Venezuela, where investigations were developed previously. The numerical model developed allows to estimate with good precision, the evolution of chloride profile in the structure over time and provides a prediction of time for corrosion initiation in the reinforcement.

El objetivo de este trabajo es la estimación del tiempo de iniciación de la corrosión de la armadura mediante la aplicación del método de volúmenes finitos en la solución de la forma transitoria no lineal de la segunda ley de Fick; cuando la difusividad es dependiente de la concentración de iones cloruros de acuerdo al modelo de Hall. Se usa un algoritmo de optimización para calibrar los parámetros del modelo de Hall que ajustan la solución numérica a un perfil experimental de cloruros para un tiempo dado. La información experimental se obtuvo mediante la determinación del contenido de iones cloruro a diferentes profundidades en el concreto, mediante el método potenciométrico aplicado a muestras extraídas del Puente General Rafael Urdaneta, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela. Adicionalmente, se efectuaron mediciones electroquímicas (potencial y velocidad de corrosión), utilizando el GECOR 6 para determinar el espesor del concreto carbonatado, mediante el indicador ácido/base fenolftaleina. La evaluación final considera las medidas electroquímicas, la calidad del concreto y las condiciones atmosféricas de exposición. El modelo numérico permite estimar con buena precisión, la evolución del perfil de cloruros en la estructura con el tiempo y provee una predicción del tiempo de iniciación de la corrosión en la armadura.

Implementación de una columna empacada para la disminución del furfural en el proceso de destilación del cocuy pecayero

The distillation of cocuy liquor in the Pecayas town, Sucres Municipality of Falcon state, is an artisan process and the main problem for its sale is the high concentration of furfural and methanol into the beverage; hence, the aim of this investigation consisted in the designed, constructed and placed into operation to a packed tower than substituted the artisan rectifying column for to lessen the furfurals concentration into the beverage. The packed tower designed and constructed was a 0.45 m of diameter and 0.33 m of high of packed bed, this is equivalent to four theoretical plates of separation. For the evaluation was performed two distillations of 100% Agave cocui must; from the first distillation were obtained 44 fractions and 40 from the second distillation, which were analyzed by gas chromatography. According to the results, the incorporation of the packed tower into the distillation process of cocuy pecayero produced a diminution of the furfurals concentration lower than concentration detected. On the other hand, the concentration of methanol was slow respect to the artisan distillation; however, this concentration is higher to the limit of COVENIN 3662 norm.

La elaboración del licor de cocuy en la población de Pecaya, Municipio Sucre del Estado Falcón, se ha venido realizando de manera artesanal y el principal problema existente para su comercialización es la elevada concentración de furfural y de metanol en el licor; por esta razón, el objetivo de la investigación consistió en el diseño, construcción y evaluación de una columna empacada, que sustituyera el rectificador artesanal, con la finalidad de disminuir la concentración de furfural en la bebida para solventar parte de este problema. La columna empacada diseñada y construida tiene un diámetro de 0,45 m y una altura del lecho empacado de 0,33 m, lo cual es equivalente a cuatro etapas teóricas de separación. Para la evaluación, se realizaron dos destilaciones de cocuy 100% Agave, obteniéndose en total de la primera destilación 44 fracciones y de la segunda destilación 40 fracciones, las cuales se analizaron por cromatografía de gases. De acuerdo a los resultados obtenidos, con la incorporación de la columna empacada al proceso de destilación de cocuy pecayero se logró disminuir la concentración de furfural a trazas indetectables. En cuanto al metanol, se logró disminuir su concentración respecto de la destilación artesanal, sin embargo, aún excede los límites permisibles por la norma COVENIN 3662.

Evaluacion fisicoquimica de frutos de Mangifera indica L. cv. Vallenato conservado en atmósfera modificada para prolongar su calidad

In order to evaluate the influence of modified atmospheres on physicochemical aspects related to the conservation of mango variety vallenato packaging films used for low density polyethylene calibers 2 and 3 mils and three gas mixtures (3% O2-3% CO2-94% N2, 4% O2-7% CO2-89% N2, 5% O2-5% CO2-90% N2) for a completely randomized experimental design of six treatments (T1, T2, T3, T4, T5 and T6) of which its was possible evaluate physicochemical aspects in three (T1, T3 and T5) to preserve fruit without chilling injury after sixteen days. The storage temperature was 12°C, relative humidity of 63%, 30 days, plus nine days at 20°C. With modified atmosphere packaging reduced the occurrence of soluble solids compared to the fruits witnesses, did not influence very significantly in pH, only after thirty days after the acidity thirty-three days falls much more in the controls and lower in T5 on day 39. The film that presented a better behavior when gas exchange was the caliber 2 mils, which was retained for longer than fruit characteristics with the gas mixture of 5% O2-5% CO2-90% N2.

Con el propósito de evaluar la influencia de las atmósferas modificadas en aspectos fisicoquímicos relacionados con la conservación del mango variedad vallenato se utilizaron empaques de películas de polietileno de baja densidad calibres 2 y 3 mils y tres mezclas gaseosas (3%O2-3%CO2-94%N2; 4%O2-7%CO2-89%N2; 5%O2-5%CO2-90%N2) para un diseño experimental completamente aleatorio de seis tratamientos (T1, T2, T3, T4, T5 y T6) de los cuales fue posible evaluar aspectos fisicoquímicos en tres (T1, T3 y T5) por conservar frutos sin daños por frío después de dieciséis días. La temperatura de almacenamiento fue de 12°C, humedad relativa de 63%, periodo de 30 días, más nueve días a temperatura de 20°C. Los empaques con atmósferas modificadas redujeron la aparición de sólidos solubles comparado con los frutos testigos, no influyeron de manera muy significativa en el pH, solo después de los treinta días; la acidez después de treinta y tres días desciende mucho más en los testigos y es menor en T5 el día 39. La película que presentó un mejor comportamiento al intercambio de gases fue la de calibre 2 mils, en la cual se conservó por mayor tiempo las características de los frutos con la mezcla gaseosa de 5%O2-5%CO2-90%N2.

Functionality of Prosopis juliflora gum in the preparation of mango (Mangifera indica L.) nectar of low calorie content

Prosopis juliflora cují, species widely disseminated in Venezuela, produces seed gum. The behavior of this hydrocolloid in preparation of fruit nectars of low caloric content was studied. Six treatments, using different gum concentrations (0.10; 0.15; 0.20; 0.25 and 0.30%) and a control treatment (without gum), were carry out. The physicochemical characteristics (pH, °Brix, viscosity, turbidity), sensory (appearance, flavor, texture) of the elaborated product, were determinate. An experimental totally randomized design was applied. The comparison of the averages was made using Tukeys method, with a significance level of (p <0.05), there was used the procedure GLM of the statistical package SAS. The results obtained showed that, the soluble solid (°Brix), increased as increase the concentration of the (gum). The control treatment, presented a significant decrease (p <0.05) in the values of soluble solid during the storage. The viscosity exhibited by the nectar elaborated using the highest gum concentration (0.30%), was increase significantly (p <0.05), compared to the values observed for the control treatment (product without gum), and with the products prepared with the minor concentrations of gum. There were significant differences (p <0.05) in the values of turbidity of prepared nectars of mango, for different concentrations of gum (P. juliflora), and the control treatment. The values of apparent viscosity and turbidity in the elaborated nectars, present a positive and high significant correlation (r = 0.94). On the other hand, the gum of P. juliflora contributes to provide an excellent sensory characteristic to the nectars elaborated. The best texture observed in the treatment corresponding to the highest concentration of gum tested (0.30%). This investigation demonstrated the functionality of the Prosopis juliflora gum, as additive in the preparation of nectars of fruit of low caloric content.

Prosopis juliflora cuji, especie ampliamente diseminada en Venezuela, produce goma a nivel de la semilla. Se estudio el comportamiento de este hidrocoloide en la preparación de néctar de fruta de bajo contenido calórico. El ensayo consistió en seis tratamientos, utilizando diferentes concentraciones de la goma (0,10; 0,15; 0,20; 0,25 y 0,30%) y un tratamiento control (sin goma). Se evaluaron las características físico-químicas (pH, °Brix, viscosidad, turbidez) y sensoriales (apariencia, sabor, textura) de los productos elaborados. Se aplicó un diseño experimental totalmente aleatorizado. La comparación de las medias se realizó por el método de Tukey, con un nivel de significancia (p<0,05), mediante el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS. Los resultados obtenidos mostraron que los (°Brix), se incrementaron a medida que aumento la concentración de la goma. El tratamiento control, presento valores de sólidos solubles totales significativamente menores (p< 0,05) con respecto a los tratamientos que contenían goma, durante el almacenamiento. La viscosidad exhibida por el néctar elaborado a la mayor concentración de goma (0.30%), se incrementó significativamente (p<0,05) con respecto a los valores observados para el producto resultante del tratamiento control (sin goma) y los correspondientes a las menores concentraciones de goma ensayada. Se evidenció que existen diferencias significativas (p<0,05) en los valores de turbidez de los néctares de mango preparados a diferentes concentraciones de goma de P. juliflora y el tratamiento control. Los valores de viscosidad aparente y turbidez en los néctares elaborados presentaron una correlación positiva y altamente significativa (r= 0,94). Por otra parte, la goma de P. juliflora aporta excelentes características sensoriales (sabor y apariencia) a los néctares de mangos formulados. La mejor textura se observó en el tratamiento correspondiente a la mayor concentración de goma ensayada (0,30%). La investigación realizada evidenció la funcionalidad de la goma de Prosopis juliflora, como aditivo en la preparación de néctares de fruta de bajo contenido calórico.

Effectiveness of a coagulant extracted from Stenocereus griseus (Haw.) Buxb in water purification

The coagulation causes suspended material coalescence, which generally is done by adding chemical substances to the water. Nevertheless, since some of these substances have been associated to health problems, several researchers study as an alternative natural coagulants obtained from vegetables species. For this reason, it was evaluated the effectiveness of a coagulant extracted from the cactus Stenocereus griseus in water purification. For this, there were collected samples of natural crude water at the treatment plant of Pueblo Viejo (Zulia state, Venezuela) and from them they were prepared diluted waters with initial turbidity of 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, and 100 NTU. These waters were treated with different doses (300, 400, 500, and 600 ppm) of natural coagulant. pH, turbid, color, and alkalinity parameters were evaluated in the crude and treated waters. After the coagulant optimum dose was applied (300, 400, 500, and 600 ppm), turbidity removal percentages oscillated between 14.50 and 80.42% before purification simulation and between 69.27 and 96.46% after it. This demonstrated the effectiveness of the coagulant extracted from Stenocereus griseus (Haw.) Buxb. in water purification.

La coagulación causa la coalescencia de material suspendido, lo cual generalmente se logra adicionando sustancias químicas al agua. Sin embargo, dado que algunas de estas sustancias se han asociado a problemas de salud, diversos investigadores estudian como alternativa coagulantes naturales obtenidos de especies vegetales. Por esta razón, se evaluó la efectividad de un coagulante extraído del cardón Stenocereus griseus en la potabilización del agua. Para ello, se recolectaron muestras de agua cruda natural en la planta de tratamiento Pueblo Viejo (estado Zulia, Venezuela) y a partir de éstas se prepararon aguas diluidas con turbiedades iniciales de 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 NTU. Estas aguas fueron tratadas con diferentes dosis (300, 400, 500 y 600 ppm) del coagulante natural. Se evaluaron los parámetros pH, turbidez, color y alcalinidad en las aguas crudas y en las tratadas. Después de aplicar las dosis óptimas del coagulante (300, 400, 500 y 600 ppm), los porcentajes de remoción de turbidez oscilaron entre 14,50 y 80,42% antes de la simulación de la filtración y entre 69,27 y 96,46% luego de ello. Esto demostró la efectividad del coagulante extraído de Stenocereus griseus (Haw.) Buxb. en la potabilización de agua.

Conventional wood drying simulation using CVFEM

The main objective of the present work is the development of an original two-dimensional numerical simulation of wood drying, based on the water potential concept using the Control Volume Finite Element Method (CVFEM). The mathematical model was based on a set of non-linear second partial differential equations, which were solved by a numerical procedure using CVFEM. Results of drying curves and isoconcentrations are shown for aspen (Populus tremuloides) sapwood and compared with numerical and experimental data. Furthermore, the impact of the variation of various numerical parameters was studied to evaluate the algorithms consistence. It had been concluded that the current numerical method was consistent and allows to simulate wood drying satisfactorily resulting in detailed information about wood moisture content distribution.

El principal objetivo del presente trabajo es realizar una simulación bidimensional original del transporte de humedad en la madera, modelado en base al potencial hídrico usando el Método de Volúmenes Finitos conformado por Elementos Finitos (CVFEM). El modelo matemático contempló ecuaciones de transporte del tipo diferencial parcial no lineal de segundo orden integrado numéricamente a través CVFEM. Resultados de simulaciones de curvas de secado e isoconcentraciones fueron obtenidos para madera de álamo (Populus tremuloides), comparados con datos experimentales y numéricos publicados en la literatura especializada. Además, se presentan resultados de parámetros numéricos que permitieron evaluar la consistencia de los algoritmos. Se concluye que el método numérico propuesto permite simular consistentemente el secado de la madera, obteniendo información detallada de las distribuciones de humedad al interior de ésta.

Removal of H₂S using a natural clay modified with a surfactant and incorporating Cu, Fe and Zn into the structure

On real-time velocity control of DC motors by using computer-aided control system design

Energy price variation estimation using an ANFIS model

This article presents the implementation of an ANFIS model to estimate price movements in the energy market in Colombia in the short term with regard to hydrological conditions in order to support the decision making process of the involved agents. The proposed model considers three input variables: an ENSO phenomenon forecast, the system's reservoir level and the hydraulic contributions of the rivers to the generation plants. The model was trained and validated with actual monthly data from 1999 until 2007. According to the results, the model captures the price tendency in an accurate way, but it must be complemented with other models that reflect the influence of other factors in the energy price formation process in this country or in others with similar features.

Este artículo presenta la implementación de un modelo ANFIS para estimar los movimientos de precio en el mercado eléctrico Colombiano en el corto plazo respecto a las condiciones hidrológicas con el fin de servir de apoyo a los procesos de toma de decisión de los agentes involucrados. El modelo propuesto considera tres variables de entrada: el pronóstico del fenómeno El Niño, el nivel de embalses del sistema y los aportes de los ríos a las plantas de generación. El modelo fue entrenado y validado con datos reales mensuales desde 1999 hasta 2007. De acuerdo con los resultados obtenidos, el modelo captura la tendencia del precio de manera adecuada, aunque debe ser complementado con otros modelos que reflejen la influencia de otros factores en el proceso de formación del precio de la electricidad en este país o en otros con características similares.