Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

Efecto del tratamiento con explosivos sobre las tensiones residuales en uniones soldadas de acero al carbono

En el trabajo se estudia el efecto de la energía de la detonación de un explosivo como método para reducir las tensiones residuales en la zona afectada por el calor de uniones soldadas. Se realiza un análisis comparativo de dos alternativas de colocación de la carga explosiva: una de forma lineal y la otra de forma sinusoidal. Los resultados obtenidos demuestran la efectividad del método y que en ambos casos se logra una disminución de las tensiones residuales entre el 50 y el 60%, permitiendo afirmar que el mismo ofrece una alternativa a tener en cuenta para extender la vida útil de las uniones soldadas.

In this paper, the effect of the detonation energy of explosive charges as a method to reduce residual stresses in the heat affected zone of welded joints was studied. A comparative analysis of two alternatives for the positioning of the explosive charge is made: one of linear form and the other sinusoidal. The results obtained before and after the treatment demonstrate the effectiveness of the method and that in both cases a decrease in residual stress is obtained, with values which range between 50 and 60%, allowing us to affirm that both alternatives offer a possible solution to extend the working life of the welded joints.

Study of an aqueous foam flow in horizontal pipes

Several sets of experimental data were acquired for an aqueous two-phase foam flow in horizontal pipes, including flow pattern maps and rheological flow behavior. The data were acquired in two pipe diameters under various inlet flow conditions, utilizing a commercial surfactant, F-450, at two concentrations. The experimental results were plotted on a Taitel and Dukler (1976) flow pattern map predicted for the experimental flow conditions. As this model does not predict accurately the transition boundaries for foam flow, modifications of the original model were carried out for matching the experimental data. Different rheological models were tested for characterizing the behavior of the studied aqueous foam. The results obtained show that this foam flow behaves as non-Newtonian flow, following the Power Law model. It was also observed that foam rheology is flow pattern dependent. Comparison between the developed models and the acquired experimental data shows a good agreement.

Varios grupos de datos experimentales fueron obtenidos para el flujo bifásico de espuma en tuberías horizontales; estos incluyen: mapas de patrones de flujo y comportamiento reológico del flujo. Los datos fueron obtenidos para dos diámetros de tubería a varias condiciones de flujo de entrada, utilizando el surfactante comercial F-450 a dos concentraciones. Los resultados experimentales fueron representados en el mapa de patrones de flujo de Taitel y Dukler (1976) predicho a las condiciones experimentales de flujo. Como este modelo no predice apropiadamente los límites de transición para flujo de espuma, se requirieron modificaciones del modelo original para ajustarlo a los datos experimentales. Se probaron diferentes modelos reológicos para caracterizar el comportamiento de la espuma acuosa estudiada. Los resultados muestran que este flujo de espuma se comporta como no Newtoniano, siguiendo el modelo de la Ley de Potencia. También se observó que la reología de la espuma depende del patrón de flujo. Las comparaciones entre los modelos desarrollados y los datos experimentales muestran buen ajuste.

Elastic and acoustic parameters for the prediction of fluids and lithology in the lake of maracaibo.

Se ha demostrado que las propiedades de las rocas del yacimiento y de los fluidos contenidos en su interior están relacionadas con los parámetros geomecánicos de éstas. En esta investigación, la dependencia entre los parámetros elásticos y acústicos de las rocas se obtuvieron por medio de la velocidad de la onda compresional (V P), la velocidad de onda de cizalla (V S) y la densidad (r) obtenida a través de registros de pozo. Como resultado del análisis, se demuestra que los parámetros anteriormente mencionados tienen que ser tomados en conjunto y no por separado, para clasificar las litologías estudiadas. Sin embargo, dos de los parámetros estudiados pueden ser utilizados para indicar las diferencias entre litologías, a través de gráficos correlacionados pero no para discriminar el contenido de fluidos en las arenas.

It has been demonstrated that the properties of reservoir rocks and the fluids contained in their interior are related to their geomechanical parameters. In this study, the relationship between the elastic and acoustic parameters of the rocks was obtained by means of the velocity of the compressional wave (V P), the velocity of the shear wave (V S) and the density (r) as result of well log analysis. As a result, it is shown that the previously mentioned parameters have to be taken as a whole and not separately in order to classify the studied lithology. However, two of the studied parameters can be used to indicate the differences between lithologies, through correlated graphics but not to discriminate the content of fluids in the sands.

Theodolites among «montoneras»: Venezuelan engineering in pre-petroleum times.

Para contribuir a una valoración sistemática de la historia de la ingeniería nacional, prosiguiendo la senda de investigación cuyo producto previo fue Méndez (1997), presentamos aquí una detallada compilación en secuencia temporal de hechos, personajes y circunstancias relacionados con la evolución de nuestra ingeniería desde la época colonial hasta el comienzo de la tercera década del Siglo XX, momento en que la irrupción de la explotación petrolera en gran escala genera transformaciones modernizadoras y decisivas en Venezuela, y obviamente en la actividad ingenieril. A tal efecto, se ha realizado el arqueo cuidadoso de un amplio acervo de referencias sobre el tema, para seleccionar de dichas fuentes los datos pertinentes al objetivo de este trabajo. Esto lo hemos entendido como un inventario obligatorio para construir una visión de conjunto de las raíces sembradas en los tres siglos iniciales de actuación de ingenieros y afines en el país, precedente de necesaria consideración para comprender lo que hoy es y lo que en el futuro será este espacio de acción y creación profesional, por lo cual estimamos que nuestro aporte de investigación podría ser de valor para comprender su presencia socio-histórica, pues hemos constatado que no se ha hecho hasta ahora un trabajo de compilación parecido, ya que los esfuerzos análogos han tendido a concentrarse en áreas especificas (militar, construcción civil, hidráulica, formación educativa, etc.), por lo que han dado menos énfasis a la presentación de una visión integral del proceso evolutivo de la ingeniería venezolana.

As part of an attempt to systematically evaluate the history of engineering in Venezuela, a line of research whose previous contribution was Méndez 1997, we present a detailed chronological compilation of facts, protagonists and events related to the evolution of engineering in our country from colonial times up to the third decade of the twentieth century, the moment when the emergence of petroleum exploitation on a large scale marked the beginning of decisive changes leading to the modernization of Venezuela and, as a matter of course, to changes in the way engineering was practiced in the country. To this end, we have carried out a thorough review of all bibliographical and referential material on the subject so as to select the data considered most pertinent to the aims of this study. This has been understood as an absolutely vital step towards creating a vision of the seeds sown in the first three centuries of engineering and similar activities in the country, so that we may be able to understand what the current state of engineering is and what the future may hold for the profession. As such, we consider that this contribution might be of some value if we are to begin to comprehend the sociohistorical role of engineering in Venezuela, since, as far as we know, no other similar study has been attempted, although there are publications that concentrate on specific areas (military, civil construction, hydraulics, education and training, etc.), though these have placed less emphasis on presenting a general, integrated view of the evolution of Venezuelan engineering.

Process quality improvement using infocas: A case study

Cuando se trata de especificar o evaluar la calidad del software, algunos modelos se centran sólo en el proceso mientras que otros se centran únicamente en el producto. Sin embargo, ambas calidades están íntimamente relacionadas y esto se encuentra evidenciado por el concepto de Calidad Global Sistémica, el cual sugiere un equilibrio entre ambas calidades (proceso y producto). El Laboratorio de Investigación en Sistemas de Información de la Universidad Simón Bolívar (LISI) ha desarrollado un Modelo de Calidad del Proceso y otro de Calidad del Producto, basados en la Calidad Global Sistémica de Callaos; sin embargo, para conseguir el equilibrio deseado es necesario integrarlos de manera formal. Esta investigación tiene por objetivo proponer un modelo de Integración Formal de los modelos de Calidad de proceso y de producto con enfoque Sistémico (INFOCAS), el cual fue diseñado para guiar a las organizaciones desarrolladoras de software en la mejora del nivel de calidad sistémica indicando los cambios que deben ser implementados para alcanzar el nivel de calidad al que se aspira. El proceso de implementación que plantea INFOCAS permite obtener una síntesis con las orientaciones y cambios necesarios que conforman la guía de acción para mejorar el nivel de calidad sistémica del proyecto evaluado. INFOCAS se aplicó a una organización financiera venezolana.

To specify or evaluate software quality, some models focus only on the process, while others focus only on the product. Nevertheless, both qualities are closely related, as shown by the systemic global quality concept, which suggests a balance between both (process and product). The Information Systems Research Laboratory - LISI, at Universidad Simón Bolívar, has developed a Process Quality Model and a Product Quality Model based on Callaos Systemic Global Quality; however, in order to obtain the desired balance, they must be formally integrated. The purpose of this research is to propose a Formal Integration model of the Process and Product Quality Models, with a Systemic approach (INFOCAS). INFOCAS was designed to guide software development organizations in the improvement of the systemic quality level, by pointing out changes that need to be implemented to achieve the desired quality level. After following the steps for INFOCAS, it is possible to obtain a synthesis with the guidelines and changes required. INFOCAS was implemented in a Venezuelan financial organization.

Calculation of the stress in the reinforcement ring of the ring-girder type support for steel pipelines.

Frecuentemente, las tuberías de acero se instalan superficialmente apoyadas sobre soportes; en tal caso se puede considerar que la tubería se comporta estructuralmente como una viga continua si ella está completamente llena y si su forma cilíndrica se mantiene en el tramo y en los apoyos. Schorer (1933), propone un tipo de soporte que tiene una viga de refuerzo configurada en forma de anillo que se suelda alrededor de la superficie exterior de la tubería; se presentan relaciones que se usan para determinar las dimensiones apropiadas de la viga y se incluyen ecuaciones mediante las cuales se estiman los esfuerzos que se generarán en ella, si la excentricidad de las fuerzas que le transmiten las columnas del soporte, es 4% de R . En el presente trabajo se analizaron las ecuaciones de momento flector, fuerza tangencial y fuerza de corte y se prepararon gráficos y ecuaciones para obtener coeficientes adimensionales de ellos, en cualquier sección transversal de la viga, para valores de la excentricidad comprendidos entre 0% y 22% de R. Mediante los correspondientes coeficientes se obtienen los valores de las referidas solicitaciones, en cualquier sección de la viga, y también los valores máximos que ellos alcanzan. Se incluye un ejemplo ilustrativo.

Frequently, steel pipes are installed above ground resting on supports and in such a way that the pipes could act or behave structurally as a continuous beam, if it is completely filled and if its cylindrical shape remains in the span and in the support. Schorer (1933), recommends a type of support that has a cylindrically-shaped ring-girder soldered around the external surface of the pipe. The relations that are used to determine the appropriate dimensions of the beam are presented along with equations by means of which stresses are estimated if the eccentricity of the forces that are transmitted to the pipe by the column´s support is 4% of R. In this work, the equations of bending moment, tangential force and shear force and graphics were analyzed and equations were prepared to obtain undimensional coefficients in any transversal section of the beam for values of eccentricity ranging between 0% and 22% of R. Though the corresponding coefficient values of the moment and the forces in any section of the beam are obtained, as well as the maximum values they reach. An illustrative sample is included.

Statistical model to infer potassium concentrations in compost produced by organic waste.

Entre los problemas que debe afrontar y resolver satisfactoriamente la Universidad Central de Venezuela se encuentra el asociado al manejo de los desechos sólidos que allí se generan. En el Comedor Universitario como consecuencia de sus actividades diarias se estimó una producción de desechos en el orden de 0,8 ton/día sólo en el área de la cocina del mismo. El manejo inadecuado de los desechos puede ocasionar la aparición de condiciones sanitarias inaceptables que conducen al deterioro del sitio de almacenamiento temporal. Entre las opciones universalmente aceptadas para minimizar estas condiciones, se encuentra la separación de aquellos de naturaleza orgánica para la preparación de abono («Compost»). El objetivo general del estudio fue elaborar un modelo de superficie de respuesta que permitiera estimar condiciones en la producción de abono orgánico cuyo aporte de potasio fuera reproducible. En la producción de abono orgánico se utilizaron los desechos sólidos generados en el área de la cocina del Comedor Universitario de la Universidad Central de Venezuela en la Ciudad Universitaria de Caracas. La experiencia se planteó aplicando el diseño factorial fraccionado de Box-Behnken, utilizando los factores identificados y rangos de variación obtenidos en ensayos preliminares los cuales fueron: cantidades agregadas de desechos (D), aserrín (C) y humedad agregada (A), así como el periodo de aireación (B). La respuesta seleccionada como indicador de aporte de nutriente fue el potasio. Ello permitió preparar una muestra de 29 abonos diferentes, donde se combinaron los factores considerados de acuerdo al diseño mencionado. El modelo de superficie consistió en la obtención de una función matemática que es de la forma: y = b0 + biXij + bij XiXj + b1X1i + eij , « i = 1,2,3,4 J = 1,2,3 donde y corresponde a la respuesta analizada, Xij corresponde al factor i nivel j, finalmente eij es el error aleatorio correspondiente a estas variables. Se obtuvo la ecuación correspondiente al modelo de superficie para la respuesta analizada (cantidad de potasio, y4) y se agrupan de la siguiente manera: y4 = 27,16 + 1,40A - 1,43B - 12,80C + 12,56D - 0,51AB - 3,36AC - 4,92AD + 3,63BC -1,70BD - 5,47CD. Con la ecuación obtenida se optimiza hasta obtener el punto máximo. Esto último se logra empleando un método interactivo utilizando un software específico. Finalmente se logró diseñar un modelo que permite establecer las condiciones de mezcla inicial para preparar abono orgánico cuyo aporte de potasio se repite.

Among the problems that must be satisfactorily faced and solved by the Universidad Central de Venezuela concerns the handling of solid waste produced by the University itself. The University Dining Hall, to take one extreme example, produces as much as 0.8 tons of solid waste a day. The inadequate handling of solid waste can give rise to unacceptable sanitary conditions that entail the deterioration of the temporary storage site. Among the options universally accepted to avoid this is the separation of organic solid waste to prepare compost. The general objective of this work was to set up a model that would allow us estimate conditions in the production of compost whose potassium contribution is reproducible. The solid waste generated in the kitchen of the University Dining Hall of the Universidad Central de Venezuela was used to make compost. The experiment consisted of the Box-Behnken fractionated factorial design using the factors identified and ranks of variation obtained in preliminary tests which were: solid waste (D), sawdust (C) and added humidity (A), as well as the period of aireation (B). The selected answer as an indicator of nutrient contribution was potassium. We thus prepared 29 different mixes of solid waste, where the factors considered according to the mentioned design were combined. The surface model consisted of obtaining a mathematical function of the form: y = b0 + biXij + bij XiXj + b1X1i + eij , « i = 1,2,3,4 J = 1,2,3 where y corresponds to the analyzed answer, Xij is the factor i level j, finally eij the random error corresponding to these variables. The equation corresponding to the model of surface for the analyzed answer (amount of potassium, y4) was obtained, grouped as follows: y4 = 27,16 + 1,40A - 1,43B - 12,80C + 12,56D - 0,51AB - 3,36AC - 4,92AD + 3,63BC -1,70BD - 5,47CD. This equation is optimized until obtaining the maximum point. This is obtained using an interactive method with specific software. Finally, a model was designed that allows us to establish the conditions of initial mixture to prepare compost whose potassium contribution is repeated.

Watermarks in a stretch of the river guaire in caracas.

Los autores presentan y analizan fotografías de marcas de nivel máximo dejadas por las aguas de una gran creciente del río Guaire el 8 de febrero de 2005 cerca de Plaza Venezuela (Caracas, Venezuela). El aplastamiento de la vegetación contra el cauce ayudó a definir los máximos de nivel de agua. Durante el pico de la creciente el río parece haber cambiado de afluente a efluente. La información presentada es básica para investigaciones futuras relacionadas con el río. El patrón satelital de nubes quedó especificado y documentado.

As main issues, the authors present pictures of maximum watermarks produced by a high rise of the Guaire River near Plaza Venezuela (8 Feb 2005, Caracas, Venezuela). As in other cases, the deformation of vegetation by the pressure of the water helps to define the marks. During the maximum stage the river seems to change regime from affluent to effluent. The satellite cloud pattern was reported.

Seismic risk in old type ii school buildings.

Las escuelas del Tipo Antiguo II son edificaciones escolares construidas hace más de 50 años, con normas de diseño menos exigentes a las actuales, similares a las colapsadas en Cariaco durante el Sismo de 1997. No se disponen de planos estructurales ni arquitectónicos de estas edificaciones, así como tampoco de los cálculos utilizados en su diseño. Se presentan resultados preliminares de la evaluación sismorresistente de estas edificaciones, utilizando análisis dinámicos lineales y técnicas aproximadas de análisis estático no lineal, bajo el marco de las normas venezolanas vigentes. Se realizó una recopilación exhaustiva de las características estructurales y arquitectónicas de las escuelas en varias ciudades del país comprobándose el carácter repetitivo de estas edificaciones. Se desarrollaron planos detallados y un modelo virtual consistente en imágenes y videos digitales de la edificación. Se determinó la respuesta dinámica considerando un factor de reducción congruente con la limitada capacidad de disipación de energía de edificaciones de esa época. La capacidad del edificio a fuerza cortante fue estimada conservadoramente suponiendo un modo de colapso simultáneo de todas las columnas en cada entrepiso, incluyendo los efectos de columna corta que generan las paredes de relleno. La relación demanda elástica/capacidad, la cual suministra una estimación de la demanda global de ductilidad, es del orden de 6,3 al ignorar las paredes excediendo ampliamente el valor admisible de 2, pero se reduce a 1,4 al incluir las paredes. Se concluyóen la necesidad de adecuar estructuralmente estas escuelas, recomendándose alternativas que aprovechen las paredes como elementos sismorresistentes.

The Old Type II are school buildings that were built more than 50 years ago, designed with less demanding standards than the current ones, similar to those that collapsed in Cariaco during the Earthquake of 1997. The structural and architectural drawings of these constructions are not available, neither the calculations used in their design. Preliminary results of the seismic evaluation of these constructions are presented, using elastic dynamic analysis and approximate techniques of inelastic static analysis, under the framework of current Venezuelan standards. An exhaustive compilation of the structural and architectural characteristics of the schools was carried out in several cities of the country, confirming the repetitive character of these buildings. Detailed plans and a virtual model consisting of images and digital videos of the building were developed. The dynamic response was determined considering a reduction factor that is consistent with the limited energy dissipation capacity of constructions of that age. The capacity to shear force was estimated conservatively assuming the simultaneous collapse of all columns of one story, including the short column effects that generate the infill walls. The elastic demands/capacity ratio is approximately equal to 6.3 ignoring the walls, exceeding the acceptable value of 2, but less than this when including the walls. It is concluded that the structure of these schools should be retrofitted. Retrofitting options that take advantage of the infill walls as seismic resistant elements are recommended.

Influence of the position, number and dampers arrangement on the seismic response of low rise structures.

El presente estudio evalúa el efecto que tiene la posición, número y distribución de amortiguadores en la respuesta sísmica y propiedades dinámicas de estructuras tipo pórtico y tipo muro, considerando edificios regulares de cinco niveles con períodos de vibración de 0.20 y 2.00 segundos sometidos a una familia de sismos. Se plantean varias posiciones para uno, tres y cinco amortiguadores, con igual cantidad de amortiguamiento en cada caso. La respuesta se obtiene por integración de la ecuación de movimiento del sistema considerando que éste tiene amortiguamiento no-clásico. Se concluye que la posición, número y distribución de los amortiguadores tiene gran influencia en la respuesta estructural. Pero este efecto es sensible al período fundamental y al tipo estructural. Al usar un solo amortiguador, conviene colocarlo en el primer entrepiso ya que conduce al mayor beneficio para la estructura. Al usar varios amortiguadores en las estructuras de muros, la distribución que produce un mayor beneficio es cuando se concentran en los dos primeros entrepisos. En las estructuras aporticadas con período largo conviene distribuirlos uniformemente en todos los entrepisos, mientras que si tienen período corto conviene concentrarlos hacia los tres primeros entrepisos.

The goal of this paper is to asses how the position, number and arrangement of dampers affect the seismic response and the dynamic properties of low rise structures. To fulfill this objective, five-story frame and wall structures with two values of the fundamental period, 0.20s y 2.00s, and subjected to five earthquake ground motions were considered. Several distributions of dampers of varying number and location were considered, while maintaining the same amount of damping in each case. The results showed that the damper placement influences significantly the structural response. A large number of dampers does not always lead to the best benefit in terms of drift reduction. If one damper is placed, this should be located on the first story in order to obtain the best overall drift reduction. The best damper placement is one damper per story; if the number of dampers is less than the number of stories, one damper per story beginning at the lowest story is the best choice. In wall structures, increasing the number of dampers leads to less drift reduction than in frame structures. A uniform damper distribution is the best damper placement for the frame structures; however placing the dampers in the lower stories is the best arrangement for the wall structure.