Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

Dynamic mass damping as vibration attenuation due to food industry machinery

En este trabajo se presenta el análisis y la solución de un problema de vibraciones generado por falta de previsión en la colocación de las máquinas de selección empleadas en una industria venezolana, las cuales tenían la primordial función de vibrar con una determinada amplitud y a una frecuencia específica. Para realizar el análisis dinámico se midieron los espectros de vibración de la placa con las máquinas en operación, y así poder conocer la magnitud del problema; con las máquinas apagadas, para estimar la vibración de fondo; y luego de aplicar pruebas de impacto sobre la placa, a fin de estimar las características naturales del sistema placa-máquinas. Se comprobó que la frecuencia natural del sistema tenía un valor muy cercano al de la frecuencia de operación de las máquinas, condición que permitió diagnosticar el fenómeno de resonancia y explicar las elevadas amplitudes de vibración de la placa. Se evaluaron diferentes alternativas para atenuar los niveles de vibración detectados pero al no poder cambiar las características de las máquinas, sólo se podía aumentar la rigidez general de la estructura soporte o emplear amortiguadores dinámicos de vibración, adoptándose ésta última como solución. Una vez diseñados y fabricados, los amortiguadores fueron instalados y sintonizados adecuadamente, lográndose disminuir las amplitudes de vibración significativamente. Los espectros de vibración de la placa tomados antes y después de incorporar los amortiguadores dinámicos, revelaron la eficiencia de estos dispositivos y su conveniencia en cuanto a costo relativo, demostrando que pueden ser una alternativa a considerar en casos similares al presentado

This work shows the solution of a vibration problem generated by sieving machines used in a Venezuelan food manufacturing plant to select grain size. Grain selection is obtained by vibrating grids operating at a precise amplitude and frequency. These parameters (of amplitude and frequency) are set regardless of the natural frequency of the structure that supports the machines. Thus, a problem may arise as the natural frequency of the structure was close to the frequency of the sieving machines. Foundation vibration spectrums were measured, first with the machines turned on, to obtain the operating vibration levels, then with the machines turned off to know the background levels and finally (machines turned off) under impact excitation to obtain the structural frequency. It was verified that the natural frequency of the system and the machinery operative frequency were very similar; this condition led us to diagnose resonance and to explain the high vibration amplitudes in operating conditions. Two options were evaluated as a proper solution to attenuate vibration levels: to make the whole structure stiffer or employ dynamic vibration mass dampers as energy absorbers, taking the latter as the solution of choice. Once designed and built, dynamic vibration mass dampers were installed to the structure and accurately tuned. As expected, measured vibration levels in the foundation were smaller than the original ones. Vibration spectrums of the foundation before and after the inclusion of the dynamic vibration mass dampers to the foundation-machines system revealed their efficiency and low cost

Sedimentology and sedimentary geochemistry of el paraíso formation, Falcón basin, Venezuela

El objetivo de este trabajo fue estudiar el ambiente sedimentario y la geoquímica sedimentaria de la Formación El Paraíso que aflora en la quebrada Purureche, estado Falcón. Para ello, se procedió con la descripción de campo de esta sección y se tomaron muestras a intervalos de 50 cm, a las cuales se les realizaron: lavado de arcillitas para la separación de microfósiles, análisis petrográficos de areniscas, determinación de los elementos mayoritarios, minoritarios y trazas (Al, Ba, Ca, Ce, Cr, Cu, Fe, La, Mg, Mn, Ni, Pb, Sc, Si, Sr, Ti, V, Y, Zn, Zr), S y COT. La Formación Paraíso está caracterizada por la presencia de arcillitas, limolitas y areniscas; se identificaron cuatro intervalos granocrecientes representados por intercalaciones de delgadas capas de arcillitas y limolitas que culminan con una arenisca de uno a dos metros de espesor (intervalos I y IV), o representados por arcillitas, intercalaciones de delgadas capas de arcillitas y areniscas que culminan con una arenisca de dos a tres metros de espesor (intervalos II y III). Las características sedimentológicas y el comportamiento de los elementos químicos permiten proponer un ambiente de sedimentación de frente deltaico - parte superior del prodelta para esta unidad en esta localidad. La fuente de sedimentos se asocia a un orógeno reciclado que colisionó con el extremo noroccidental de la placa Suramericana, la misma estaba conformada por rocas metamórficas, sedimentarias e ígneas félsicas

This paper focuses on the sedimentary environment and sedimentary geochemistry of El Paraíso Formation in Purureche section, Falcón state. This outcrop was studied and sampled every 50 cm for foraminifers analyses, petrography of sandstones, determination of major, minor and trace elements (Al, Ba, Ca, Ce, Cr, Cu, Fe, La, Mg, Mn, Ni, Pb, Sc, Si, Sr, Ti, V, Y, Zn, Zr), S and TOC. This unit is characterized by claystones, siltstones and sandstones and four coarseningupward intervals were identified represented by thin-interbedded claystones and siltstones that ended with a sandstone of one to two meters thick (I and IV interval), or by claystones, thin-interbedding of claystones and sandstones ending with a sandstone of two or three meters thick (II and III interval). Sedimentological and geochemical results suggest a front delta - upper prodelta environment for the studied unit in this locality. Sediments provenance is associated with a recycled orogen that collided with the northwestern edge of South America; source rock was composed of metamorphic, sedimentary and felsic igneous rocks

Three strategies to solve the wave propagation problem in a 3d fluid-solid interface

Two implicit strategies and an explicit approach have been used to solve the problem of a fluid-solid interface in a 3D medium. One of the implicit strategies considers a transitional zone and the other is the traditional one. To solve the boundary conditions at the interface using the explicit strategy, two planes of fictitious points were added to the grid. A predictorcorrector approach was considered in this case. A Finite Difference Staggered-Grid method was used to solve the wave propagation problem in all the cases. The results obtained show a marked difference between the three strategies. For the study configuration and the hardware and software conditions of this work, the traditional implicit strategy seems to better model the fluid-solid interface. In this case, the internal interface is not treated by explicit boundary conditions, as it is represented naturally by changes of the elastic parameters and the densities. On the other hand, the reflected wave field shows higher amplitudes than those expected for this problem in the images obtained with both, the explicit strategy and the one that incorporates the transitional zone. Such undesirable effects could be the result of the combination, in the first case, of the small size of the propagation volume considered in this work, the low performance of the boundary condition function applied at the external surfaces of the volume and the predictor-corrector method for the explicit strategy. The first two aspects combined with the presence of the transitional zone could be responsible of the behavior observed for the second implicit strategy

Dos estrategias de naturaleza implícita y una de tipo explícito son utilizadas para resolver el problema que considera una interfase fluido-sólido en un medio 3D. Una estrategia implícita considera una zona transicional y la otra es la tradicional. Las condiciones de borde en la interfase en la estrategia explícita se resuelven agregando dos planos de puntos ficticios a la malla y se aplica una estrategia predictor-corrector. Se usó un método staggered-grid en Diferencias Finitas en todos los casos. Los resultados indican una diferencia marcada entre las tres estrategias. Para el ejemplo estudiado y las condiciones de hardware-software usadas, la estrategia implícita tradicional parece ser la que mejor modela la interfase fluido-sólido. La interfase interna no es tratada de forma explícita ya que los cambios de los parámetros elásticos y las densidades son naturalmente representados. El campo de ondas en las imágenes obtenidas con la estrategia explícita y la que incorpora la zona de transición, muestra intensidades mayores a las esperadas en este tipo de problema. Los efectos indeseables pudieran ser consecuencia de la combinación, en el primer caso, del pequeño tamaño del volumen de propagación considerado en este trabajo, del débil efecto de la función de absorción aplicada en las superficies externas del volumen y del método predictor-corrector para la estrategia explícita. Los dos primeros aspectos, combinados con la presencia de la zona transicional, podrían ser la causa del comportamiento observado con la segunda estrategia implícita

Pattern recognition with diluted topologies

En este trabajo se describe un procedimiento computacional iterativo que permite diluir la topología inicial de las conectividades en redes neurales, conservando las capacidades de almacenamiento y recuperación de éstas. Dicho procedimiento es utilizado para investigar tanto el tiempo de entrenamiento como la robustez de redes muy diluidas en las que, eliminando más del 70% de las conectividades iniciales, se observa un excelente desempeño en el reconocimiento de patrones. Los resultados obtenidos son comparados utilizando topologías diluidas de pequeño mundo y aleatorias

This work describes an iterative computational procedure that allows dilute initial topology of connectivity in neural networks, while preserving these storage and retrieval capacities. This procedure is used to investigate both the training time and robustness of very dilute networks in which, eliminating over 70% of the initial connectivity, there is an excellent performance in pattern recognition. Results are compared using dilute small world and random. topologies

Singular value decomposition and approximate decoupling of mimo control systems

Los procesos industriales normalmente poseen cientos de sensores y actuadores, lo que dificulta la determinación de un controlador multivariable (MIMO) único. Por tal razón, se suelen emplear estrategias de control descentralizado (distribuido). En este trabajo, dentro de una estrategia general de control descentralizado, se formulan dos esquemas de control por desacople. En ambos se intentan cancelar los acoples e interacciones entre los subsistemas que conforman el sistema MIMO antes de diseñar los controladores SISO (una entrada - una salida) de cada lazo simple. En el primer esquema se realiza la inversión aproximada del modelo de la planta para diseñar el precompensador de la estrategia de desacople, considerando sistemas susceptibles a descomponerse en dos escalas de tiempo (dinámica lenta y rápida). En el segundo esquema, la técnica de descomposición en valores singulares (DVS) se emplea para obtener un conjunto de ecuaciones desacopladas entre las combinaciones lineales de los sensores y combinaciones lineales de los actuadores, dadas por las matrices unitarias de la DVS de la matriz de transferencia del sistema. Ambas metodologías son validadas en un proceso físico de intercambio térmico. Los resultados alcanzados confirman su efectividad

Plants in the process industry usually have hundreds of measurements and actuators, which make the determination of a single multivariable controller (MIMO) for the whole plant unfeasible - or at least not useful. Instead, a decentralised (distributed) control strategy that tries to control multivariable plants by a suitable decomposition into single input - single output (SISO) control loops is usually implemented. In this work, in the context of a decentralised control approach, two decoupling control strategies are formulated. Both counteract the couplings and interferences between the subsystems of the overall plant prior to SISO control design of the single loops. The first strategy considers the inversion of the slow time scale reduced order model of the plant while the second approach uses the singular value decomposition (SVD) technique to obtain decoupled equations between linear combinations of sensors and linear combinations of actuators, given by the columns of the unitary matrix of the SVD of the process transfer matrix. Some numerical examples performed in a heat exchanger process are provided to illustrate both the effectiveness of the synthesis and the performance achieved

Effect of the molding process on the strain hardening index by deformation in polymers

El objetivo principal de este trabajo fue analizar el comportamiento del coeficiente de endurecimiento por deformación (Gp) en materiales plásticos, para diferentes condiciones de inyección y velocidades de deformación durante el ensayo mecánico. Se inyectaron probetas tipo I de Polietileno de Alta Densidad (PEAD 2811) modificando las variables del proceso de inyección (presión, velocidad y temperatura de inyección). Se evaluaron las propiedades tensiles y se determinaron los parámetros mecánicos (Módulo de Young, Esfuerzo y Deformación a la fluencia y Gp). Se encontró que el Gp disminuye con la presión de inyección y se mantiene constante al incrementar la temperatura de inyección, sin embargo, con la velocidad de inyección presenta una dualidad de comportamientos, es decir a bajas velocidades de ensayo aumenta, mientras que a altas velocidades disminuye el coeficiente. También se obtuvo que a medida que la velocidad de deformación aumenta el Gp disminuye

The main objective of this study was to analyze the behavior of the strain hardening coefficient (Gp) in plastic materials, for different injection molding conditions and the strain rate during a mechanical test. Test specimen type I of High Density Polyethylene (HDPE 2811) was injected under different process conditions (injection pressure, injection temperature and injection velocity). The tensile properties were evaluated and the mechanical parameters (Young modulus, yield stress, yield strain and Gp) were determined. Gp decreases with injection pressure, and remains constant by increasing injection temperature; however, with injection velocity, it presents a mixed behaviour. A low velocity generated an increase of the Gp and a high velocity decreases the Gp. Also, the Gp decreases with an increase in the strain rate

Determination of aromatic hydrocarbons in drinking water by using sreening samples system and liquid chromatography with UV detection

La metodología propuesta fue utilizada para determinar hidrocarburos aromáticos en muestras de agua potable provenientes de una zona sensible al riesgo por contaminación de estas especies. Se seleccionaron 52 muestras de agua de consumo humano mediante un diseño estadístico. Las muestras fueron sometidas a un tratamiento de extracción - preconcentración empleando mini columnas C18 y posteriormente fueron analizadas mediante el sistema de Screening de muestras. La calibración del sistema de Screening se llevó a cabo en el intervalo comprendido entre 100 - 500 µg/L. La precisión expresada como la desviación estándar relativa para 100 µg/L de una mezcla de hidrocarburos aromáticos (n = 11; P = 0.05) fue de 8.3%. El sistema HPLC - UV también fue calibrado en un intervalo comprendido entre 80 - 120 µg/L con la finalidad de analizar las muestras donde se determinó la presencia de hidrocarburos aromáticos totales. La precisión expresada como la desviación estándar relativa para 80 µg/L de benceno, 80 µg/L de tolueno y 80 µg/L de etilbenceno (n = 11; P = 0.05) fue de 1.61%, 0.23% y 0.20% para cada compuesto, respectivamente. La aplicación de las metodologías desarrolladas juega un rol importante en los laboratorios de análisis de agua ya que la primera permite reducir costos, tiempo de respuesta y gasto de solventes; y la segunda permite ampliar la información, discriminando que especies se encuentran presentes y su respectiva concentración

The proposed method was used to determine the concentration of aromatic hydrocarbons in samples of drinking water from a zone sensible to the contamination risk. 52 drinking water samples were selected by using a statistical design. A system of extraction - pre-concentration with a C18 minicolumn was used for samples treatment and then they were analyzed by a system of samples Screening. The calibration of the Screening system thus achieved is linear in the range 100 - 500 µg/L. The precision, expressed as relative standard deviation for 100 µg/L of total aromatic hydrocarbons mixture (n = 11; P = 0.05) was calculated as 8.3%. If the response is affirmative the sample is analyzed by HPLC with UV detection too. The calibration of the HPLC system thus achieved is linear in the range 80 - 120 µg/L The precision, expressed as relative standard deviation for 80.0 µg/L of benzene, 80.0 µg/L of toluene and 80.0 mg/L of ethylbenzene (n = 11; P = 0.05) was calculated for each one of the aromatic hydrocarbon compounds. The values obtained were 1.61%, 0.23%, and 0.20% respectively. The proposed methods play an important roll in the laboratories of water analysis since first they allow to reduce costs, time and solvent usage and second they allow gathering the information of the presence and concentration of the different aromatic species

A management model for integral sanitation in sectors with High complexity in their physical and social environment: Emphasis on solid waste

El trabajo presenta un estudio de caso referido a un barrio de un municipio de la Ciudad de Caracas. Éste representa un grave problema para la municipalidad en cuanto a la prestación de servicios por lo cual se hizo necesario un modelo de gestión apropiado. La interacción entre las instituciones vinculadas al sector residuos sólidos y el municipio muestra la necesidad de diseñar una estrategia que incluya la planificación participativa y la contraloría social. El análisis y la discusión de este problema brindan la oportunidad para cambiar los más importantes principios de la gestión de servicios y la implementación de nuevas estrategias que garanticen las condiciones sanitarias. Estos principios son la responsabilidad y la cooperación

This paper present a case study carried out in one of Caracas shantytowns; all of which present serious problems in terms of the provision of basic services for the municipalities which make up the capital city, thus making appropriate management models a necessity. The interaction between the institution responsible for solid waste collection and the municipality in question shows the need to design a strategy which includes a participative plan and social control. The analysis and discussion of this problem provides us with the opportunity of changing the main principles of the service management and to implement new strategies to guarantee sanitary conditions. These principles are responsibility and cooperation

Implementation of the flickermeter based on the standard iec-61000-4-15 through the discrete wavelet transform

La fluctuación de voltaje es la primera causa del efecto lumínico flicker. Algunas definiciones y estándares han sido propuestos para medir el grado del flicker. Uno de los más importantes es el estándar IEC-61000-4-15 que plantea un medidor de flicker de cinco etapas. En la última década se ha usado la Transformada de Ondícula (TO) en muchos tópicos sobre sistemas eléctricos de potencia. Las aplicaciones han sido enfocadas principalmente en la clasificación de perturbaciones de la calidad de potencia. A través de este artículo se explica la implementación de los filtros de ponderación del filckermetro de la norma IEC-61000-4-15 mediante la Transformada Rápida de Fourier (TRF) y la Transformada de Ondícula Discreta (TOD). Se realiza, además, un análisis comparativo de los valores de la sensación instantánea de flicker arrojados por ambas técnicas encontrándose diferencias despreciables en los resultados

Voltage fluctuation is the first cause of the flicker light effect. Some definitions and standards have been proposed to measure the grade of the flicker. One of the most important standards is the IEC-61000-4-15 that described a flickermeter of five blocks. In the last decade the wavelet transform (WT) has been implemented in many issues on power electric systems. The applications have focused on the classification of the disturbances in measurement on power quality. In this paper the implementation of the weighting filters of the flickermeter of the standard IEC-61000-4-15 is explained either through the Fast Fourier Transform (FFT) or Discrete Wavelet Transform (DWT). Furthermore, a comparative analysis of the flicker instantaneous values is done with both techniques. In both analyses, negligible differences were found

Theoretical models for instruction orientated Toward the construction of scientific concepts in physics

Actualmente, en las instituciones educativas, existe la necesidad de generar formas alternativas de enseñanza que conduzcan al logro no sólo de conocimientos formales, sino además, al desarrollo de destrezas en los aprendices para hacerlos profesionales cada vez más competentes. En este sentido, el presente trabajo establece algunos referentes teóricos en el campo de la didáctica de la física, orientados al aprendizaje de conceptos científicos, generando así una mejor comprensión e interpretación del entorno. Para ello, se plantea una investigación de carácter descriptivo documental, la cual exhibe algunas posturas educativas, donde el modelo de cambio conceptual es considerado uno de los centrales junto con la teoría del aprendizaje significativo, pues ésta sugiere las relaciones necesarias entre las ideas previas y la nueva información presentada, para la construcción y ampliación de las estructuras de conocimiento, apuntando a significados más cercanos a los formales. Asimismo, se abordan los estilos de aprendizaje y los procesos básicos del pensamiento con la finalidad de promover el desarrollo de habilidades cognitivas y en consecuencia, la motivación y el interés. Luego del análisis general, se muestra la necesidad de un cambio conceptual en la construcción de conceptos científicos, el cual debe ser entendido como una ampliación de significados, haciendo énfasis en desarrollar la capacidad del estudiante para discriminar entre sus concepciones alternativas y las científicas. Por otra parte, es importante incluir en la enseñanza, elementos motivantes y retadores para el estudiante, siendo necesario indagar aquellas formas en las cuales se facilita el aprendizaje

Currently, the need exists in educational institutions to generate alternatives forms of teaching that lead to achieving significant learning, not only at the level of formal knowledge but also at attitudinal and procedural levels, in order to form integral professionals who are increasingly competent. In this respect, this study establishes some theoretical referents in the field of teaching physics, oriented toward learning scientific concepts and leading to a better interpretation of the environment. The research is of a documentary, descriptive nature, with theory based fundamentally on the conceptual change model and the theory of significant learning. The latter suggests the relationships between previous ideas and new information needed to construct and expand knowledge structures, aiming toward meanings closer to the formal. Likewise, it is based on learning styles and basic thought processes in order to promote the development of cognitive abilities and consequently, motivation and interest. The principal result produced from analysis is the need for a conceptual change in the construction of scientific concepts, which ought to be understood as an extension of meanings, emphasizing development of the students capacity to discriminate between alternative and scientific conceptions. On the other hand, it is important to include motivational and challenging elements for the student in the teaching, since it is necessary to investigate those forms that facilitate learning

Gas production simulation from gas hydrate reservoirs

Los hidratos de gas se vislumbran como el mayor potencial para suplir los requerimientos de gas natural en el siglo 21, asumiendo que la tecnología necesaria para explotar y comercializar la producción de este tipo de yacimientos de gas puede ser desarrollada. La disponibilidad de modelos matemáticos de simulación capaces de predecir el comportamiento de producción constituye una necesidad para su explotación. Durante dos décadas, más de 10 tipos de modelos predictivos han sido estudiados para modelar producción a partir de hidratos de gas. Los mecanismos estudiados principalmente han sido vía despresurización e inyección de vapor para disociar los hidratos de gas. El presente trabajo muestra los resultados del análisis y evaluación de un simulador numérico de yacimientos comercial para representar los mecanismos de producción de gas. En una primera etapa, se construyó un modelo unidimensional tratando de representar las condiciones experimentales reportadas en la literatura, cuyo mecanismo de producción es la despresurización isotérmica. Posteriormente, se construyó un modelo conceptual tridimensional que incluye el proceso de transferencia de masa y calor durante la disociación de los hidratos de gas mediante despresurización y/o estimulación térmica; demostrando ser capaz de modelar estos procesos. Palabras clave: Hidratos, Producción de gas, Simulación, Despresurización, Estimulación térmica

Gas hydrates represent a potentially enormous source of natural gas, mainly methane in the 21st century, assuming the technology can be developed for commercial gas production from this kind of reservoir. To exploit this non-conventional gas reservoir suitable mathematical models to predict gas production are necessary. During the last two decades, more than ten models including analytical or numerical modeling have been used to represent the transformation of solid gas hydrates to gas and water. The different techniques studied for decomposing gas hydrates by modeling are mainly depressurization and thermal stimulation through steam injection into the gas hydrate reservoir. The present work shows the results obtained by the analysis and evaluation of the commercial numerical reservoir simulator used for gas production modeling of hydrate accumulations by two mechanisms; (a) depressurization, and (b) thermal stimulation. Firstly, an experimental one-dimensional model was built and analyzed, the model attempts to represent the experimental conditions referred in the literature, where the production mechanism is based on isothermal depressurization. The second part was to build a threedimensional model; it represented a conceptual model to evaluate the tool in order to consider the process of mass and heat transference during gas hydrate dissociation either by depressurization and/or thermal injection. The results obtained showed that it is feasible to represent these two processes