Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

Hacia una Perspectiva del Ciclo Básico de La Facultad de Ingeniería

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A REMEDIAL COURSE ON ELEMENTARY MATHEMATICS, IN A COLLABORATIVE LEARNING ENVIROMENT, SUPPORTED BY TIC

En este trabajo se propone un modelo de asesoría académica, destinado a mejorar los conocimientos en Matemática elemental de los estudiantes que ingresan a la Facultad de Ingeniería de la UCV, pues las fallas en la aplicación de los mismos es, en opinión de muchos de los docentes que imparten la asignatura Cálculo I, una de las causas de los altos índices de repitencia y deserción de la misma. La propuesta se fundamentó en las experiencias reportadas por varios investigadores respecto al impacto positivo de los cursos remediales en Matemática, las nuevas teorías psicopedagógicas que promueven entornos de aprendizaje centrados en el trabajo del estudiante y la incorporación de medios informáticos como herramienta de soporte. Para medir el efecto del modelo planteado en el rendimiento en Cálculo I, se diseñó una experiencia con un grupo experimental y otro de control, de manera que la única diferencia entre ambos fuera la participación en el programa propuesto. Los resultados de los análisis estadísticos realizados, respecto al rendimiento académico de ambos grupos, indican que el modelo propuesto tuvo efectos positivos sobre el rendimiento en Cálculo I de quienes recibieron la asesoría.

This paper propose a model of didactical counseling, in order to improve the basic mathematical knowledge of the students entering the Engineering School of the UCV, because the failures in the use of such basic knowledge is, in the opinion of many professors of Calculus I, one of the main causes of the high repetition and dropout rates in that matter. The proposal was founded on experiences reported by several researchers regarding the positive impact of remedial courses in mathematics, the new theories psycho-pedagogical that promote learning environments focused on student work and the incorporation of informatics media as support tools. In order to measure the effect of the proposed model in the students performance in Calculus I, it was designed an experience with one experimental group and one control group, where the only difference between them was the participation in the proposed program. The results of statistical analysis performed with respect to the academic achievement of both groups indicate that the proposed model had positive effects in the performance in Calculus I of the students who participated in the experience.

MATHEMATICS EDUCATION FOR ENGINEERING AND ARCHITECTURES: APPLICATIONS OF MATHEMATICS IN CONTEXT OF SCIENCES

El objetivo de este artículo consiste en presentar una propuesta de investigación basada en la teoría de la matemática en el contexto de las ciencias. Esta teoría descansa en la idea de que la matemática en carreras como ingeniería y arquitectura es una herramienta y no una finalidad en sí misma. Sobre la base de este fundamento y de los elementos claves del hecho educativo (conocimientos, estudiantes y docentes; y sus interacciones), esta teoría plantea cinco fases de estudio: 1.- Curricular. 2.- Cognitiva. 3.- Didáctica. 4.- Epistemológica. 5.- Formación docente. La primera fase que se desarrollará será la curricular que se realiza con la metodología para el Diseño de Programas de estudio de las Ciencias básicas en Ingeniería (DIPCING). Se estudiará el currículo de los primeros semestres, lo que en la Facultad de Ingeniería constituye el Ciclo Básico y en Arquitectura los dos primeros semestres de carrera, en la Universidad Central de Venezuela.

The aim of this paper is to present a research proposal based on the theory of mathematics in context of sciences. This theory is founded on the assumption that in careers such as engineering and architecture the mathematics is a tool more than an end. Based on this foundation and the essential elements of the educational event; namely knowledge, students, teachers and their interactions, this paper proposes a methodological approach in five phases: 1. Curriculum, 2. Cognitive, 3. Didactic, 4. Epistemological, 5.- Teacher Professional Development. The first phase to be developed is the curricular phase which consists in developing a curriculum of mathematics for engineering courses using DIPCING design methodology. The curriculum of the first terms, corresponding to the Basic Studies in the Faculty of Engineering and the two first terms in the Faculty of Architecture in the Universidad Central de Venezuela, will be studied.

LIGUISTIC PREDICTION IN ENGINEERING TEXTS WRITTEN IN ENGLISH

La predicción lingüística ofrece un enriquecedor punto de vista para aproximarse a textos escritos en inglés para los estudiantes, profesores y técnicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela. En este trabajo, se propone un análisis de una muestra de artículos de investigación basados en el modelo de predicción lingüística propuesto por Angela Tadros. Desde un punto de vista interpersonal, este modelo permite estudiar los dispositivos lingüísticos usados por los escritores para mostrar a los lectores los actos discursivos que se realizan. Las diferentes categorías de la predicción lingüística incluyen: Enumeración, Clasificación adelantada, Reporte, Recapitulación, Hipoteticalidad y Pregunta. Desde una perspectiva metodológica, este estudio combina las categorías con lineamientos procedimentales en el análisis interactivo del texto escrito. Se lleva a cabo una investigación descriptiva en la cual se analizan veinte artículos de la revista JTP Online de la Society of Petroleum Engineers. Considerando los resultados, la Predicción Lingüística por sí misma no parece ser suficiente para cubrir todos los aspectos de un texto, pero permite identificar patrones recurrentes que pueden guiar a los participantes del proceso enseñanza aprendizaje de la lectura de textos de ingeniería escritos en inglés. Se sugiere que el modelo se combine o complemente con otros modelos interaccionales. Esta investigación puede aplicarse a la enseñanza aprendizaje de idiomas en la Facultad de Ingeniería y en otros estudios universitarios.

Linguistic prediction offers an enriching point of view to approach the texts written in English used by the students, professors and technicians of the Faculty of Engineering at the Universidad Central de Venezuela. In this work we aim at analyzing a sample of research articles in the Engineering field based on the model proposed by Angela Tadros. From an interpersonal point of view, this model allows studying the linguistic devices that writers use to show readers the linguistic acts being performed. The different categories include: Enumeration, Advance Labeling, Report, Recapitulation, Hipothecality and Question. From a methodological perspective this study combines the Linguistic Prediction Categories with the procedural guidelines in the interactional analysis of the written text. A descriptive research is carried out in which a sample of twenty articles from the journal JTP Online of the Society of Petroleum Engineers is analyzed. Regarding the results, Linguistic Prediction on its own does not seem to be sufficient to cover all aspects of the text, but it allows identifying recurring patterns that may guide the participants in the teaching-learning process of reading engineering texts written in English. It is suggested that the Linguistic Prediction be combined or complemented with other interactional models. This research may be applied to the learning-teaching of languages in the Faculty of Engineering and in other university studies.

GEOCHEMICAL STUDY OF NEOFORMED MINERALS PRESENT IN THE BAUXITE OF LOS PIJIGUAOS, VENEZUELA

En el presente trabajo se realizó una caracterización mineralógica y morfológica de los minerales contenidos en el yacimiento de bauxita de Los Pijiguaos, estado Bolívar. Para ello se realizó la separación de los minerales neoformados (fracción tamaño arcilla) presentes en la bauxita, a través de la técnica de agitación ultrasónica, la cual impide la alteración de la morfología de los minerales producto de la meteorización. Los resultados indican que, el colapso de las estructuras de los minerales de origen ígneo como las plagioclasas comienzan a través de planos de fractura o zonas de debilidad del cristal, quedando evidenciado por la presencia de horadaciones. La caolinita tipo libro (vermiforme), se desarrolla a partir de feldespatos, los cuales pueden ser preservados como relictos en la estructura interna de la caolinita. La microscopia Electrónica de Barrido, en conjunción con la Difracción de Rayos X y la Espectroscopia de Infrarrojo, permitieron establecer una secuencia evolutiva para la halloysita, desde su etapa embriónica (halloysita esférica) hasta partículas más alargadas (halloysita tubular), que luego colapsan por la deshidratación, desapareciendo finalmente como consecuencia del incremento en el grado de meteorización dentro del perfil de Los Pijiguaos. La Técnica de difracción de rayos X permitió identificar de manera inequívoca la existencia de halloysita hidratada (10Å) y metahalloysita (7Å) de manera simultánea; mientras que la espectroscopia de infrarrojo sólo permitió identificar halloysita hidratada.

This work was carried out a mineralogical and morphological characterization of minerals in the bauxite deposit of Los Pijiguaos, Bolivar State. It was achieved separation of neoformed minerals (clays size fraction) presents in bauxite through the technique of ultrasonic agitation, which prevents the alteration of the morphology of those minerals synthesized during the weathering process. The results indicated that the collapsed of the structures of igneous minerals such as plagioclase start through fracture planes or zones of weakness in the structure mineral, showing evidences of holes. The book-type kaolinite (vermiform) is developed from feldspar, which can be preserved as relics in the internal structure of the kaolinite. Scanning electron microscopy, in conjunction with X-Ray diffraction and infrared spectroscopy allowed to establish an evolutionary sequence for halloysite from its embryonic stage (spherical halloysite), which then collapsed under dehydration, finally disappearing as result of the increased degree of weathering within the profile of Los Pijiguaos. The technique of X-Ray diffraction allowed to identify unequivocally the existence of hydrated halloysite (10Å) and metahalloysite (7Å) simultaneously, while infrared spectroscopy identified only hydrated halloysite.

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CO-MODIFIED TITANIA SOLIDS USED IN THE PHOTOCATALYTIC DEGRDATION OF PHENOL

En el presente trabajo se empleó fenol como molécula sonda para evaluar la foto-actividad de anatasa (TiO2) reducida y dopada con hierro. El catalizador de hierro se preparó impregnando Fe(NO3)3 sobre la anatasa y calcinando el sólido a 500°C, por su parte, el sólido reducido se obtuvo tratando el TiO2 con HNO3 y reduciendo este material bajo atmósfera de H2 a 500°C. Los catalizadores co-modificados se prepararon por tres vías: 1) mezcla mecánica de los sólidos, 2) impregnando la sal de hierro sobre el sólido reducido y 3) reduciendo el sólido dopado con hierro. Los fotocatalizadores se caracterizaron por FT-IR, espectroscopia Mössbauer, DRX y absorción UV-Vis del sólido dispersado en agua. Se determinó que el hierro no modifica la estructura cristalina del TiO2, aunque provoca un ligero corrimiento batocrómico. La degradación del fenol fue 1,8 veces mayor en comparación con la anatasa sin dopar. El tratamiento reductivo, por su parte provoca cambios positivos en la superficie de la anatasa, alcanzándose una fotoactividad 1,6 veces mayor que la TiO2 no modificada. En el caso de los materiales co-modificados, se encontró que la mezcla mecánica es el procedimiento más efectivo logrando triplicar la actividad del semiconductor de partida, sugiriendo un mecanismo de transferencia de electrones entre semiconductores.

Phenol was used as probe molecule for the photo-activity evaluation of reduced and iron doped anatase (TiO2). The iron catalyst was prepared by wet impregnation of anatase with Fe(NO3)3 and a subsequent calcination at 500°C. In other hand, reduced TiO2 was obtained by HNO3 pre-treatment and reduction under hydrogen flow at 500°C. Co-modified catalysts were synthetized by three procedures: 1) mechanical mixture of solids, 2) impregnation of the iron salt to the reduced TiO2 and, 3) reducing the iron doped anatase. The photocatalysts were characterized by FT-IR, Mössbauer spectroscopy, XRD and UV-Vis absorption of aqueous dispersion. It was found that iron do not change crystalline structure of TiO2, although the UV-Vis absorption showed a little batochromic shift. Phenol degradation was 1.8 times higher than pure anatase. The reductive treatment, provoke certain chemical surface changes beneficial to the TiO2 activity, making TiO2 1.6 times more active. The co-modified solid synthesized by mechanical mixture reached an activity three-fold higher than the original semiconductor, being this co-modification method the most advantageous, suggesting also an electron transfer mechanism between semiconductors.

ETHICS, SOCIAL CAPITAL AND DEVELOPMENT IN ENGINEERING EDUCATION: A PEDAGOGICAL PROPOSAL

Se presentan algunas consideraciones de importancia que, en el contexto de la carrera de Ingeniería tiene la formación humana, especialmente la referida a la cuestión ética en sus relaciones con el desarrollo social. Desde un enfoque de Ética, Capital Social y Desarrollo, se hace una propuesta que operacionaliza la extensión de la idea de responsabilidad social empresarial (RSE), aplicada en este caso particular a procesos de formación académica en el contexto universitario. Un marco teórico-referencial cognitivo-constructivista sustenta la propuesta. Sobre la base del análisis de la matriz curricular de algunas de las carreras tecno-científicas, de una importante institución de educación superior venezolana, como elemento diagnóstico del ethos universitario, se propone un esquema de intervención para la formación ética sobre la base de la promoción del voluntariado social, la reflexión sobre la responsabilidad social y tres principios orientadores de dicha praxis: deconstruir, fundamentar y reconstruir el espacio ético complejo de la subjetividad asociada con el campo profesional. Se discuten las implicaciones de la propuesta pedagógica.

Fundamentals considerations about the human formation in Engineering, specially referred to ethics and the social responsibility of professionals of this area, are presents in this paper. Incorporating human development instruction, this approach include ideas of ethical, share capital and developmental program coordinated by the Inter-American Development Bank (I.A.D.B.) about enterprise social responsibility, in this particular case, applied to processes of academic studies in the university context. The paper proposes a referential framework in Engineering context in order to generate social voluntary action and reflection about social responsibility of science over three principles: to de-construct; to fund; and to re-construct the subjective ethical complex space vinculed to profession. Implications for curriculum in the University are discussed.

FUNDAMENTAL CRITERIA FOR THE SEISMIC-RESISTANT DESIGN

Los sismos representan uno de los factores que ocasionan mayor número de problemas que deben resolver los profesionales de la ingeniería civil. El presente trabajo se realiza con la finalidad de indicar algunas recomendaciones mínimas que deben ser tomadas en cuenta tanto por ingenieros como por arquitectos, para lograr un mejor desempeño de las edificaciones de concreto armado ante la presencia de sismos. Se realizó una investigación y recopilación de información sobre el comportamiento sismorresistente de algunas edificaciones a nivel mundial, analizando las causas de los daños y la posible solución para disminuirlos en un futuro. Se analizaron algunas recomendaciones indicadas en nuestro país y en otros países, tanto en las normas vigentes, como en experiencias previas, para resumirlas y darles un punto de partida a los profesionales para lograr un diseño sismorresistente. El objetivo principal del diseño sismorresistente es salvar vidas y, adicionalmente, minimizar los daños materiales. La responsabilidad de los ingenieros para lograr dichos objetivos depende del diseño estructural, estudio de suelos, supervisión de los materiales utilizados y los procesos constructivos adecuados.

Earthquakes are the factor to consider during the buildings design, because they represent a big problem that the civil engineers have to solve. The following project was performed in order to indicate some recommendations to be taken in consideration by engineers and architects, to get a better performance of the reinforced concrete buildings during earthquakes. An investigation, about the seismic behavior of some buildings around the world, was performance to get the information and analyze the causes of damage of those structures and possible solutions to reduce the affectation in the future. Analyzed some recommendations in our country and other countries, considering current standards, as in previous experiences, to summarize and give them a starting point for professionals to achieve earthquake resistant design. The main objective of earthquake resistant design is to save lives and minimize further damage in structures and materials. The responsibility of engineers, to achieve these goals, depends on the structural design, soil survey, materials selection and appropriate construction processes.

NON COOPERATIVE GAME TO DETERMINE THE OPTIMAL STRATEGY TO DEFEND POWER ELECTRICAL SYSTEMS SUBJECT TO INTENTIONAL ATTACKS

En este trabajo se presenta un enfoque basado en la teoría de juegos no cooperativos para determinar las estrategias que debería seguir el administrador de una red eléctrica para minimizar el efecto que se presentaría si la red es sometida a un ataque intencional. Se usa la optimización multiobjetivo para generar el conjunto de soluciones no dominadas que conformarían las posibles estrategias que se deberían seguir, tanto por el administrador como por el atacante de la red, considerando simultáneamente el número de elementos a ser puestos fuera de operación y la carga servida. El problema de decisión presentado proporciona la estrategia óptima a seguir para defender la red, o las estrategias mixtas en el caso de que no se llegue al equilibrio de Nash. Para ilustrar el enfoque propuesto, se emplean dos casos utilizados en anteriores investigaciones por otros autores.

The approach used in this paper is based in the non-cooperative game theory for determining the strategies that an electrical net administrator must follow to lower the effect of an intentional attack. The use of multi objective optimization algorithms is proposed to generate the set of non-dominated solutions that would shape the possible strategies to follow not only by the administrator but also by the net attacker. The main idea is to simultaneously consider the number of components to be put out of service and the load served. The decision problem determines the optimal strategy to defend the net or the mixed strategies in case that this does not lead to a Nash equilibrium. To illustrate the proposed approach, two common systems described in the literature of power systems are evaluated.

CATALYTIC ACTIVITY OF RHODIUM NANOPARTICLES STABILIZED IN DIFFERENT IONIC LIQUIDS IN THE HIDROGENATION REACTIONS OF CYCLOHEXENE AND BENZENE

Las nanopartículas de metales de transición deben ser estabilizadas para evitar su coalescencia. En este sentido, los líquidos iónicos (LIs) brindan la versatilidad de poder diseñar el catión orgánico, según los requerimientos de una reacción específica, que puede ofrecer estabilización estérica a las nanopartículas metálicas y, por otra parte, estas sales iónicas ofrecen estabilización electrostática. En este trabajo se reporta la síntesis de nanopartículas de rodio a partir del método de reducción y desplazamiento de ligando del monómero (acetilacetonato)(1,5-ciclooctadieno) de rodio (I), Rh(acac)(COD) y del dímero bis-μ-cloro-di(1,5-ciclooctadieno)dirodio(I) estabilizadas utilizando diferentes LIs del tipo hexafluorofosfato de 1-alquil-3-metil-imidazolio, [1-alquil-MIM][PF6], y hexafluorofosfato de 1-alquil-4-picolnio [1-alquil-4-PI][PF6], donde el grupo alquílico puede ser pentil o dodecil. Esto permitió determinar la influencia del precursor metálico así como del tamaño del líquido iónico en el tamaño y en la actividad catalítica de las nanopartículas de rodio obtenidas. La caracterización de dichos materiales se realizó por HRTEM, DE, DRX e ICP-OES. Todos los sistemas obtenidos están constituidos por nanopartículas de rodio metálico que presentan tamaños entre 1,2 y 6,4nm. El estudio del comportamiento catalítico de estos nanosistemas hacia la reacción de hidrogenación de ciclohexeno y de benceno a ciclohexano, demuestran que los sistemas obtenidos a partir del monómero son más activos que los obtenidos a partir del dímero a 25ºC. Con el sistema Rhm[1-pentil-4-PI][PF6] se obtiene una actividad de 1358 mol de producto/mol metal·h.

Transition metal nanoparticles require stabilization to prevent coalescence. In this sense, ionic liquids (IL) offer the versatility of designing the organic cation to fit the requirements of a specific reaction, rendering steric stabilization to the metallic nonoparticles. In addition these low boiling point ionic salts also provide electrostatic stabilization. This work reports the syntheses of rhodium nanoparticles using the displacement reduction method of the organometallic monomer (acetylacetonate)(1,5-cyclooctadiene)rhodium(I), Rh(acac)(COD), and the dimeric organometallic complex bis-μ-chlorodi( 1,5-cyclooctadiene)dirhodium(I), [Rh(COD)Cl]2, in the presence of 1-alkyl-3-methyl-imidazolium and 1-alkyl-4- picolnium hexafluorophosphate salts, where the alkyl chains were pentyl and dodecyl. This allowed the determination of the influence of the metallic precursor and the size of the ionic liquid in the size, distribution and catalytic activity of the rodium nanoparticles. The characterization of all the systems was carried out through HRTEM, ED, DRX and ICPOES analyses. All the nanosystems obtained are made of metallic rhodium nanoparticles with sizes that vary between 1.2 and 6.4nm. The comparative catalytic study towards the hydrogenation of cyclohexene and benzene show that the nanosystems obtained from the monomeric precursor are more active at room temperature than those obtained from the dimeric precursor. All systems show low activity towards the hydrogenation of benzene at room temperature, with the exception of Rhm[1-pentyl-4-PI][PF6] which exhibits an activity of 1358 mol of product/mol metal·h at this temperature.

SYNTHESIS AND ELECTRONIC CHARACTERIZATION OF IRON II ORGANOMETALLIC POLYMERS

La síntesis de Bayer se ha modificado para preparar una serie de polímeros organometálicos de hierro (II), que muestran el fenómeno de cruzamiento de espín a baja temperatura, utilizando 4-octadecil-1,2,4-triazol y 4-hexadecil-1,2,4-triazol como ligandos. Se empleó un método de cromatografía de capa fina que es selectivo para anillos aromáticos nitrogenados, a fin de monitorear la síntesis del 4-R-1,2,4-triazol, así como también espectroscopía Mössbauer para evidenciar la formación de polímeros organometálicos de hierro (II) de alto y bajo espín.

Bayer synthesis has been modified to produce a series of iron (II) organometallic polymers, showing the spin-crossover phenomenon at low temperature, using 4-octadecyl-1,2,4-triazole and 4-hexadecyl-1, 2.4-triazole as bridging ligands. It was used a method of thin layer chromatography to monitor the synthesis of 4-R-1,2,4-triazole, which is selective for nitrogen aromatic rings and Mössbauer spectroscopy in order to shows the formation of iron (II) organometallic polymers in high and low spin.