Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

INPELUZ: Un alerta a la comunidad científica

On-line Gaseous Phase Generation - Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectrometry: A New and Powerful Analytical Technique

In this work; a critical review about on-line gaseous phases generation with Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry detection is presented. In this sense, different experimental approaches for the determination of ethanol and carbonates in different samples, and for the simultaneous determination of benzene, toluene and methyl tert-butyl ether in gasoline; and butyl acetate, toluene and methyl ethyl ketone in commercial paint solvents has been examined. In all these methods, the figures of merit are adequate for the proposed applications, and the results are in good agreement with those obtained by diverse reference procedures. Also, it is presented the recent development of the flow analysis-hydride generation-FTIR coupling for the individual and simultaneous determination of antimony, arsenic and tin, as well as some applications proposed for this technique. All this procedures are focused to demonstrate the real analytic potentiality depicted by the on line gaseous phase generation-FTIR spectrometry technique for the analysis of real samples.

En el presente trabajo se hace una revisión crítica de los trabajos que han aparecido en la literatura especializada sobre la generación de fases gaseosas en línea, y su determinación vía espectrometría infrarroja de transformada de Fourier (IR-TF). Se examinan diversos procedimientos analíticos desarrollados para la determinación de alcoholes y carbonatos en varias matrices, mezclas de tolueno, benceno y metil, tert-butil éter en gasolinas, y acetato de butilo, tolueno y metil etil cetona en solventes comerciales para pintura; cuyas Figuras de mérito son adecuadas para las aplicaciones propuestas. En todos los casos, los resultados reportados en los trabajos revisados muestran una buena coincidencia con aquellos obtenidos mediante métodos de referencia. También se presenta el desarrollo reciente del acoplamiento del análisis en flujo con generación de hidruros y detección por IR-TF para la determinación individual y simultánea de antimonio, arsénico y estaño, así como algunas aplicaciones propuestas para esta técnica. Todo esto con la finalidad de mostrar la real potencialidad analítica que presenta la técnica de generación de fases gaseosas con detección por espectrometría IR-TF en el análisis de muestras reales.

Designing a computarized mathematical model corrosion costs

Recording and analyzing the costs associated with corrosion control in Venezuelan Industry, indeed in most industries, is not considered as a factor associated with an individual or independent heading under Corrosion. They are simply listed or included under general maintenance operations, which conceals the costs really incurred by corrosion. The need therefore arises for segregating these costs so as to be able to determine not only how much industry invests with respect to this problem but also how it impacts its budgets and the losses sustained as a function of the Gross Domestic Product (GDP). These costs were determined by first developing a phase in which a series of surveys and interviews were carried out among the industries that are most important for the Venezuelan economy, considering two of the main categories in the Industrial Sector: Production-Manufacture and Services. Secondly, a computerized mathematical model was developed from the series of variables produced by these instruments. The model includes all the essential variables associated with corrosion problems and control methods. The application of this model will provide knowledge of the costs associated with the problem of corrosion in Venezuela at large as well as in the industries in which it is applied.

El registro y análisis de los costos asociados con operaciones de control de la corrosión en la Industria Venezolana y en la mayoría de las industrias, no se toma como un factor asociado a un rubro individual o independiente de Corrosión; simplemente éstos se relacionan o se incluyen a las operaciones de mantenimiento en general; lo cual enmascara los costos verdaderos por corrosión. Por lo tanto, surge la necesidad de disgregar estos costos con la finalidad de determinar no solo cuanto invierte la industria en lo que respecta a este problema; sino cuál es el impacto en sus presupuestos y las pérdidas en sus operaciones ocasionadas por este fenómeno. Para ello, lo primero que se tuvo que realizar fue el diseño de dos instrumentos de medición (entrevista y encuesta) aplicándolas a las industrias más importantes en la economía del país, abarcando dos categorías principales del sector industrial, a saber: Producción-Manufactura y Servicios. Con estos instrumentos de medición se obtuvieron resultados valiosos, tanto desde el punto de vista de corrosión como de costos, que permitieron posteriormente desarrollar un modelo matemático computarizado, donde se consideraron todas las variables esenciales asociadas a los problemas y métodos de control de la corrosión. La aplicación de este modelo permite conocer los costos ocasionados por la corrosión en cualquier industria y su impacto en la economía del país a través de la variable económica Producto Interno Bruto (PIB).

Synthetic aspects of the electrochemical oxidation of 4-methyl anisole

4-methyl anisole is oxidized, in a first stage to produce a cation radical that undergoes deprotonation. Although a single oxidation peak is reported in literature corresponding to the loss of two electrons, we have been able to split it into a couple of peaks for one electron each. The cation radical is deprotonated to form a neutral radical which oxidizes to a cationic species. Two kind of reactions can occur, depending upon the reaction conditions: Whether a nucleophylic attack of the acetonitrile on the intermediate species, or polymerization of 4-methyl anisole.

El 4-metil anisol se oxida en una primera etapa para formar un catión radical, el cual sufre una deprotonación. Aunque la literatura reporta un pico de oxidación correspondiente a la pérdida de dos electrones, se han encontrado, en este trabajo, condiciones bajo las cuales ese pico se desdobla en dos de un electrón cada uno. El catión radical es deprotonado para formar un radical neutro, el cual sufre una oxidación posterior a una especie catiónica. Hay dos tipos de reacción que pueden ocurrir, dependiendo de las condiciones: ataque nucleofílico a la especie intermediaria por el acetonitrilo, con posterior hidrólisis para formar una acetamida o polimerización del 4-metil anisol.

The random neural network model on the color pattern recognition problem

The purpose of this paper is to describe the use of the multiple classes random neural network model to recognize patterns having different colors. We propose a learning algorithm for the recognition of color patterns based upon the non-linear equations of the multiple classes random neural network model using gradient descent of a quadratic error function. In addition, we propose a progressive retrieval process with adaptive threshold value. The experimental evaluation shows that our approach provides good results.

El propósito de este artículo es describir el uso del modelo neuronal aleatorio con múltiples clases para reconocer patrones con diferentes colores. Nosotros proponemos un algoritmo de aprendizaje para el reconocimiento de patrones coloreados basados en la ecuación no lineal del modelo neuronal aleatorio con múltiples clases usando el descenso de gradiente de una función cuadrática de error. Además, proponemos un proceso de recuperación progresiva con un valor de umbral adaptativo. La evaluación experimental muestra que nuestro enfoque da buenos resultados.

Fault detection and diagnosis using robust transition structures

The robust transition structures originally applied to control processes with different operation points, is presented as alternative for fault detection and diagnosis. An advantage of this method is the reduction of the mathematical complexity inherent to many structures applied to fault detection and diagnosis. The proposed method utilizes parametric mathematical models to characterize the faults in the instruments. Finally, this scheme is tested by means of computer simulations through a Continuous Stirred tank Reactor (CSTR) model as a process.

Las estructuras de transición robusta aplicada originalmente al control de procesos con diferentes regímenes de operación, se plantean como alternativa para la detección y el diagnóstico de fallas. Una de las ventajas de este método es la reducción en la complejidad matemática inherente a muchas estructuras aplicadas a la detección y el diagnóstico de fallas. El esquema propuesto utiliza modelos matemáticos paramétricos para caracterizar las fallas en los instrumentos. Finalmente esta técnica es probada mediante simulaciones utilizando como proceso el modelo de un tanque de agitación continua.

A proposal method for fault detection and diagnosis in chemical processes instrumentation using wavelet transform

This paper presents an approach to analyse different kinds of chemical processes instrumentation faults. The proposed approach makes a detection and diagnosis of the instrument worsening in the process. A chemical process model is used to show how the approach works, to differentiate valves and transmitter problems an analysis in the wavelet domain is presented along with pattern recognition procedures, such as correlation coefficient and Euclidean distance approaches.

En este trabajo se hace un análisis de las diferentes fallas que se pueden presentar en los instrumentos de un proceso químico (válvula y transmisor). El método propuesto detecta y diagnostica el instrumento con problemas en el proceso. Un modelo de un proceso químico es usado para ver cómo trabaja el método propuesto, para diferenciar una falla de válvula de una falla de transmisor, se utiliza un análisis en el dominio wavelet; luego se mide la diferencia entre las fallas utilizando técnicas de reconocimiento de patrones, en este caso Coeficiente de Correlación y Distancia Euclidiana.

Influence of roughness, aspect ratio and reynolds number on shear stress in channels and non-pressurized closed ducts

With the purpose of obtaining shear stress distributions at the walls and at the bed, of an open channel, experimental data available in literature, for smooth open channels and smooth rectangular ducts, are analyzed and confronted. Similitude criteria between a free surface flow and a close non-pressurized flow are given. The influence of the aspect ratio on shear distribution is determined and different functional relationships are obtained. Mean shear stresses at the walls and at the bed are analyzed and empirical relationships are obtained. Experimental equations show satisfactory correlation coefficients.

En este trabajo se establece la distribución del esfuerzo cortante en las paredes y en el fondo de canales rectangulares lisos. Se analiza y contrasta con información experimental disponible en la bibliografía, tanto para canales lisos como para ductos lisos. Se establece la similitud existente entre el flujo a superficie libre y el flujo en ductos no presurizados. Además se trata de determinar la influencia de la relación de aspecto, del número de Reynolds y la rugosidad en la distribución de esfuerzos cortantes en los contornos. Se encuentran relaciones funcionales de la distribución del esfuerzo cortante en función de la relación de aspecto. Se analiza el esfuerzo cortante medio de pared y fondo adimensionalizados con la profundidad y con el radio hidráulico. Se obtienen las respectivas relaciones funcionales. Las ecuaciones de ajuste obtenidas son satisfactorias como lo indica el grado de correlación obtenido.

Simulation and prediction of hydrodynamic performance at University of Zulias wastewater stabilization ponds using a 3D-Computational Fluid Dynamic (CFD) model

The University of Zulia wastewater treatment is comprised for three series of stabilization ponds, 3 facultative (A1, B1, C1) and 6 maturation (A2, A3, B2, B3. C2, C3) which have been operational since 1992 when it was founded. A series of simulation and prediction of hydrodynamic behavior in WSPs using a model HYDRO-3D calibrated is the aim of this study. Two task stages conformed by 15 hydraulic model simulations were made in order to evaluate the hydraulic performance based on outputs vector plots. The former was simulated with the original lagoon design built in 1992, that included solely an inlet and an outlet pipe for each lagoon. The second was simulated with a U shape pipe at the outlet and multiple inlets, it which was constructed in 1995 as part of system improvements. Results from HYDRO-3D program showed that original design had short-circuited and dead zone around of inlet area due to uneven shear stress. Second series of runs to facultative lagoons (A1, B1, C1), showed that a U shape pipe placed at outlet eliminated a conflictive zone and hence improved mixing within the basin. Wind effects produced more damaged on maturation pond when inlet is placed at the bottom level (current) in comparison with one on the top level (simulated). HYDRO-3D simulation suggested that to increase mixing on maturation ponds A2 and B2 a double directly pipe at the top level would increase hydraulic performance.

Las lagunas del la Universidad del Zulia están conformadas por tres series, 3 facultativas (A1, B1, C1) y 6 de maduración, 2 en serie por cada laguna facultativa (A2, A3, B2, B3, C2, C3). El objetivo principal de este estudio fue simular el comportamiento hidrodinámico utilizando un modelo calibrado HYDRO-3D. Dos etapas especificas fueron estudiadas en las cuales 15 alternativas de simulación fueron analizadas. La primera con las condiciones originales de diseño (1992) y la segunda con las modificaciones implementadas en las entradas y salidas (1995) en las lagunas de LUZ. Los resultados para las condiciones originales arrojaron que el diseño original presentaba zonas críticas para las lagunas facultativas y de maduración, ocasionadas por el flujo advectivo producido por la descarga unitaria del afluente en la superficie. Los resultados simulados para las modificaciones demostraron que al aumentar él numero de salidas de una a dos incrementa el porcentaje de mezcla y disminuye las zonas de cortos circuitos en las lagunas facultativas (A1,B1,C1); no ocurriendo así en las de maduración. El efecto del viento lateral y con dirección predominante noreste 30° con respecto al afluente influye notablemente, siendo más desfavorable cuando el afluente fue colocado en el fondo (actual) en vez de la superficie (simulado) para las lagunas de maduración (A2 y B2). Las conclusiones indicaron que la eficiencia hidráulica se podría incrementar en las lagunas (A2 y B2), cuando se simula dos tuberías superficiales en el afluente en vez de una sumergida.