Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

Biodegradación de compuestos recalcitrantes procedentes de un crudo extrapesado aplicando técnicas de biorremediación

The investigation had like main intention the evaluation of the bioremediation process asphaltene extracted from an Ayacucho heavy crude of a gravel drilling, which is located in the Orinoco Oil Belt (FPO) in the field of Carabobo, which was applied two types to him of treatments to diminish the amount of asphaltenes presents: one from a culture of depredators microorganisms of isolated extra-heavy petroleum stocks able to asphaltenes degrade (treatment A), and another one using exemplary of Eisenia foétida (treatment B), monitored during 49 days by means of bacterial growth, gravimetry, magnetic resonance of carbon thirteen and analysis of variance, establishing the comparisons of averages by means of the test of Tukey and Dunnett. The microbial growth at the end of the monitoring reached a maximum of 1.90×10(6) UFC/g after the treatment to with a removal of a 56% and 2.90×10(5) UFC/g for treatment B with a 92% being significant difference between the treatments and the pattern.

La investigación tuvo como propósito principal la evaluación del proceso de biorremediación de asfalteno extraído de un crudo extrapesado Ayacucho de un ripio de perforación, el cual se encuentra ubicado en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO) en el sector Carabobo, al cual se le aplicaron dos tipos de tratamiento para disminuir la cantidad de asfaltenos presentes: uno a partir de un cultivo de microorganismos degradadores de cepas aisladas de petróleo extrapesado capaces de degradar asfalteno (tratamiento A), y otro utilizando ejemplares de Eisenia foétida (tratamiento B), monitoreado durante 49 días por medio de crecimiento bacteriano, gravimetría, resonancia magnética de carbono trece y análisis de varianza, estableciendo las comparaciones de medias mediante la prueba de Tukey y Dunnett. El crecimiento microbiano al final del monitoreo alcanzó un máximo de 1,90×10(6) UFC/g para el tratamiento A con una remoción de un 56% y 2,90×10(5) UFC/g para el tratamiento B con un 92% encontrándose diferencia significativa entre los tratamientos y el control.

Relación del factor de revestimiento de electrodos tubulares revestidos para recubrimiento duro por SMAW con los parámetros de consumo y la geometría del depósito

At the present paper it is reported the relationship of coated factor in the behavior of coated tubular electrodes for hardfacing, using SMAW process, as to consumption parameters and the geometry of the deposited metal. The tubular electrodes were made with two coating thickness for a fixed diameter of the metal tube and coating composition, in order to value the exclusive influence of the coating thickness. Each coating factor (relation between the total diameter of the electrode and the diameter of the metal tube) was evaluated as a function of the variation in welding current. Deposits over the metal plate were made, letting evaluate the geometrical dimensions of the welding bead and the consumption parameter of electrodes. Based on the obtained results was concluded that for those electrodes the value of the coating factor have to be 1,2 and showing the best integral performance around an average welding current of 100 A.

En el presente trabajo se reporta el vínculo del factor de revestimiento sobre el comportamiento de electrodos tubulares revestidos para revestimiento duro por SMAW, en cuanto a parámetros de consumo y geometría de los depósitos. Los electrodos fueron fabricados con dos espesores de revestimiento para un diámetro del alma y composición de revestimiento invariables, a fin de valorar la influencia exclusiva del espesor de revestimiento. Cada factor de revestimiento (relación entre el diámetro del revestimiento y el diámetro del alma del electrodo) fue evaluado en función de la variación de la corriente. Fueron realizados depósitos sobre chapa, evaluándose las dimensiones geométricas del cordón y los parámetros de consumo de los electrodos. En base a los resultados obtenidos se concluye que para estos electrodos el valor de factor de revestimiento debe ser de 1,2, mostrando su mejor desempeño integral en el entorno de una corriente media de 100 A.

Caracterización del proceso de anodizado en aluminio Al3003 y Al6063 utilizando técnicas del análisis multifactorial y diseño robusto

This study pretends to quantify the effect of the process parameters in the anodizing of aluminum Al3003 and Al6063. For it, were made studies of the micro-hardness, roughness, thickness of layer and porosity of the anodized surface, using multifactorial analysis and robust design techniques. The following parameters levels were established: temperature [15°C, 25°C], time [30min; 60min], electrolyte concentration [1.2M; 2M], current density [1Amp/dm²; 3Amp/dm²], aluminum [Al3003, Al6063], and the plastic deformation [0%,10%,20%,30%], as noise parameter. A combined fractional design 2(7-2) was proposed, a total of 48 tests were made using sulfuric acid electrolytic solutions. The measurement of micro- hardness was made with an indentador Vickers loaded with 400g; the measurement of roughness Ra was made with a surface roughness tester MITUTOYO SJ-201P; and electronic microscopy was used to observe the porosity and the thickness of the oxide layer. A variance analysis (ANOVA) was made to establish the significant factors and the robustness of the effects in the results. Micro-hardness [HV]: [85.74-308.87]; roughness [μm]: [0.45-3.28]; porosity [pores]: [410.72-969.52] and thickness of oxide [μm]: [12.82-94.69] results were found. Finally, the best results and their parameters are shown for each response.

Este estudio pretende cuantificar el efecto de los parámetros del proceso en el anodizado del aluminio Al3003 y Al6063. Para ello, se realizaron estudios de la microdureza, rugosidad, espesor de capa y porosidad de la superficie anodizada, utilizando técnicas de análisis multifactorial y diseño robusto. Se establecieron los siguientes niveles de los parámetros: temperatura [15°C, 25°C], tiempo [30min; 60min], concentración de electrolito [1,2M; 2M], densidad de corriente [1Amp/dm²; 3Amp/dm²], aluminio [Al3003, Al6063], y como variable de ruido, la deformación plástica [0%, 10%, 20%, 30%]. Se propuso un diseño fraccionado 2(7-2) mixto, con el cual se realizaron un total de 48 pruebas usando soluciones electrolíticas de ácido sulfúrico. La medición de microdureza se realizó con un indentador Vickers con carga de 400g; la medición de rugosidad Ra se realizó con un rugosímetro MITUTOYO SJ-201P; la porosidad y el espesor de la capa de óxido se captó mediante microscopia electrónica. A los resultados se les realizó un análisis de varianza (ANOVA), para determinar los factores significativos y la robustez de los efectos. Se encontraron resultados de microdureza [HV]: [85,74-308,87]; rugosidad [μm]: [0,45-3,28]; porosidad [poros]: [410,72-969,52] y espesor de óxido [μm]: [12,82-94,69]. Finalmente, se muestran las combinaciones de parámetros que producen las mejores respuestas.

Metodología para la manufactura de componentes en acero inoxidable 304 mediante el proceso de conformación en frío

This paper presents results for the establishment of criteria in the design of manufacturing tools by means of cold conformation of mechanical components made of stainless steel type 304. In addition values of hardness acquired by these pieces when they are obtained by cold working are reported. The results presented correspond to the performance of the designed tools and to the manufacture of self-propelling mechanical components. The starting point for the development of this work was to apply design criteria of tools for conformation in cold steels. It is important to keep in mind, that this type of steel increases its hardness when it is worn out in cold, this impedes the manufacture of components in series.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos para el establecimiento de los criterios en el diseño de herramientas para la manufactura, mediante la conformación en frío, de elementos mecánicos en acero inoxidable tipo 304. Además, se reportan los valores de dureza que adquieren estas piezas cuando se obtienen por trabajo en frío. Los resultados que se muestran corresponden al rendimiento de herramientas previamente diseñadas y a la manufactura de elementos mecánicos automotrices. El punto de partida para el desarrollo de este trabajo fue la aplicación de criterios de diseño de herramientas que se emplean para la conformación en frío de aceros al Carbón. Como antecedente, este tipo de acero incrementa su dureza cuando es trabajado en frío, lo cual dificulta la fabricación de componentes en serie.

Adsorción para la remoción de compuestos fenólicos presentes en el efluente de un reactor biológico

The efficiency of an adsorption column packed with granular activated carbon, prepared from sugarcane bagasse, for the removal of phenol, 2-chlorophenol, 2-nitrophenol and 2,4-dimethylphenol, from the effluent of an UASB reactor was evaluated. Tests were carried out applying hydraulic residence time (TRH) of 0,067 y 0,186 d, obtaining better results with a TRH of 0,186 d. The saturation of the adsorbent bed was reached after 12 h and 20 h of continuous operation respectively, for each applied TRH, after which the presence of toxic compounds was detected in the effluent of the column. With the applied treatment, removal percentages in DQO of 67,09% and 73,93% respectively was reached, represented this DQO for compound organic different from the toxics of interest, not retained when going the residual water throw the column. The investigation allowed demonstrating the applicability of the process of adsorption for the elimination of toxic organic compounds from a wastewater.

Se evaluó la eficiencia de una columna de adsorción empacada con carbón activado granular, preparada a partir de bagazo de caña, para la remoción de fenol, 2-clorofenol, 2-nitrofenol y 2,4-dimetilfenol, del efluente de un reactor UASB. Se realizaron pruebas aplicando tiempos de retención hidráulicos (TRH) de 0,067 y 0,186 d, obteniéndose mejores resultados con un TRH de 0,186 d. La saturación del lecho adsorbente se alcanzó después de 12 h y 20 h de operación continua respectivamente, para cada TRH aplicado, luego de las cuales se detectó la presencia de compuestos tóxicos en el efluente de la columna. Con el tratamiento aplicado se logró una remoción promedio en la DQO de 67,09% y 73,93% respectivamente; representada esta DQO por compuestos orgánicos diferentes de los tóxicos de interés, no retenidos al pasar el agua residual por la columna. La investigación permitió demostrar la aplicabilidad del proceso de adsorción para la eliminación de compuestos orgánicos tóxicos presentes en un agua residual.

Síntesis de acetato de n-butilo mediante un sistema de destilación reactiva a partir de un desecho agroindustrial

This work understands a study in the potential use of the oil of Fusel, an agro-industrial waste, of which the alcohol obtains n-butílico for the production acetate of n-butilo in a system ecoeficiente combined reaction-separation to pilot scale, using a catalyst such as ion exchange resin (Purolite C-100). The experiments were performed at constant pressure (P = 0,936 atm) and different conditions of input. The final composition of the ester reached by the system operating at different conditions of input demonstrated the many advantages of this process over the conventional technique for the synthesis of organic compounds with higher purity. The simulation of the column is made in Aspen Plus based on the experimental information provided, with the purpose of reproducing the data. The most important findings a 46% alcohol and that the best condition of operation in reactive distillation column found consisted of an excess of acetic acid (2:1 molar ratio) reaching a final composition of butyl acetate equal to 99 % and considerably lower energy.

El presente trabajo comprende un estudio en el uso potencial del aceite de Fusel, desecho agroindustrial, del cual se obtiene el alcohol n-butílico para la producción acetato de n-butilo en un sistema ecoeficiente combinado reacción-separación a escala piloto utilizando como catalizador una resina de intercambio (Purolite C-100). Los experimentos en el sistema reactivo se realizaron a presión constante (P = 0,936 atm) y a diferentes condiciones de alimentación. La composición final del éster alcanzada por el sistema semi-continuo bajo distintas condiciones de operación, demostró las bondades de este proceso respecto al convencional en la obtención de compuestos orgánicos con elevadas conversiones en una sola unidad. Se realizó la simulación de la columna en Aspen Plus partiendo de la información experimental suministrada, con el fin de corroborar la reproducibilidad de los datos. Entre las conclusiones se destaca la recuperación de un 46%del alcohol y que la mejor condición de operación en la columna de destilación reactiva consistió en un exceso de ácido acético (relación molar 2:1), alcanzando una composición molar final de acetato de butilo del 99% y con una considerable disminución energética.

Estudio de la confiabilidad humana en el mantenimiento aeronáutico

This research work deals with the development of a survey model designed to collect information about functional behavior of the operative personnel working for an aircraft maintenance company devoted to service general aviation (small aircraft of less than 12,500 pounds). The reliability model was based on different factors affecting the workers performance during the productive activity of the company. Influencing factors considered were: training, development, ergonomics, ownership, communication and human needs, as proposed by Abraham Maslow. The model used facilitates a better understanding of the causes that stimulate workers to do a better work to the benefit of their organization. Once the model was carefully validated and the field data was acquired at the company facilities, the values obtained with the Maslow model were analyzed by means of graphical representation. Results were used as a starting point to generate human reliability strategies in order to improve processes and maintenance operations in the aviation maintenance company under study.

El presente trabajo de investigación se basa en una encuesta diseñada para recopilar la información del comportamiento funcional del personal operativo de una empresa de mantenimiento aeronáutico especializada en aviación general (aeronaves pequeñas de menos de 12500 libras). La configuración del modelo de confiabilidad se basó en factores de confiabilidad humana, seleccionados considerando su influencia en los trabajadores durante las labores productivas propias de una empresa. La investigación se fundamentó en los siguientes factores focales: capacitación, desarrollo, ergonomía, pertenencia, comunicación y motivación. Los resultados de la evaluación de los factores enumerados, se interrelacionaron con el modelo jerárquico de necesidades desarrollado por Abraham Maslow. El modelo utilizado permite profundizar en las causas que mueven al empleado a trabajar en una empresa aportando su trabajo y sapiencia para el éxito de la misma. Luego de validar cuidadosamente el modelo, mediante la obtención por separado de la validez de contenido, la validez de criterio y la validez de constructo, y de adquirir la información de campo en las facilidades de la empresa, se procedió al análisis de los valores obtenidos con el modelo de Maslow a través de representaciones gráficas de los mismos. Los resultados obtenidos se utilizaron como punto de partida para generar las estrategias de confiabilidad humana, mejorar los procesos y las operaciones de la empresa de mantenimiento aeronáutico bajo estudio.

Diseño de escudos de radiación para secadores infrarrojos

We present a numerical-experimental study of an infrared gas heater for the final drying of the superficial layer of paint impregnated in the leather. Radiation shields are designed and implemented to reflect heat to the leather in order to optimize its operation and minimize leakage or losses of heat. The design of the shields is made by means of numerical simulations using the finite element method and computer software. The efficiency of these shields by thermography studies was validated. The main objective of this work is to improve the industrial efficiency of the prototype employed.

Se presenta el estudio numérico-experimental de un secador infrarrojo alimentado con gas para el secado final de la capa superficial de pintura que se impregna en el cuero. Para esto, se diseñan e implementan escudos de radiación para reflejar el calor hacia el cuero con el objetivo de optimizar su funcionamiento, así como también minimizar las fugas o pérdidas de calor. El diseño de los escudos se realiza mediante simulaciones numéricas utilizando el método del elemento finito haciendo uso de programas computacionales. La validación de la eficiencia de estos escudos se realiza mediante estudios termográficos. El objetivo del presente trabajo es mejorar la eficiencia industrial del prototipo del secador infrarrojo empleado.

Actividad petrolera y sus efectos en la cobertura vegetal en el Estado Amazonas-Brasil

The objective of this research is to identify effects in vegetation coverage generated by the activity of the oil industry, and obtain the index of environmental degradation for eight counties of the state of Amazonas-Brazil: Coari, Codajás, Anori, Anamã, Caapiranga, Manacapuru, Manaus, and Iranduba. The survey was conducted during the period of dry hydrological. The detection of alterations in vegetation coverage was made possible through the analysis of radar images of satellite RADARSAT-1 and for determination of ID degradation index, were used biological indicators, economic and demographic, using the method of factor analysis with Principal Component decomposition, based on the application of SPSS software. The level of deforestation in the counties as a consequence of oil industry activity was 64.9 km² of type dense ombrophylous forest; of which Coari has 61 %, Manaus 15%, Anamã 8%, and Codajás 7%. The average ID was 1.09%, the counties with highest ID were Coari and Iranduba with 1.56%, followed by Manaus with 1.48%, the counties with lowest ID were Anori with 0.17% and Caapiranga with 0.6%. By 2008, 97% of the deforested area of the Coari County had been reforested (Petroleum Province of Urucu).

El objetivo de este trabajo es identificar los efectos en la cobertura vegetal generados por la actividad petrolera y obtener un índice de degradación ambiental para ocho municipios del estado Amazonas-Brasil: Coari, Codajás, Anori, Anamã, Caapiranga, Manacapuru, Iranduba y Manaus. Los datos analizados fueron de un período hidrológico de sequía. La detección de alteración en la cobertura vegetal fue efectuada mediante análisis de imágenes del satélite RADARSAT-1 y para la determinación del Indice de Degración ambiental ID, se utilizaron indicadores biológicos, económicos y demográficos, empleando el método de análisis factorial con descomposición en Componentes Principales, basados en el software aplicativo SPSS. El nivel de deforestación de los municipios, como consequencia de la actividad petrolera, fue de 64,9 km² de selva tipo ombrófila densa; correspondiendo a Coari el 61%, 15% a Manaus, 8% para Anamã y 7% a Codajás. El ID promedio fue de 1,09%; los municipios con mayor ID fueron Coari e Iranduba con 1,56%, seguido del municipio Manaus con 1,48%, los de menor ID fueron Anori con 0,17% y Caapiranga con 0,6%. Hasta el año 2008, el 97% del área deforestada del municipio Coari fue reforestada (Provincia Petrolera de Urucu).

Modelación mediante MEF de la transferencia de calor en proceso de síntesis de material cerámico bajo arco eléctrico

In this paper, a general characterization of ceramic materials and SiC-Al2O3-specific obtained by Self-sustained Synthesis of High Temperature Assisted by Electric Arc (EA-SHS) process developed by researchers at CIS. It describes the physical and thermal characteristics of the materials involved in the reaction system, raw materials SiO2-Al-C and furnace materials - to perform the finite element model (FEM) and simulated by ANSYS-MULTIPHYSICS software transfer heat produced by a power source to the pickup point of the reactants and other elements of the oven. It declares the heat transfer by convection and radiation from high temperature process. The MEF obtained model was run with various intensities of the heat source (100, 80, 60 and 40 A), observing the behaviour of the temperature vs. time at different points of the pellet and providing technical criteria for carrying out the synthesis of the ceramic material.

En el presente trabajo se realiza una caracterización general de los materiales cerámicos, y en específico del SiC-Al2O3 obtenido mediante la Síntesis Auto-sostenida de Alta Temperatura asistida por Arco Eléctrico (SHS-AE), proceso desarrollado por investigadores del CIS. Se describen las características físico- térmicas de los materiales involucrados en la reacción -materias primas del sistema SiO2-Al-C y materiales del horno- para luego poder realizar el Modelo por Elementos Finitos (MEF) y simular mediante el software ANSYS-MULTIPHYSICS la transferencia de calor producida por una fuente de energía puntual hacia la pastilla de los reactantes y demás elementos del horno. Se declara la transferencia de calor por convección y radiación por la alta temperatura del proceso. El modelo MEF obtenido se ejecutó con varias intensidades de la fuente de calor (100, 80, 60 y 40 A), en el que se pudo observar el comportamiento de la temperatura respecto al tiempo en los diferentes puntos de la pastilla, y a su vez proporciono criterios tecnológicos para la realización de la síntesis del material cerámico.

Algunos resultados sobre un operador q-integral fraccional que incluye la función hipergeométrica básica generalizada

In this paper the operator L(.) of the basic multiple hypergeometric function given by Yadav et al. is used in order to obtain the fractional q-integral operator L(.) of the generalized basic hypergeometric function rΦs(.), also the q-Mellin transformfor the operator L(.) is presented. Various interesting special cases, involving q-special functions, have been derived as application of the main result.

En este trabajo el operador L(.) de la función hipergeométrica múltiple básica dado por Yadav et al. es usado con el fin de obtener el operador q-integral fraccional L(.) de la función hipergeométrica básica generalizada rΦs(.), además se presenta la transformada q-Mellin del operador L(.). Varios casos especiales interesantes, que incluyen funciones q-especiales, han sido derivados como aplicación del resultado principal.

Sistema multi-tipos de colonias de hormigas para la solución del problema de múltiples agentes vendedores

The Multiple Traveling Salesman problem (mTSP) is an extension of the well-known Traveling Salesman Problem (TSP), where more than one salesman is allowed to be used in order to visit some cities just once. Furthermore, the formulation of the mTSP seem more relevant for real-life applications, and also can be extended to a wide variety of Vehicle Routing Problems (VRPs) by incorporating some additional side constraints, such as the vehicle capacity and customer demands. Although the literature for the TSP and the VRP is definitely wide, the mTSP has not received the same amount of attention. In that sense, this paper proposes a new algorithm based on Ant Colony Optimization (ACO) for the mTSP, specifically Multi-type Ant Colony System (M-ACS), where each colony represents a possible global solution. Moreover, these colonies cooperate by means of frequent pheromone exchanges in order to find a competitive solution for the mTSP. The algorithm performance has been compared with one of the most efficient local search algorithms for mTSP, the Lin-Kernighan algorithm. Computational results confirm the competitiveness and efficiency of the strategy we propose.

El problema de los múltiples viajeros vendedores (Multiple Traveling Salesman Problem, mTSP) es una extensión del bien conocido problema del viajero vendedor (Traveling Salesman Problem, TSP), en dicha extensión se puede utilizar más de un vendedor con la finalidad de visitar un conjunto de ciudades solamente una vez. La formulación del mTSP se ajusta más a los problemas empresariales de la vida real, además puede ser extendida a una amplia variedad de los problemas de enrutamiento de vehículos (Vehicle Routing Problems, VRPs), mediante la incorporación de algunas restricciones, tales como: limitar la capacidad del vehículo y establecer demanda cuantificable en cada cliente o ciudad. A pesar de que la literatura científica para el TSP y los VRPs ha sido abundante, las investigaciones relativas al mTSP han sido limitadas. En este sentido, la presente investigación propone un nuevo algoritmo inspirado en el comportamiento de las hormigas nombrado Optimización basada en colonias de hormigas (Ant Colony Optimization, ACO) para la solución del mTSP, específicamente Sistema Multi-tipos de Colonias de Hormigas (M-ACS), donde cada colonia representa una posible solución global del problema. Las colonias cooperan mediante frecuentes intercambios de feromona en busca de una solución eficiente para el mTSP. El desempeño del algoritmo propuesto ha sido comparado con uno de los algoritmos de búsqueda local más eficientes para dicho problema, la heurística de Lin-Kernighan. Finalmente, los resultados computacionales obtenidos confirman la competitividad y eficiencia de la estrategia de solución propuesta.