Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

La ciencia venezolana por caminos incongruentes

A Mathematical Model for the Dimensioning of Combined Footings of Rectangular Shape

This paper presents a mathematical model to obtain the most economical dimension of the contact surface in combined footings of rectangular shape subjected to an axial load and moment in two directions (bidirectional bending), when the load that must support said structural member is applied. The cases presented in this paper are: 1) Combined footings of boundary; 2) Combined footings intermediate. The classic model considers an axial load and a moment around the axis X (transverse axis) applied to each column, i.e., the force resulting from the applied loads are located on the axis Y (longitudinal axis), and once obtained the resultant force and its position is necessary to adjust the length thereof such that the centroid of loads coincides with the geometrical center. The main part of this research is that the proposed model considers the bending moments around the axis Y and the classic model neglected the moments around the axis Y . Then, the proposed model is more suited to the general conditions and is more economical.

En este trabajo se presenta un modelo matemático para determinar la medida más económica de la superficie de contacto en zapatas combinadas de forma rectangular sometidas a una carga axial y momento en dos direcciones (flexión bidireccional), cuando la carga que debe soportar dicho miembro estructural se aplica. Los casos que se presentan en este documento son: 1) Zapata combinada de lindero, 2) Zapata combinada intermedia. El modelo clásico considera una carga axial y un solo momento alrededor del eje X (eje transversal) aplicada en cada columna, es decir, la fuerza resultante de las cargas aplicadas se localiza sobre el eje Y (eje longitudinal), y una vez obtenida la fuerza resultante y su posición es necesario ajustar la longitud de ésta de tal manera que el centroide de cargas coincida con el centro geométrico. La parte principal de esta investigación es que el modelo propuesto considera momentos flexionantes alrededor del eje Y y el modelo clásico no los toma en cuenta. Entonces, el modelo propuesto se ajusta más a las condiciones generales y es más económico.

Up flow plug hydrodynamic 3D-simulation into a concentric constructed tank to sludge removal

Plug up flow promote hydraulic efficiency and remove organic matter through the sedimentation. To probe this affirmation a metallic tank was constructed 4 concentric rings with and different internal diameter as 3200mm, 2240mm, 1280mm and 320mm respectively. The main objective of this study was to simulate the hydrodynamic velocities vectors for the ringing tank using CFD modeling. DHI MIKE3 computer program was used. Finite Element Mesh FEM was generated and bathymetric was added varying the depth at the weir water crossing pass from 1900mm to 1700mm. Similarity condition were kept to geometric boundaries as original tank design. Methodology consist to setting up a grid with 16 sided-polygons for each ring and 3 running were done for 1440 time step of 30s each one. The simulation showed velocities vectors for the first channel ranges from 0 to 0.04 ms-1 , second ranging from 0.08 to 0.12 ms-1 and the third range from 0.04 to 0.08 ms-1 . Conclusions point out that axial- longitudinal flow was promoting and clear zones appeared with turbulence flow at reduced area such weir water crossing. First and third channel were less velocity and this match well with sediment deposits observed at the real tank.

El flujo pistón promueve la eficiencia hidráulica y la remoción de materia orgánica mediante la sedimentación. Para comprobar esta afirmación se construyo un tanque metálico de 4 anillos concéntricos de diferentes diámetros 3200mm, 2240mm, 1280mm y 320mm respectivamente. El objetivo de esta investigación fue simular los vectores de velocidad utilizando la Dinámica de Flujo Computacional DFC, aplicando el programa MIKE3 a través de una malla 2D de elementos finitos a la cual se le agrego la batimetría de agua variable desde 1900mm hasta 1700mm y las condiciones de bordes circulares de acuerdo al diseño y dimensiones de la estructura del tanque. La metodología consistió en generar un modelo de cuatro anillos concéntricos con polígonos de 16 lados con vertederos para cada uno, se realizaron tres corridas de 1440 pasos de 30s cada una (TS). La magnitud de los vectores de velocidad varió en los rangos para el primer canal desde 0 hasta 0,04ms-1 , para el segundo canal desde 0,08 hasta 0,12ms -1 y en el tercer canal desde 0,04 hasta 0,08ms -1 . Se concluyó que el fluido tuvo un comportamiento de forma axial longitudinalmente señalando zonas de clara turbulencia donde el área era reducida tal como en los vertederos ubicados en los pases de flujo entre los canales. Las zonas donde la velocidad fue menor al promedio, tales como en el 1er y 3er canal arrojaron más depósitos de sedimentos coincidiendo con lo observado en el tanque construido.

Distribution of the components between the phases obtained from blends of a styrene-butadiene star-copolymer and polystyrene or polybutadiene

With the objective of clarifying the phenomena taking place during the synthesis of high impact polystyrene (HIPS), polymeric mixtures between polystyrene (PS) or polybutadiene (PB) and a star-shaped poly(styrene-butadiene) copolymer (BC) were prepared using ethylbenzene (EB) as a solvent. The molar mass of PS, the BC concentration and the total mass fraction of the PS were varied. The morphology of some of the mixtures or isolated phases was observed by transmission electron microscopy. It was found that the stability of the homopolymer/BC/EB blends increased when their viscosity and affinity between its components were higher. Both, the affinity and the distribution of the components when demixing occurred, were dependent upon the concentration of BC and the relationship between the molar masses of the blocks in BC and each one of the homopolymers investigated. The mixtures PS/BC were stable, except for the case with the high PS molar mass and the highest BC concentration. In this case and also for the PS - rich isolated phase, BC exhibited lamellar microdomains dispersed in a continuous PS-rich phase. The number and diameter of these microdomains were dependent upon the BC concentration in the PS matrix.

Con el propósito de esclarecer los fenómenos que tienen lugar durante la síntesis del poliestireno de alto impacto (HIPS), se prepararon mezclas poliméricas utilizando poliestireno (PS) o polibutadieno (PB) y un copolímero tipo estrella estireno- butadieno (BC), empleando etilbenceno (EB) como solvente. Se varió la masa molar del PS, la concentración de BC y la fracción másica total de PS. Las morfologías de algunas de las mezclas o fases aisladas, se observaron por microscopía electrónica de transmisión. Se encontró que las mezclas homopolímero/BC/EB fueron más estables cuanto mayores fueron su viscosidad y la afinidad entre sus componentes. Tanto la afinidad como el reparto de los componentes cuando ocurrió desmezclado, fueron función de la concentración de BC y de la relación entre las masas molares de los bloques de BC y cada uno de los homopolímeros investigados. Las mezclas PS/BC fueron estables, excepto para el caso de PS con alta masa molar y la mayor concentración de BC. En este caso y también para la fase aislada rica en PS, BC exhibió microdominios lamelares dispersos en una fase continua rica en PS. El número y el diámetro de estos microdominios fueron dependientes de la concentración de BC en la matriz de PS.

Adsorptive Capacity of Activated Carbon from Algarrobo as Fixed Bed for Nickel Adsorption

Adsorption column tests, using granular activated carbon CAA as fixed-bed at constant operating column parameters, were performed, including: fixed bed length, flow rate, nickel initial concentration in the influent solution, and changing the pH of the influent solution at 3.00, 4.50 and 6.00. The results showed that a pH value of 6.00, the evaluation parameters were much more successful than the rest of the pH of the solution studied. t b = 5.76 min, t s = 119 min, V ef = 170 mL, L ZTM = 8.19 cm, q eq = 2.36 mg×g -1 y un R T = 88.91 % values were obtained. The Yoon-Nelson model was applied to the experimental data to describe the behavior of the breakthrough curve, found that the values were adjusted successfully to model because the linear correlation obtained, with R 2 values greater than 0.96. Breakthrough curves, observed and calculated, showed the typical S-shape that characterizes them, with different points of inflection; reflecting more widened and steeper as the pH value in the influent solution was increasing.

Se realizaron ensayos de adsorción en columna, utilizando carbón activado granular de algarrobo CAA como lecho fijo, con parámetros de operación de la columna constantes, entre ellos: longitud del lecho, caudal, concentración inicial de níquel en la solución afluente, y variando el pH de la solución del afluente en 3,00; 4,50 y 6,00. Los resultados obtenidos mostraron que a un valor de pH = 6,00, los parámetros de evaluación resultaron mucho más satisfactorios que el resto de los pH de la solución estudiados. Se obtuvieron valores de t b = 5,76 min, t s = 119 min, V ef = 170 mL, L ZTM = 8,19 cm, q eq = 2,36 mg×g -1 y un R T = 88,91 %. El modelo de Yoon-Nelson fue aplicado a los datos experimentales para describir el comportamiento de la curva de breakthrough , encontrándose que los valores se ajustaron al modelo satisfactoriamente debido a la correlación lineal obtenida, con valores de R 2 mayores a 0,96. Las curvas de breakthrough , observadas y calculadas, mostraron la típica forma de S que las caracteriza, con diferentes puntos de inflexión; reflejándose más inclinadas y ensanchadas a medida que el valor de pH en la solución afluente fue incrementándose.

Funtional Properties of Starch Yam (Dioscorea bulbífera, Dioscorea trífida y Dioscorea esculenta)

Measurement system of starch particles using digital images

This paper introduces a vision system capable of identifying and measuring achira starch particles. It focuses on identifying the particle and calculating the area of each particle when they are exposed to different temperatures. This tool serves to characterize starch types which are not well known but are available as economic alternative sources. The system is composed of three stages: the image segmentation algorithms implemented in MATLAB software using morphological transformation operators, the Watershed technique of controlled markers segmentation, and the properties calculation out of the binarized and segmented image. As results, we have a clear segmentation where the efficient particle count and the correct identification of the area of each particle is observed. Nevertheless, the project did not reach all the expect due to the extended particles lost the maltese cross.

En este trabajo se presenta un sistema de visión capaz de identificar y medir partículas de almidón de achira. El sistema está enfocado en identificar las partículas y calcular el área de cada una de ellas a diferentes temperaturas, siendo así útil para caracterizar a otros tipos de almidones que no son muy conocidos pero que están disponibles como fuentes alternativas y económicas. El sistema se compone de tres etapas: la implementación de algoritmos de segmentación de imágenes en el software MATLAB, mediante operadores de transformación morfológica, la técnica de segmentación de marcadores controlados Watershed , y el cálculo de propiedades a partir de la imagen binarizada y segmentada. Con esto, se obtiene como resultado una segmentación ilustrativa, en la cual se presenta un conteo eficiente, así como la correcta identificación del área de cada partícula. Sin embargo, el alcance del proyecto no consiguió aislar partículas expandidas debido a que se pierde la cruz de malta.