Flujo crítico en canales abiertos, solución numérica me-diante el método de Newton-Raphson para aplicación Android 4.0

Context: In this article we present an algorithm under JavaScript source code for critical flow equation solution. Method: An object-oriented programming language was implemented for Android 4.0 or higher systems based on iterative and incremental processes (Agile development). The numerical method of Newton-Raphson was used to determine the critical depth of seven hydraulic sections (rectangular, trapezoidal, asymmetric trapezoidal, triangular, asymmetric triangular, parabolic and circular). A potential function was obtained to establish the seed value in iterative process, in order to accelerate and guarantee the convergence level for each section. This value is directly associated with hydraulic problem pre-established conditions. Results: The application calculates: critical depth, critical speed, hydraulic area, specific energy, wet perimeter and mirror. The results calculated by the application were validated against Excel analysis tool (Goal Seek) results and Hcanales® software developed by Máximo Villón Béjar Engineer. Finally, the application is available for free in Google Play Store, with the name "Critical Flow in Channels. Newton Raphson Solution". Conclusions: It is possible to develop easily accessible applications that meet the technical conditions required for the resolution of engineering-related situations.Contexto: En este artículo se presenta el desarrollo de un algoritmo bajo código fuente JavaScript para la solución de la ecuación de flujo crítico. Método: Se implementó un lenguaje de programación orientado a objetos para sistemas Android 4.0 o superiores, a partir de procesos iterativos e incrementales (desarrollo ágil). Se utilizó el método numérico de Newton-Raphson para determinar la profundidad crítica de siete secciones hidráulicas (rectangular, trapezoidal, trapezoidal asimétrico, triangular, triangular asimétrico, parabólico y circular). Con el propósito de acelerar y garantizar el nivel de convergencia para cada sección, se obtuvo una función potencial para establecer el valor semilla en el proceso iterativo; dicho valor se asocia de forma directa a las condiciones preestablecidas del problema hidráulico. Resultados: La aplicación calcula la profundidad crítica, velocidad crítica, área hidráulica, energía específica, perímetro mojado y el espejo. Los resultados fueron validados contra los obtenidos por medio de la herramienta para análisis de Excel (buscar objetivo) y por el software Hcanales® desarrollado por el ingeniero Máximo Villón Béjar. Finalmente, la aplicación se encuentra disponible de forma gratuita en Play Store (Google), con el nombre de “Flujo Crítico en Canales. Solución Newton Raphson”. Conclusiones: Es posible desarrollar aplicaciones de fácil acceso que cumplan con las condiciones técnicas requeridas para la resolución de situaciones relacionadas con ingeniería

Determinación de propiedades fisicoquímicas y termodinámicas de dioxinas y furanos por el método de contribución de grupos

Mediante el método de contribución de grupos propuesto por Joback se determinan algunas propiedades termodinámicas tales como: Entalpía Estándar de Formación (ΔHfº), Energía Libre de Gibbs Estándar de Formación (ΔGfº) y Capacidad Calorífica Estándar a presión constante (Cpº). Para el caso específico de dioxinas y furanos en estado estándar de gas ideal se estimaron propiedades fisicoquímicas como Temperatura crítica (Tc), Presión crítica (Pc), Volumen crítico (Vc), Temperatura de ebullición (Tb) y Temperatura de fusión (Tf) usando algunas relaciones termodinámicas. Se encontraron variaciones en las temperaturas de fusión de las dioxinas entre los datos experimentales y los estimados que van desde 12,2 % en tetra-dioxinas hasta 61,2 % en tri-dioxinas. En comparación con los trabajos anteriores que emplean el método semi-empírico y el método de estructura electrónica, la estimación realizada arroja valores mayores para las propiedades termodinámicas, con excepción de la ΔGfº en la familia de las octa-dioxinas. Los resultados pueden ser usados como datos de entrada en simuladores de combustión para determinar el equilibrio químico de estas sustancias y sus elementos constitutivos

Resistencia mecánica de ladrillos preparados con mezclas de arcilla y lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales

En este artículo se analizan las propiedades mecánicas de resistencia a la compresión y absorción de humedad de ladrillos fabricados con mezclas de arcilla y lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales. Se elaboraron mezclas en proporciones 100:0, 99:1, 95:5, 90:10, 80:20 y 60:40 de arcilla y lodo respectivamente. Los ladrillos fueron calcinados entre 35 ºCy 1100 ºC. Los lodos utilizados provienen de la planta de tratamiento de aguas residuales industriales de la empresa G.M. Colmotores. Se realizaron pruebas de absorción de agua y resistencia mecánica a la compresión. De acuerdo con los resultados obtenidos, se concluyó que el rango o el porcentaje de lodo más adecuado para hacer la mezcla con la arcilla, se encuentra entre el 5 y el 10 %, ya que con esta medida, el producto cumple con los estándares de calidad exigidos en Colombia

Estimación de fugas en tuberías a presión para sistemas de agua potable mediante redes neuronales artificiales y Epanet

This work deals with the estimation of a leak for a main pipe system without branches. An algorithm and a neural network with 4 input variables are proposed, a hidden layer with 25 neurons and 3 output variables. The data was obtained through a nested loop in Visual Basic (Excel®) establishing 35,837 leak scenarios for a 30 m pipe that conducts water with a kinematic viscosity of 0.000001 (m2/s), a diameter equal to 0.15222 m, roughness of 0.0000015 m, pressure drop of 3.5 m and two accessories (k1, k2) that add up to 1.5. Two flowmeters and two virtual pressure gauges were installed in the hydraulic system at the beginning and end of the pipeline. Also, Epanet® and Hydroflo® (Tahoe Design Software) are used to structure the hydraulic model and validate the initial data. Matlab R2021a was used to analyze the Backpropagation and Bayesian Regularization learning algorithms adopting the log sigmoid transfer function. The mean square error and the coefficient of determination R2 were implemented as a control function. The neural model obtained presented a mean square error of 1.44E-06 and a relative error equal to 0.0055% for the training data. The cross-validation of the neural network was carried out from 5,973 independent input data.Este trabajo trata de la estimación de una fuga para un sistema de tubería principal sin ramificaciones. Se propone un algoritmo y una red neuronal con cuatro variables de entrada, una capa oculta con 25 neuronas y tres variables de salida. La obtención de los datos se realizó mediante un bucle anidado en Visual Basic (Excel®) estableciendo 35.837 escenarios de fuga para una tubería de 30 m que conduce agua con viscosidad cinemática de 0,000001 (m2/s), un diámetro igual a 0,15222 m, rugosidad de 0,0000015 m, pérdida de carga de 3,5 m y dos accesorios (k1, k2) que suma 1,5. Se instalaron en el sistema hidráulico dos caudalímetros y dos manómetros virtuales al inicio y al final de la tubería. Asimismo, se utiliza Epanet® e Hydroflo® (Tahoe Design Software) para estructurar el modelo hidráulico y validar los datos iniciales. Se utilizó MatLab R2021a para analizar los algoritmos de aprendizaje de retropropagación y regularización bayesiana, adoptando la función de transferencia log sigmoide. Como función de control se implementó el error medio cuadrático y el coeficiente de determinación R2. El modelo neuronal obtenido presentó un error medio cuadrático de 1,44E-06 y un error relativo igual a 0,0055 % para los datos de entrenamiento. La validación cruzada de la red neuronal se realizó a partir de 5.973 datos de entrada independientes

Evaluación y diagnóstico de pasivos ambientales mineros en la Cantera Villa Gloria en la localidad de Ciudad Bolívar, Bogotá D.C.

Mining extraction of building materials increased from the 19th century until the early 20th century in Bogotá D.C. (Secretaría Distrital de Ambiente, 2007) and in this period, population rapid growth, poor mining practices and legislation without concepts on sustainable development, gener­ated numerous environmental liabilities due to: abandoned mining installations, mass removals-exposed areas, which currently generate severe negative impacts that affect the population and ecosystems. This article use Gómez Orea Envi­ronmental Impact Assessment Methodology to diagnose and analyze environmental liabilities in Villa Gloria quarry located in Ciudad Boli­var (Bogotá D.C.), and to determine the possible mitigation works allowing to give a new use to this area such as: green areas and/or areas of rec­reation (Secretaría Distrital de Ambiente, 2007).En la ciudad de Bogotá la minería de extrac­ción de materiales para la construcción se intensificó desde el siglo XIX hasta principios del siglo XX (Secretaría Distrital de Ambien­te, 2007) y durante ese periodo, el crecimiento acelerado de la población, las imprecisiones técnicas de las operaciones mineras y una legislación que no contemplaba conceptos de cuidado del medio ambiente generaron numerosos pasivos ambientales, constituidos por las instalaciones mineras abandonadas o inactivas, áreas expuestas a remociones en masa que en la actualidad generan impactos negativos severos que afectan a la población y los ecosistemas. El objetivo de este artículo es emplear la metodología de evaluación del impacto ambiental Gómez Orea para diag­nosticar y analizar los pasivos ambientales presentes en la cantera Villa Gloria ubicada en la localidad de Ciudad Bolívar, y así de­terminar las posibles obras de mitigación que permitan darle un nuevo uso a esta zona, como: zonas verdes y/o áreas de recreación (Secretaría Distrital de Ambiente, 2007)

Similitud teórica de la cinética de crecimiento biológico aeróbico para la estabilización de materia orgánica en el tratamiento de aguas residuales

To achieve the stabilization of organic matter in wastewaters treatment, it is not only significant to establish the microbial growth kinetics, but also the interrelation of the removal of nutrients such as nitrogen, given the similitude of coefficients, specific growth rate and the adjustments for water temperature, which represents it for both the removal of organic matter as well as for the nitrification and denitrification processes present in the biological wastewaters treatment. Therefore, this theoretic similitude between microbial growth kinetics and nitrogen removal processes constitutes concise considerations for the dimensioning process of wastewater biological treatment systems, which contribute in the understanding of the simultaneous process of removing organic matter and nutrients from raw wastewater. Para la estabilización de la materia orgánica en el tratamiento de las aguas residuales no solo es significativo establecer la cinética de crecimiento microbiano sino la  interrelación de la remoción de nutrientes como el nitrógeno, dada la similitud de coeficientes, tasa de crecimiento específica y los ajustes por temperatura del agua, que lo representa tanto para la remoción de la materia orgánica como para los procesos de nitrificación y denitrificación presentes en el tratamiento biológico de las aguas residuales.  Por ello, esta similitud teórica de las cinéticas de crecimiento microbiano y de los procesos de remoción de nitrógeno constituye consideraciones concisas para el proceso de dimensionamiento de sistemas de tratamiento biológicos de tratamiento de aguas residuales, que ayudan a entender el proceso simultáneo de remover materia orgánica y nutrientes del agua residual cruda.

Determination of the Inside Diameter of Pressure Pipes for Drinking Water Systems Using Artificial Neural Networks

The fifth-degree polynomial equation determines the diameter in pressurized drinking water systems. The input variables are Q: flow (m3/s), H: pressure drop (m); L: pipe length (m); ε: roughness (m), ϑ: kinematic viscosity (m2/s), and Ʃk: sum of minor loss coefficients (dimensionless). After applying the energy equation for a hydraulic system composed of two tanks connected to a pipe of constant diameter and accepting the Colebrook-White and the Darcy-Weisbach equations, an undetermined expression is obtained since more unknowns than equations are established. This problem is solved by implementing a nested loop for the coefficient of friction and the diameter. This article proposes an Artificial Neural Network (ANN) implementing the Levenberg-Marquardt backpropagation method to estimate the diameter from the log-sigmoidal transfer function under stationary flow conditions. The training signals set consists of 5,000 random data that follow a normal distribution, calculated in Visual Basic (®Excel). The statistics used for the network evaluation correspond to the mean square error, the regression analysis, and the cross-entropy function. The architecture with the best performance had a hidden layer with 25 neurons (6-25-1) presenting an MSE equal to 5.41E-6 and 9.98E+00 for the Pearson Correlation Coefficient. The cross-validation of the neural scheme was carried out from 1,000 independent input signals from the training set, obtaining an MSE equal to 6.91E-6. The proposed neural network calculates the diameter with a relative error equal to 0.01% concerning the values ​​obtained with ®Epanet, evidencing the generalizability of the optimized system

La implicancia económica mediante Newton Rapshon para el desarrollo de un aplicación Android para el diseño del diámetro de tuberías a presión

The paper presents the development of an Android application under JavaScript source code for the design of the diameter of simple pipes from the model proposed by Darcy-Weisbach for load losses and Colebrook-White for the calculation of the coefficient of friction, for fluids with number of Reynolds greater than 4000. Aside calculating the theoretical diameter, the application determines the flow velocity, friction losses, local losses, coefficient of friction, unit loss, and Reynolds Number. The results calculated by the application were validated against the results obtained through the tool for Excel analysis (Goal Seek) and the model for simple pipes made in Epanet. Similarly, the application was implemented by students of Civil Engineering Program of  La Gran Colombia University in the academic spaces of Hydraulics and Fluid Mechanics based on different exercises proposed in books about Hydraulics and Fluid Mechanics, this served as a basis to validate the results from different hydraulic scenarios. Finally, the application is available for free on the Play Store (Google), under the name of "Design of Pressure Pipes. Darcy-Weisbach.".El artículo presenta el desarrollo de una aplicación Android bajo código fuente JavaScript para el diseño del diámetro de tuberías simples a partir del modelo propuesto por Darcy-Weisbach para pérdidas de carga y Colebrook-White para el cálculo del coeficiente de fricción, para fluidos con Número de Reynolds superior a 4000. Además de calcular el diámetro teórico, la aplicación determina la velocidad del flujo, las pérdidas por fricción, pérdidas locales, el coeficiente de fricción, pérdida unitaria y el Número de Reynolds. Los resultados calculados por la aplicación fueron validados contra los resultados obtenidos por medio de la herramienta para análisis de Excel (Goal Seek o Buscar Objetivo) y el modelo para tuberías simples realizado en Epanet. De igual forma, la aplicación fue implementada por estudiantes del Programa de Ingeniería Civil de la Universidad La Gran Colombia en los espacios académicos de Hidráulica Aplicada y Mecánica de Fluidos a partir de diferentes ejercicios propuestos en libros de Hidráulica y Mecánica de Fluidos, esto sirvió como base para validar los resultados bajo diferentes escenarios hidráulicos. Finalmente, la aplicación se encuentra disponible de forma gratuita en Play Store (Google), con el nombre de “Diseño Tuberías a Presión. Darcy-Weisbach”

Gestión ambiental en hospitales públicos: aspectos del manejo ambiental en Colombia

Introducción. La actividad de los hospitales genera impactos ambientales que sin un manejo adecuado originan riesgos para la salud humana y ambiental; por esta razón, es necesaria una gestión ambiental hospitalaria que no solo se enfoque en el manejo de los residuos sólidos, sino que incluya todos los aspectos ambientales asociados a la actividad de las instituciones de salud.Objetivos. Revisar los aspectos de la gestión ambiental en los hospitales públicos para identificar alternativas de manejo ambiental y aspectos por mejorar.Materiales y métodos. Estudio cualitativo de corte descriptivo, con diseño transversal, que identifica algunas de las características más relevantes de la gestión ambiental en hospitales.Resultados. Se identificó que el enfoque generalizado de la gestión ambiental en los hospitales corresponde al manejo de los residuos sólidos hospitalarios y se descuidan otros aspectos que producen un impacto ambiental negativo en el ambiente próximo como consumo de energía, consumo de agua, manejo de alimentos y manejo de medicamentos, entre otros.Conclusiones. Los hospitales pueden aplicar instrumentos de gestión ambiental más amplios que incluyan análisis de ciclo de vida de sus servicios y productos, seguimiento a la huella de carbono y que tengan en cuenta las diferentes áreas de impacto ambiental de su operación.Introduction: Activities in hospitals have environmental impacts which may pose risks to human and environmental health if they are not managed correctly. For this reason, it is necessary to implement an environmental management plan in hospitals that not only focuses on solid waste management but includes all aspects associated with health within institutions.Objective: To review environmental management aspects related to public hospitals in order to identify environmental management alternatives and aspects to improve.Materials and methods: Descriptive qualitative study with crosssectional design, which identifies some of the most important characteristics of environmental management in hospitals.Results: The general approach to environmental management in hospitals is related to the management of solid waste, and other aspects that have a negative environmental impact on the surrounding areas, such as energy and water consumption, food handling and medication waste, among others, are not properly addressed.Conclusions: Hospitals can apply broader environmental management instruments, including life cycle analysis of their products and services and monitoring of the carbon footprint; they may also take into account the different areas of environmental impact of their operation

Estudio exploratorio del tratamiento de agua de lavado de tintas por método de electrocoagulación/electroflotación

Dye wastewater is considered pollutant because it may contain polyaromatic substances known as carcinogenic, mutagenic and teratogenic to a variety of living species. Within the many treatment methods, the electrocoagulation/electroflotation method has been widely studied and it is known to be very effective. However, there is currently no industrial use of it in Colombia, and it is not a priority in academic investigation either. Because of this, this work is an exploratory study of the treatment of printing dye wastewater through the electrocoagulation/electroflotation method. A 22 with a central point experimental design was applied. Removal percentage of OCD (Oxygen Chemical Demand) of the wastewater was obtain between 10,43% and 50,93%. Nevertheless, results show that decontamination through this treatment method may be reversible, and the expected incidence of factors is not observed.Las aguas de lavado de tinta se catalogan como contaminantes debido a que son sustancias en su mayoría poliaromáticas, carcinogénicas, mutagénicas y teratogénicas para gran variedad de seres vivos. Dentro de los métodos de descontaminación, la electrocoagulación/electroflotación es reconocido como un tratamiento altamente eficiente para la remoción de contaminantes disueltos en agua, y su efecto sobre colorantes ha sido estudiado y descrito. No tiene, sin embargo, aplicación industrial en Colombia en la actualidad y su lugar en los objetivos de investigación académica en el país es aún muy marginal. Por esa razón, este trabajo es un estudio exploratorio del tratamiento de un residuo industrial de tinta de imprenta por medio del método de electrocoagulación/electroflotación. Se aplicó un diseño experimental 22 con un punto central. Se obtuvo un rango de porcentajes de remoción de DQO entre 10,43% hasta 50,93%. No obstante, los resultados evidencian la posibilidad de que la descontaminación por electrocoagulación puede ser reversible, y no se observa la incidencia esperada de los factores escogidos