Modelamiento de la hidrodinámica de la separación gravimétrica de minerales en jigs

El jig es un equipo de concentración gravimétrica donde minerales de diferentes tamaños y densidades se estratifican en un medio fluido mediante las diferentes velocidades de sedimentación que alcanzan las partículas con base al movimiento de un lecho de partículas las cuales son fluidizadas intermitentemente por la pulsación del fluido en un plano vertical. La estratificación causa que las partículas se configuren en capas con densidad variable desde el fondo hasta la parte superior de la columna del jig. Este arreglo de partículas se desarrolla por medio de la variación continua de las diferentes fuerzas hidrodinámicas que actúan sobre las partículas. En esta investigación se analizaron suspensiones de arenas negras con concentraciones volumétricas de sólidos variando desde el 1% hasta el 4%. Las suspensiones están compuestas por partículas con tamaños entre 125 μm a 2000 μm y con densidades relativas entre 3 y 14. Además se estudió el efecto del tamaño y la densidad de las partículas sobre la fuerza de arrastre, la fuerza de empuje, la fuerza debida al gradiente de presión, la fuerza de masa virtual y la fuerza de Basset, obteniéndose una relación exponencial de las fuerzas respecto al tamaño y una relación lineal de las fuerzas respecto a la densidad. Se presentan los resultados numéricos y experimentales de una modelación matemática que muestra el efecto de interacción hidrodinámica generado en un jig cuando se alimentan suspensiones de partículas minerales de alta densidad. Se encuentra que este efecto de interacción es fuertemente gobernado por la fuerza de arrastre, la fuerza de empuje, la fuerza debida al gradiente de presión, la fuerza de masa virtual y la fuerza de Basset, las cuales son dependientes del tamaño y la densidad de las partículas minerales presentes en la suspensión. Además del efecto hidrodinámico clásico analizado para las fuerzas de arrastre y empuje se obtiene la simulación numérica de las fuerzas inerciales en suspensiones de minerales pesados, en fluido Newtoniano (agua), hecho que el autor no encontró reportado en la literatura consultada. Debido al tamaño micrométrico, forma y distribución de tamaño de las partículas de arenas negras, se determinó fijar la razón de aspecto de las partículas a una forma esférica con el objetivo de que el cálculo de las fuerzas de interacción hidrodinámicas fuera reproducible. Por último se propone un modelo matemático a partir de las ecuaciones de conservación de la masa y el momentum para el fluido y una ecuación de movimiento de las partículas. El sistema de ecuaciones diferenciales se resolvió numéricamente para encontrar las trayectorias de las partículas al interior del lecho pulsado del jig. A partir de una gran cantidad de trayectorias de partículas de diferentes tamaños y densidades se pudo obtener un buen ajuste entre el modelo y los datos de laboratorio (porcentaje de error máximo 7%), pudiendo llegar a la conclusión que el modelo predice de manera adecuada el fenómeno de interacción sólido-líquido al interior del jig.Abstract: Jig is a gravity concentrating device where different minerals are sorting in a fluid by stratification, based upon the movement of a bed of particles which are intermittently fluidized by the pulsation of the fluid in a vertical plane. The stratification causes particles to be arranged in layers with increasing density from the top to the bottom. This particle arrangement is developed by several continuously varying hydrodynamic forces acting on the particles. Black sands suspensions were analyzed with solids volume fraction ranging from 1% to 4%. The suspensions are composed of particles with sizes between 125 μm to 2000 μm and relative densities ranging from 3 to 14. The size and density effects of the particles on the drag force, buoyancy force, pressure gradient force, virtual mass force and Basset force were also investigated resulting in an exponential relationship of the forces regarding to the size and a linear relationship of the forces regarding to the density. In this study we present numerical and experimental results about mathematic modeling that show the hydrodynamic interaction effect generated in a jig when high density minerals suspensions are fed. It is found that the interaction effect is strongly governed by the drag force, buoyancy force, pressure gradient force, virtual mass force and Basset force which are depending on the size and density of the mineral particles present in the suspension. Besides to the classical hydrodynamic effect analyzed for drag and buoyancy forces, the numerical simulation of inertial forces in heavy mineral suspensions in Newtonian fluid (water) is obtained. Which the author not found reported at the literature. Due to the micrometric size, shape and particle size distribution of black sands, it was determined that the particles were perfectly spherical with the objective that the calculations of the hydrodynamic forces were reproducible. Finally a mathematical model from the mass and momentum conservation equations to the fluid and the motion equation to the particles is proposed. The differential equations systems are solved numerically to find particles trajectories into the pulsating jig bed. From a lot of particle trajectories of different sizes and densities we could obtain a concentration profile which was compared with experimental data. We found a good fit between the model and experimental data, and we can conclude that the model predicts adequately the solid-liquid interaction phenomenon inside the jig.Doctorad

Diseño de un sistema de control multivariable para un circuito de molienda en húmedo

El siguiente trabajo presenta un diseño de control multivariable para un circuito de molienda en húmedo. Este diseño pretende aclarar algunos conceptos y suposiciones que se realizan cuando se opera con circuitos de molienda-clasificación y a su vez, es una aproximación al funcionamiento real de un circuito de molienda en la preparación de crudo en la industria cementera, teniendo en cuenta cuales son las variables más importantes del proceso. El modelo extraído del circuito de molienda - clasificación es simulado para describir el comportamiento dinámico de dos variables: distribución de tamaño de partícula (DTP) y porcentaje de humedad. Por medio de la dinámica de estas variables es posible discutir varios aspectos del proceso, encontrar las variables más sensibles, las principales perturbaciones del sistema y determinar las dinámicas más importantes para encontrar un apareamiento que sea capaz de mantener el sistema en el punto de operación deseado. Finalmente, se diseña un controlador centralizado y se simula para ver como es el comportamiento del circuito de molienda ante cambios brusco, tanto en el punto de operación como en las variables del proceso (flujo de alimento de mineral, flujos de agua y porcentaje de sólidos). / Abstract: This paper presents a multivariable control design for a wet grinding circuit. This design is intended to clarify some concepts and assumptions that are made when operating with the grinding circuits and in turn, is an approximation to the actual operation of a milling circuit in the preparation of crude in the cement industry, considering what the most important variables of the process. The model from the grinding circuit is simulated to describe the dynamic behavior of two variables: particle size distribution (DTP) and moisture content. Through the dynamics of these variables is possible to discuss various aspects of the process, find the most sensitive variables, the main disturbance of the system and identify important dynamic to find a pairing that is capable of maintaining the system at the desired point of operation. Finally, we design a centralized controller is simulated to see how the behavior of the grinding circuit to sudden changes, both at the point of operation and in the process variables (feed flow of mineral, water flows and percentage of solids).Otr

Proposal for a fuzzy logic-based system to determine cardiovascular risk

One of the key variables to determine the level of cardiovascular risk is the heart rate variability, which associates different metrics such as average of the RR intervals (average RR), standard deviation of the RR intervals (SDRR) and percentage of differences greater than 50 ms in RR intervals (pRR50). Given that these metrics make use of different measurement units, scales, and ranges, it is necessary to determine an output risk level in intelligible terms, taking as input the values of each one of them. Thus, this article proposes the development of a system based on fuzzy logic to determine the percentage or cardiovascular risk level. The fuzzy system is connected to an Arduino board with a heart rate sensor where the heart rate and heart rate variability values are obtained, so they are used to calculate the risk level metrics. Using the input values of each metric, as well as the 3 membership functions of the inputs, the output membership function, and a total of 18 inference rules defined from the inputs and outputs, the system obtains the output cardiovascular risk level. The fuzzy system was implemented using free hardware and software tools, making it available in medical campaigns for the early identification of heart conditions

Sistema IoT para el monitoreo de variables climatológicas en cultivos de agricultura urbana

Based on the growing trend of urban agriculture, this work aims to build an IoT system for the monitoring and analysis of climatological variables of interest in urban agriculture crops. The methodology considered for conducting this research comprises four phases: selection of tools and technologies, design of the IoT system architecture, construction of the system’s prototype, and a case study in the context of lettuce crops. As a result of this research, an IoT system based on open hardware and software tools was built, which is articulated within the conventional 4-layer IoT architecture (capture, storage, analysis, and visualization). With respect to the existing solutions, the advantage of this system is the use of portable SBC platforms, as well as the inclusion of machine learning models within the analysis layer. From the case study, conducted on a home lettuce crop, it is concluded that the selected tools allow capturing, monitoring, and analyzing climatological variables of interest in urban agriculture crops. Likewise, it is concluded that the studied analysis models can be customized by considering the agroclimatic characteristics of each crop and that they are useful for decision-making related to crop physiology.A partir de la creciente tendencia de la agricultura urbana, este trabajo tiene por objetivo la construcción de un sistema IoT para la monitorización y el análisis de variables climatológicas de interés en cultivos de agricultura urbana. La metodología considerada para el desarrollo de la presente investigación está constituida por cuatro fases: selección de herramientas y tecnologías, diseño de arquitectura del sistema IoT, construcción de prototipo del sistema y estudio de caso en el contexto del cultivo de lechuga. Como resultado de la presente investigación, se construyó un sistema IoT basado en herramientas de hardware y software libre, el cual está articulado dentro de la arquitectura convencional de cuatro capas de IoT (captura, almacenamiento, análisis y visualización). Con respecto a las soluciones existentes, la ventaja del sistema es el uso de plataformas portables SBC, así como la inclusión de modelos de aprendizaje automático dentro de la capa de análisis. A partir del estudio de caso, desarrollado sobre un cultivo de lechuga casero, se concluye que las herramientas escogidas permiten realizar de manera adecuada la captura, la monitorización y el análisis de variables climatológicas de interés en cultivos de agricultura urbana. Del mismo modo, se concluye que los modelos de análisis considerados pueden ser personalizados teniendo en cuenta las características agroclimáticas de cada cultivo y que resultan útiles para la toma de decisiones relacionadas con la fisiología de los cultivos

Mineralurgical gravimetric process CFD simulation

Se presenta un estudio numérico de flujo multifase realizado en un paquete comercial de CFD (Computational Fluid Dynamics) que pretende simular el movimiento de partículas al interior de equipos de concentración gravimétrica centrífuga (hidrociclón) y en lecho (jig) cuando se opera con suspensiones minerales de diferentes densidades y tamaños de partícula. Se evalúa la trayectoria de las partículas, aspecto que condiciona el funcionamiento de ambos equipos como concentradores gravitacionales. Los resultados son claves para la comprensión de los mecanismos que rigen la separación y la eficiencia pues permiten explicar el origen de fenómenos hidrodinámicos importantes desde la perspectiva de aplicación industrial, una vez conocida la trayectoria.Abstract: This paper presents a numerical study of multiphase flow in commercial package CFD (Computational Fluid Dynamics). Article aims to simulate particles movement within centrifugal gravity concentration equipment (hydrocyclone) and fluidized bed (jig) operating with mineral suspensions of different densities and particle sizes. It evaluates particles trajectory and its effects in operation of both gravity concentrators. Results are important to understand mechanisms governing separation efficiency and thus help to explain origin of hydrodynamic phenomena important from industrial application perspective, if trajectory is know

Propuesta de un conjunto de recomendaciones de accesibilidad para mejorar el posicionamiento de portales web empresariales

One of the key factors that contribute to improving the positioning of corporate web portals is accessibility, considering the large number of users and the volume of content available on the Web. Accessibility enables search engines to give priority to those portals that have incorporated these features. The objective of this article is to propose a set of accessibility recommendations to improve the positioning of corporate web portals, which were determined based on the guidelines and levels of conformity of the Colombian accessibility standard NTC 5854. For the methodological development of this research, the four phases of the iterative research pattern proposed by Pratt were considered: observing, identifying, developing and testing. These made it possible to define the recommendations and verify their relevance in accessibility inspections. As a main result, a set of recommendations was obtained for the accessible design of web portals, which were focused on improving the these sites’ positioning and grouped according to the four principles of the NTC 5854 standard. In addition, an automated tool was developed which allows conducting accessibility inspections of web portals using the defined recommendations. In conclusion, the inspection carried out on the JanuswWeb portal with the developed tool made it possible to verify the relevance of the recommendations, in order to enable a greater number of users to access, perceive, operate, and understand the content of the Web.Uno de los factores clave que contribuye con la mejora del posicionamiento de los portales web empresariales es la accesibilidad, teniendo en cuenta la gran cantidad de usuarios y el volumen de contenidos disponibles en la Web. La accesibilidad posibilita que los motores de búsqueda den prioridad a aquellos portales que han incorporado dichas características. El objetivo de este artículo es proponer un conjunto de recomendaciones de accesibilidad para mejorar el posicionamiento de portales web empresariales, las cuales fueron determinadas a partir de pautas y niveles de conformidad de la norma de accesibilidad colombiana NTC 5854. Para el desarrollo metodológico de esta investigación, se usaron las cuatro fases del patrón iterativo de investigación propuesto por Pratt: observar, identificar, desarrollar y probar. Estas permitieron definir las recomendaciones y verificar su pertinencia en una inspecciones de accesibilidad. Como resultado principal se obtuvo un conjunto de recomendaciones para el diseño accesible de portales web, enfocadas en mejorar el posicionamiento de estos sitios y agrupadas de acuerdo con los cuatro principios de la norma NTC 5854. Asimismo, se desarrolló una herramienta automatizada que permite la conducción de inspecciones de accesibilidad en portales web haciendo uso de las recomendaciones definidas. A modo de conclusión, la inspección desarrollada sobre el portal web Janus con la herramienta construida permitió verificar la pertinencia de las recomendaciones, de cara a posibilitar que un mayor número de usuarios puedan acceder, percibir, operar y comprender el contenido de la Web

Aplicación de la computación afectiva en el análisis de la percepción de los asistentes a una feria de emprendimiento del SENA

Affective computing is an emerging area of research that is focused on the development of systems with the ability to recognize, process, and simulate human emotions with the purpose of improving the interaction between the user and the system. One of the potential fields in which it can be used is marketing, through the study of user perception via the use of sentiment and emotion analysis techniques on the opinions of users with respect to the products and services offered by companies. As a contribution, this article proposes the development of a study on emotion analysis based on the text containing the opinions of the attendees to a virtual entrepreneurship fair called Marketing from Home, which was developed during the pandemic lockdown and co-organized by SENA and Universidad de Cartagena. To carry out this research, four methodological phases were taken into account: exploration and selection of technologies for emotion analysis; cleaning and adapting the text of the opinions; obtaining the percentage distribution of emotions in the text with the opinions; and analyzing the perception of the fair attendees. The study allowed determining the percentage distribution of the six basic emotions (happiness, anger, sadness, euphoria, fear, and boredom) across the text containing the opinions of the attendees to the Marketing from Home virtual fair, in order to obtain the general perception of the logistics, the virtual stands, and the products offered.La computación afectiva es un área de investigación emergente, centrada en el desarrollo de sistemas con capacidad para reconocer, procesar y simular las emociones humanas con el fin de mejorar la interacción entre el usuario y el computador. Uno de los campos potenciales en los que esta puede emplearse es el marketing, a través del estudio de la percepción de los usuarios mediante el uso de técnicas de análisis de sentimientos y emociones sobre las opiniones de los usuarios con respecto a los productos y servicios de las empresas. A manera de contribución, este artículo propone el desarrollo de un estudio de análisis de emociones sobre el texto de las opiniones de los asistentes a una feria virtual de emprendimiento denominada Marketing from Home, la cual fue desarrollada durante el confinamiento de la pandemia y coorganizada por el SENA y la Universidad de Cartagena. Para el desarrollo de esta investigación se tuvieron en cuenta cuatro fases metodológicas: exploración y selección de tecnologías de análisis de emociones; limpieza y adecuación del texto de las opiniones; obtención de la distribución porcentual de las emociones en el texto de las opiniones; y análisis de la percepción de los asistentes a la feria. El estudio permitió determinar la distribución porcentual de las seis emociones básicas (felicidad, enojo, tristeza, euforia, miedo y aburrimiento) sobre el texto de las opiniones de los asistentes a la feria virtual Marketing from Home, de cara a la obtención de la percepción general sobre la logística, los stands virtuales y los productos ofrecidos

Horno cementero rotatorio: una revisión al control mediante sistemas expertos

This article presents a review of research carried out using different control strategies applied in rotary cement kilns, a system where clinker is manufactured, an essential material for cement production. This exploration mentions studies that have been developed from the eighties to the present, highlighting in each one the control methodology used, the benefits obtained in the process and its future applications, in order to provide the reader with a global vision of the use of control techniques for rotary cement kilns and how scientific advances, over the years, have contributed to this industry in the efficiency and improvement of its production processes; therefore, contributions and control methods such as expert systems (ES), model predictive control (MPC), artificial neural networks and fuzzy logic are mentioned. At the end of the aforementioned review, it is inferred that artificial intelligence and industry 4.0 technologies that are currently available such as cloud computing, the processing of large volumes of data, the use of digital twins, the execution of machine learning algorithms and it’s prediction tools, together with the application of ES and other control techniques mentioned, would allow advanced control, which can respond satisfactorily to current production needs and offer multiple benefits such as response time control, stability, and improvements in production and material quality in a rotary kiln.Este artículo presenta una revisión de investigaciones realizadas mediante diferentes estrategias de control aplicadas en hornos cementeros rotatorios, sistema donde se da la fabricación de clínker, material indispensable para la elaboración del cemento. Esta exploración menciona estudios que se han desarrollado desde los años ochenta hasta el presente, destacando en cada una la metodología de control utilizada, los beneficios obtenidos en el proceso y sus futuras aplicaciones, esto con el fin de brindar al lector una visión global del uso de técnicas de control para hornos cementeros rotatorios y de cómo los avances científicos, con el paso de los años, han contribuido a esta industria en la eficiencia y mejora de sus procesos productivos; por tanto, se mencionan aportes y métodos de control como sistemas expertos (SE), control predictivo basado en modelo (MPC), redes neuronales artificiales y lógica difusa. Al finalizar la mencionada revisión se infiere que tecnologías de inteligencia artificial y de la industria 4.0 que se tienen actualmente como la computación en la nube, el procesamiento de grandes volúmenes de datos, el uso de los gemelos digitales, la ejecución de algoritmos de aprendizaje automático (machine learning) y sus herramientas de predicción, junto con la aplicación de SE y demás técnicas de control mencionadas, permitirían realizar un control avanzado, que pueda responder de forma satisfactoria a las necesidades de producción actuales y ofrecer múltiples beneficios como el tiempo de respuesta del control, la estabilidad, y mejoras en producción y calidad del material en un horno rotatorio

Gestión del conocimiento. Perspectiva multidisciplinaria. Volumen 10

El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 10, de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro es una publicación internacional, seriada, continua, arbitrada de acceso abierto a todas las áreas del conocimiento, que cuenta con el esfuerzo de investigadores de varios países del mundo, orientada a contribuir con procesos de gestión del conocimiento científico, tecnológico y humanístico que consoliden la transformación del conocimiento en diferentes escenarios, tanto organizacionales como universitarios, para el desarrollo de habilidades cognitivas del quehacer diario. La gestión del conocimiento es un camino para consolidar una plataforma en las empresas públicas o privadas, entidades educativas, organizaciones no gubernamentales, ya sea generando políticas para todas las jerarquías o un modelo de gestión para la administración, donde es fundamental articular el conocimiento, los trabajadores, directivos, el espacio de trabajo, hacia la creación de ambientes propicios para el desarrollo integral de las instituciones

Hydrodynamic study of gravity concentration devices type JIG

Este artículo presenta una investigación numérica de la obtención de un modelo semifísico de Base Fenomenológica (MSBF) de parámetros distribuidos como herramienta útil en el diseño, control y optimización de un Jig el cual es un equipo de concentración gravimétrica mediante corrientes pulsadas de alto rendimiento y alta recuperación, ampliamente utilizado en el procesamiento de minerales. Se realiza una descripción detallada de la obtención de un MSBF a partir del conocimiento y principios básicos de los procesos: balances de materia, cantidad de movimiento y trayectoria de partículas, así como principios hidrodinámicos para obtener ecuaciones constitutivas. Se aplica el procedimiento a la etapa de concentración en una planta de procesamiento de oro. El modelo se contrasta con un Jig real a través de la simulación.Abstract: This paper presents a numerical investigation of phenomenological based semiphysical model (PBSM) of distributed parameters as a useful tool in the design, control and optimization of gravity concentration process in a jigging device, which is a high yield and high recovery gravimetric concentrator device widely used in minerals processing. A detailed description is made to obtaining a PBSM based on the knowledge and basic principles of the processes: mass and momentum balances and particles trajectories as well as hydrodynamic principles to obtain constitutive equations. The procedure was applied to the concentration stage in a gold processing plant. The model is compared with a real Jig through simulation