Ingeniería Mecánica

Tele-robotic system for surgical assistant training

En este artículo, elaboró un novedoso prototipo de sistema teleoperado para asistencia y entrenamiento quirúrgico, utilizando dos manipuladores industriales y dos dispositivos de control de seis y tres grados de libertad. El sistema maestro-esclavo cuenta con un sistema de visión para la supervisión de la celda de trabajo, una interfaz de usuario para la interacción del usuario con el ambiente de los robots y etapas de filtrado de señal y de control, que disminuyen los errores posicionales y el retardo de las señales, convirtiéndolo en un sistema con trabajo en tiempo real. Los resultados obtenidos de este trabajo después de testearse con tres usuarios diferentes, verifican la facilidad de maniobrabilidad del sistema, la practicidad como elemento de aprendizaje y el alto nivel de performance obtenido durante las pruebas, siendo mayor del 87 %.

This document exhibits a new prototype of teleoperated system for surgical assisting and surgical learning, using two industrial manipulators and two control devices of six and three grades of freedom. Master-slave system has a vision system for supervising the work cell, a user interface for the user can interact with environment of the robot and various filtering and control stages that reduce the positional errors and signal delay, presenting the system as a suitable model for working in real time. The results obtained, after of the testing of the system with three different operators, verify the simple of control the system, the facility to b used as an element of learning and estimating a performance over 87 % during the testing.

Electric oscillogram's comparison when hardfacing with double coated electrodes

A pesar de haberse estudiado y aplicado electrodos con recubrimientos múltiples, en la literatura consultada no se ha referido suficientemente el efecto del cambio de posición de la carga de aleación, dentro del recubrimiento de electrodos destinados al relleno, sobre su comportamiento operativo. Como objetivo del trabajo se determinó la influencia de la posición relativa de la carga de aleación en la estructura del recubrimiento de los electrodos destinados al relleno superficial sobre la estabilidad del arco y el consumo de potencia, a partir del análisis, procesamiento y comparación de los oscilogramas eléctricos de los procesos de soldadura aplicados. Para ello, se realizó un estudio de los oscilogramas de voltaje y corriente de cada variante de electrodo preparada: mismas composiciones de núcleo, carga de aleación y recubrimiento; solo se cambió la posición en que se encuentran. Como resultado se apreció diferencias en la estabilidad y consumo eléctricos del proceso.

In spite of having studied and applied electrodes with multiple coatings, in looked up literature the effect of the alloy change position, within the coating of electrodes destined to the hardfacing, on operating behavior has not been sufficiently referred. As objective of work determined the influence of the alloy charge position in the coatings of electrodes destined to hardfacing on the stability of the arc and the power consumption of the process, as from analysis, processing and comparison of electric oscilograms of the welding processes applied itself. For that, a study of the voltage and current wavesgive out by each variant of electrode prepared were accomplished: Same compositions of metallic core, alloy charge and coating; only has been changed the position of alloy charge. As a result, differences in stability and electric consumption of the processare appreciated.

Implementation of Reliability Centered Maintenance in electrical transmission companies

En la actualidad, el desarrollo del mantenimiento va enfocado, entre otras directivas, a optimizar costos, aumentar la disponibilidad y confiabilidad operacional, optimizar el rendimiento y aumentar el período de vida útil de los activos. El presente trabajo tuvo como objetivo diseñar una herramienta, tipo encuesta, para una empresa de trasmisión eléctrica que permita conocer si es pertinente la implementación de un sistema de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, como filosofía para la gestión del mantenimiento y determinar, si es posible realizar esta implementación en ese momento. Se validó dicha herramienta demostrándose su confiabilidad obteniéndose un valor de 92 % en caso de la primera variable decretándose excelente y un valor de 72 % en la segunda variable considerada aceptable. Se aplicó a un caso de estudio demostrándose sus potencialidades.

Actually, the development of maintenance is approach, among other directives, to optimize costs, increase availability and operational reliability, optimize performance and increase lifetime of the assets. This study aimed to design a tool, survey type, for a company electrical transmission designed to show if appropriate to implement a system Centered Maintenance Reliability, as a philosophy for maintenance management and to determine, if possible this is implemented at the time. This tool was validated demonstrating its reliability obtaining a value of 92% for the first variable excellent decreeing and a value of 72% in the second variable considered acceptable. It was applied to a case study demonstrating your potentiality.

Rheological characterization of a sludge produced in washing arid

El objetivo de la investigación fue determinar el comportamiento reológico y de la viscosidad aparente del lodo residual generado en el proceso de lavado de árido. Para el cumplimiento del objetivo propuesto se efectuó un muestreo con vista al aseguramiento de la representatividad de los resultados, análisis granulométrico, determinación de la densidad aparente del sólido, medición de la densidad del lodo, cálculo del porciento de sólido, y se diseñó un experimento para la realización de las pruebas reológicas. Los resultados obtenidos indican que el lodo utilizado posee un diámetro del 80 % cernido igual a 0,039 mm, y la densidad aparente de la arcilla es de 1 989 kg/m³; se determinó que el lodo posee un comportamiento seudoplástico en todo el rango de variación de la concentración de sólido analizado, y un modelo matemático para el pronóstico de la viscosidad aparente realizando una extensión del propuesto por Einstein en 1911.

The aim of the research was to determine the rheological behavior and the apparent viscosity of the sludge generated in the process of washing aggregate. To fulfill the proposed objective sampling with a view to ensuring the representativeness of the results, particle size analysis, determination of bulk density of the solid density measurement of mud, calculating the percentage of solid took place, and an experiment was designed for conducting rheological tests. The results indicate that the sludge used has 80 % diameter equal to 0,039 mm sieving, and the bulk density of the clay is 1989 kg/m³; it was determined that the sludge has a pseudoplasticbehavior throughout the range of variation in the concentration ofsolid analyzed, and a mathematical model for forecasting theapparent viscosity performing an extension proposed by Einstein in 1911.

Kinematic and dynamic analysis of transfemoral prosthesis. Clinical implications

Se analizó desde una perspectiva cinético-clínica la factibilidad del empleo de la prótesis transfemoral Otto Bock con rodilla articulada 3R80 y tobillo 1C30 "Trias". El estudio cinemático y cinético de la marcha se practicó en 5 voluntarios amputados y 5 controles con técnicas de videografía y plataformas de fuerza. La asimetría cinética en la marcha como una de las principales causas de las patologías degenerativas de la cadera. La incorporación de variables cinemáticas y cinéticas permite establecer con los ensayos clínicos de radiografía y densitometría, importantes conclusiones relacionadas con el desequilibrio dinámico principal causa de las patologías degenerativas de la cadera observadas en este paciente, con lo cual son un importante instrumento para la evaluación de la factibilidad del diseño del artificio protésico.

Is analyzed from a clinical and kinetic point of view the feasibility of using the transfemoral prosthesis Otto Bock with 3R80 knee and articulated ankle 1C30 "Trias". The kinematic and kinetic gait analysis was performed on 5 amputee volunteers and 5 normal subjects using videographic and force platforms techniques. The kinetic asymmetry in gait as a major cause of the degenerative pathologies of the hip. The inclusion of kinematic and kinetic variables can establish with clinical trials of radiography and densitometry, important conclusions related with dynamic imbalance, primary cause of degenerative diseases of the hip observed in this patient, which are an important tool for evaluating the feasibility of the design of the prosthetic device.

Erosive wear behavior in coatings deposited by thermal spraying technique

Se realiza un estudio del desgaste erosivo en dos recubrimientos de carburos de tunsgteno (WC-10Co-4Cr y WC-12Co) y cromo (Cr3C2-25NiCr), depositados por proyección térmica con llama a baja velocidad (Flame Spray, FS) e hipersónica, (High Velocity Oxygen Fuel, HVOF). En el método FS se emplearon para los depósitos materiales en forma de cordón (Flexicords, FS/FC), a fin de caracterizar sus propiedades mecánicas y resistencia al desgaste erosivo, no reportados por la literatura. La evaluación tribológica se realizó en un tribómetro de recipiente de mezcla, empleándose en calidad de variables la velocidad y el ángulo de impacto de las partículas erosivas. La morfología superficial se examinó utilizando imágenes de microscopia electrónica de barrido (MEB) y permitió analizar el mecanismo de erosión presente. El recubrimiento de mejor resistencia por erosión fue el WC-Co-Cr (HVOF). Los recubrimientos FS/FC son una alternativa económica para aplicaciones de poca accesibilidad y más bajo costo.

A study of the behavior of erosive wear was performed on two cemented carbides (WC-10Co-4Cr and WC-12Co) and chromium carbides (Cr3C2-25NiCr), deposited through methods thermal spray flame at low speed (flame Spray, FS) and hypersonic (High velocity Oxygen Fuel, HVOF). In the FS method novel materials were used as a deposit in the form of cord (Flexicords, FS/FC), in order to obtain their mechanical properties and erosive wear behavior, not reported in the literature. Tribological coatings tests were performed using a slurry tribometer, using as variables speed and impact angle of the erosive particles. The surface morphology was examined using electron microscopy images (SEM), able to analyze the erosion mechanism. It was observed that the WC-Co-Cr coating (HVOF) exhibits the best erosion resistance for more severe experimental conditions. Despite the better results of HVOF coatings, those obtained with the FS/FC are an economic option for inaccessibility applications and lower cost.

Assessment, forecasting and modeling of wind potential

Los modelos matemáticos que existen para caracterizar el potencial energético del viento; incluyen los modelos de distribución paramétricos en rangos de velocidades entre 3 y 9 m/s (Weibull, Log-Normal) y de 0 a 15 m/s (Gamma). En la investigación se diseñó un algoritmo matemático de predicción del recurso eólico analizando las velocidades, direcciones y rugosidad del sitio seleccionado para generar perfiles del viento y la rosa de vientos. Se emplearon series de tiempo, con velocidades desde 0 hasta 15m/s. El sistema analiza los datos a través de la estadística inferencial, y realiza la proyección mediante la distribución de modelos paramétricos. El algoritmo se validó con datos de dos sitios en Colombia: la estación de Puerto Bolívar y la estación de Usme, comparando los valores simulados mediante el algoritmo propuesto y los modelos tradicionales, obteniendo una óptima correlación de datos en el rango ampliado de 0 a 15 m/s.

The mathematical models exist to characterize the wind energy potential, include parametric distribution models in speed ranges from 3 y 9 m/s (Weibull, Log-Normal) y de 0 a 15 m/s (Gamma). In research was designed a mathematical prediction algorithm for the wind resource analyzing the speeds, directions and roughness of the selected site to generate wind profiles and the wind rose. Time series were used with speeds from 0 to 15 m/s. The system analyzes the data through inferential statistics and performs projections by distribution of parametric models. The algorithm was validated with data from two sities in Colombia: The Puerto Bolivar station and Usme station. Comparing the simulated values using the proposed algorithm and the traditional models, obtaining an optimal correlation in the expanded range data of 0 to 15 m/s.

Analysis of the influence of louver number in compact heat exchangers

El trabajo presenta un estudio numérico de intercambiadores de calor compactos tubo-aleta venecianas. Se determina la influencia del número de venecianas sobre las características termo hidráulicas del intercambiador. Se utilizó un modelo numérico en 3D dentro del régimen laminar y para una variación del número de Reynolds, basado en el diámetro hidráulico, entre 120 y 1200. Variando la cantidad de venecianas aguas arriba y aguas abajo de la veneciana central, se determina que, para menores números de Reynolds las aletas con 2 venecianas, se obtiene el mayor coeficiente de transferencia de calor. Por otra parte, al aumentar la velocidad del aire a la entrada del modelo, se obtienen mejores resultados de transferencia de calor para las geometrías con mayor número de venecianas.

The paper presents a numerical study of compact louvered fin -and- tube heat exchangers. The influence of the louver number in the thermo-hydraulic characteristics of the heat exchanger is determined. A 3D numerical model within laminar flow conditions, for a Reynolds number variation spanning from 120 to 1200, based on the hydraulic diameter. Changing the louver number up and downstream from the central louver, it was found that for smaller Reynolds number, the 2 louver configuration had the highest heat transfer value. On the other hand, as the inlet velocity at the model increases, higher values of heat transfer coefficient appear for geometries having more louvers.