Ingeniería & Desarrollo - Universidad del Norte

Ingeniería & Desarrollo
Revista de la División de Ingeniería de la Universidad del Norte
Número 14, diciembre de 2003
Contenido
Un enfoque fuzzy para la prospectiva Delphi
Edison Barrera Guarín, John E. Escobar
Optimización energética de un secador radial de yuca
Antonio Bula, Néstor Durango, José Barrios y José Uscátegui
Grupo de Investigación UREMA
Tecnociencia, sociedad y valores
Luis Alberto Tarazona Sepúlveda
Sistemas de control pasivos y activos de aislamiento de base para edificios
sometidos a acciones sísmicas
Nelson Molinares Amaya
Conectividad de Java con bases de datos mediante invocación de objetos
con métodos remotos (objetos RMI)
Daladier Jabba Molinares, Maureen Alies Fuentes, Jhon Pinto Molina, Marirosa Buendía
Rodríguez, Julio César Ceballos Salazar
Análisis comparativo de la ejecución del algoritmo voraz
de PRIM en modo lineal y paralelo (LAM-MPI)
José Márquez Díaz, José David Cortés, Alex de Moya
Mecanismos y modos de falla en cables metálicos estructurales
Humberto Gómez V., José Wilches B.
Análisis comparativo de las aproximaciones heurísticas Ant-Q, recocido
simulado y búsqueda tabú en la solución del problema del agente viajero
Jair J. de la Cruz H.*, Adriana Mendoza B., Astrid del Castillo Ch., Carlos D. Paternina A.
Grupo de Investigación en Sistemas Inteligentes
Un esquema de optimización no lineal aplicada a la transmisión de n-flujos
multicast realizando balanceo de carga en redes MPLS
Yezid Donoso Meisel , Ramon Fabregat
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Un enfoque fuzzy para la prospectiva Delphi
Edison Barrera Guarín, John E. Escobar
Resumen
Los ejercicios de prospectiva son muy diversos y en la literatura a nivel mundial aparecen
varios enfoques para el proceso de recolección y tratamiento de la información. De todas
maneras, es común a todas estas metodologías la necesidad de procesar una gran cantidad
de datos emitidos por un grupo relativamente grande de personas que, para la prospectiva, se
conocen como «expertos», ya que usualmente poseen un conocimiento sobre un tema en
particular que una persona del común no lo tiene. El método Delphi es uno de los más
comunes, y busca la obtención de una opinión grupal fidedigna a partir de un conjunto de
opiniones individuales; se caracteriza por el mantenimiento del anonimato de sus participantes
y de un feedback controlado. Los resultados del consenso en los estudios actuales Delphi
utilizan una serie de estadís-ticas que no necesariamente hacen converger la opinión de los
expertos. En este artículo se evita el uso de estas técnicas estadísticas mediante la asociación
de las fechas de ocurrencia de los eventos (fecha más cercana, fecha más probable y fecha
lejana) a números fuzzy triangulares. Los conjuntos fuzzy fueron creados para repre-sentar
matemáticamente la incertidumbre y la vaguedad, bajo un enfoque no estadístico, y proveer
herramientas formalizadas para abordar la imprecisión intrínseca que presentan muchos
problemas del entorno. Con base en la lógica fuzzy se pudo imple-mentar un software
diseñado para la integración de números fuzzy triangulares, y de esta manera lograr la
convergencia de opiniones. Se presentan las características del software y un ejemplo de
estudio.
Palabras clave: Prospectiva, método Delphi, lógica fuzzy, conjuntos fuzzy, nú-meros fuzzy,
función de pertenencia, integración fuzzy.
Abstract
The foresight exercises are very diverse and in worldwide literature appear several approaches
for the recollecting and treatment process of information. Furthermore, it’s common to all this
methodologies the necessity of processing a large quantity of data emitted by a relatively big
group of persons that, for the foresight, are known as “experts”, because they usually have
knowledge about a particular theme that common persons don’t manage. Delphi method is one
of the most common, which pursuits the acquirement of a trustworthy group opinion beginning
from a set of individual opinions, is characterized for the maintenance of its participants
anonymity and of a controlled feedback. The results of the consensus on the actual Delphi
studies use series of statistics that don’t necessarily make converge the expert’s opinion. On
this article the usage of these statistical techniques is avoided by the matching of dates of
development of events (nearest date, most likely date and farthest date) with triangular fuzzy
numbers. Fuzzy sets were created to represent mathematically uncertainty and vagueness,
under a non-statically approach, and to provide formalized tools to enter upon the intrinsic
imprecision that present many problems of the environment. Based on fuzzy logic it could be
implemented a software designed for the triangular fuzzy number integration and in this way
obtaining the opinion convergence. Software characteristics and a study example are
presented.
Key words: Foresight, Delphi method, fuzzy logic, fuzzy sets, fuzzy numbers. membership
function, fuzzy integration.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Optimización energética de un secador radial de yuca
Antonio Bula, Néstor Durango
José Barrios y José Uscátegui
Grupo de Investigación UREMA
Resumen
Con el fin de mejorar la eficiencia energética de un secador de yuca radial, se han llevado a
cabo una serie de experimentos para determinar el consumo de energía eléctrica por unidad
de masa de agua removida. En estos experimentos se han registrado los datos de temperatura
de las paredes laterales y superior del secador, a la vez que la temperatura del medio
ambiente. Se realizaron cálculos teóricos para determinar la transferencia de calor por
convección y se compararon con datos experimentales, con el fin de determinar el radio crítico
de aislante. Una vez realizadas las modificaciones se registró nuevamente el consumo
energético, y se encontró una disminución del 46 %. El proceso de medición de consumo de
energía se llevó a cabo manteniendo constantes la temperatura de secado, la velocidad de
flujo del aire, el tiempo de secado, la masa que se iba a secar, y el tamaño y Forma de los
trozos de yuca.
Palabras clave: Diseño de experimentos, secador, medio poroso, yuca, secado de alimentos.
Abstract
In order to improve the energy efficiency in a radial yucca dryer, a series of experiments have
been carried out to determine the electric energy consumption per kilogram of water removed.
The temperature at the side and top walls of the dryer have been registered as well as the
environment temperature. Theoretical calculations were performed to estimate the heat
transferred by convection and they were compared to experimental values in order to establish
the critical radius for the insulation. Once the changes were made, the measurements showed
that the energy consumption has decreased about 46%. The process was carried out keeping
constant the drying temperature and time, the airflow, the mass to be dried, and size and shape
of the pellets.
Key words: Design of experiments, dryer, porous media, yucca, food drying.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Luis Alberto Tarazona Sepúlveda
Tecnociencia, sociedad y valores
Resumen
Hoy en día, cada vez con más intensidad va siendo casi imposible no reconocer la estrecha
interrelación que existe entre ‘la Ciencia y la Tecnología’. Las fronteras entre el conocimiento
científico y la tecnología parecen confundirse cada vez más, incluso han dado origen a un
híbrido conocido como tecnociencia. Esta situación la reconocemos como una característica
actual de la ciencia y la tecnología. Este escrito explora con cierta profundidad esta
característica y destaca el surgimiento de los riesgos producto de los efectos no-intencionales,
así como de la irreductibilidad de la incertidumbre y de la inevitable indeterminación en la
gestión de los procesos involucrados y de sus consecuencias. Pero todo esto se hace visible al
resaltar que la misma acción tecnocientífica por la que se crean los artefactos o instrumentos o
métodos o procesos para operar sobre la realidad no se produce de manera casual o fortuita,
muy por el contrario, es el resultado de una acción deliberada e intencional de agentes
concretos fundamentada en conocimientos científicos y tecnológicos dentro de un marco de
creencias, intereses y valores, y no segregable del entramado social y cultural en que se
desarrolla o se incorpora, ni ajena a las fuerzas, factores y circunstancias sociales.
Palabras clave: Tecnología, ciencia, tecnociencia, riesgo, sistema, valores, pluralismo,
responsabilidad, racionalidad, incertidumbre, indeterminación, consecuencias, intenciones,
pertinencia, contexto, necesidades, participación, alfabetización científica-tecnológica.
Abstract
At present, it is almost impossible not to recognize the close relation between “Science and
Technology“. The frontiers between scientific knowledge and technology seem to disappear,
even originating a hybrid known as technoscience. This situation is recognized as a present
characteristic of Science and Technology. This paper explore in deep this characteristic and
highlights the arising of risks as a product of non intentional effects, as well as of the
irreducibility of uncertainty and the inevitable indetermination in the management of involved
processes and their consequences. But all this becomes visible when highlighting that the
same techno scientific action that creates artifacts or instruments or methods or processes to
operate on the reality is not produced as casual or hazardous way, but on the contrary it is the
result of a deliberated and intentional action of concrete agents based on scientific and
technological knowledge within a framework of beliefs, interests and values. It is not separable
from the social and cultural environment in which it develops or is incorporated. It is not
detached from the social forces, factors and circumstances either.
Key words: Technology, Science, technoscience, risk, system, values, pluralism, responsibility,
rationality, uncertainty, indetermination, consequences, intentions, pertinence, context,
necessities, participation, scientific-technological literacy
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Sistemas de control pasivos y activos de aislamiento de
base para edificios sometidos a acciones sísmicas
Nelson Molinares Amaya
Resumen
En este artículo se examina la eficacia de los sistemas de control de aislamiento de base, tanto
pasivos como activos, y se propone uno híbrido que aplica una fuerza sobre la base. La
componente pasiva del sistema propuesto está constituída por un aparato de apoyo que puede
ser de tipo histerético, friccional o una combinación de ambos. La fuerza de control activo tiene
como objetivo la reducción del desplazamiento de la base y se calcula mediante una ley de
control que garantiza un comportamiento estable del sistema estructura – aislamiento de base
frente a una amplia clase de incertidumbres tanto del modelo dinámico como de la excitación
sísmica. Mediante un amplio estudio numérico se muestra que el sistema propuesto mejora el
comportamiento global del edificio, especialmente para excitaciones con frecuencias
predominantes, para las cuales la respuesta de la estructura con control pasivo es máxima.
Palabras clave: Diseño sísmico, aislamiento de base, control activo, sistemas de
control pasivo, sistemas de control híbridos, fuerza de control, control adaptativo.
Abstract
The effectiveness of passive and active base isolation systems is examined, and a class of
hybrid control system which applies a single force on the structural base is proposed. The
passive component of the system is a support device which can be hysteretic, frictional or a
combination of both.
The control force is applied with the objective of reducing the base displacements. It is
calculated by means of an adaptive feedback control law which assures an adequate response
of structure–base isolation system in presence of uncertainties in the characteristics of the
dynamic model and of the seismic excitation. The effectiveness of the system proposed has
been evaluated by means of an extensive numerical study whose main results are shown in
this paper.
Key words: Seismic design, Base isolation, active control, passive control systems, hybrid
control systems, control force, adaptive control.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Conectividad de Java con bases de datos mediante invocación de
objetos con métodos remotos (objetos RMI)
Daladier Jabba Molinares, Maureen Alies Fuentes,
Jhon Pinto Molina, Marirosa Buendía Rodríguez,
Julio César Ceballos Salazar
Resumen
El desarrollo de aplicaciones distribuidas está teniendo cada vez más auge entre las empresas
del mundo; esto se debe a la gran importancia que ha adquirido el Internet en los últimos años.
Para dar solución a esta necesidad surgen arquitecturas distribuidas como RMI (Invocación de
Métodos Remotos). En este artículo se describe una de las principales arquitecturas
empleadas para desarrollar aplicaciones basadas en objetos distribuidos, Java RMI. Además se
presenta una comparación entre esta arquitectura y otras como CORBA, RPC y DCOM.
Palabras clave: Objetos distribuidos, sistemas distribuidos, Java RMI, sockets, CORBA
(Common Object Request Broker Architecture), RPC (Remote Procedure Call), DCOM
(Distributed Component Object Model), máquina virtual (MV).
Abstract
The Development of distributed applications is growing up among the companies in the world, it
must for the big importance that Internet has become in the last years; for giving solutions to
this necessity, architectures distributed appears as RMI (Remote Method Invocation). In this
article we give a description about one of the main architectures used for developing
applications based in distributed objects, Java RMI. Moreover, we presents a comparison
among this architecture and others in the world, like: CORBA, RPC and DCOM.
Key words: Distributed objects, distributed systems, Java RMI, sockets, CORBA (Common
Object Request Broker Architecture), RPC (Remote Procedure Call), DCOM (Distributed
Component Object Model), virtual machine (VM).
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Análisis comparativo de la ejecución del algoritmo voraz
de PRIM en modo lineal y paralelo (LAM-MPI)
José Márquez Díaz, José David Cortés, Alex de Moya
Resumen
En este trabajo se muestra cómo funciona el algoritmo voraz PRIM, tanto en ambientes paralelos
como en secuenciales. El objetivo de estas pruebas es ver cómo la herramienta mpi puede
trabajar en red y mostrar cómo los algoritmos voraces en la fase de ejecución pueden arrojar
resultados satisfactorios al momento de utilizarlos. Para poder ejecutar el algoritmo voraz PRIM
se usó un entorno de procesamiento secuencial utilizando un único computador y un entorno de
procesamiento paralelo a partir de la implementación dada con la programación de paso de
mensajes (MPI), denominada LAM (Local Area Multicomputer) sobre el sistema operativo Linux.
Los resultados obtenidos permiten concluir que a través del paralelismo virtual se logra disminuir
el tiempo de procesamiento de un programa de esta naturaleza.
Palabras clave: Linux, MPI, paralelismo, PRIM, paso de mensajes.
Abstract
In this paper we are going to explain how greedy algorithm PRIM works, in both parallel and
sequential environment. The objective of these tests is to see how can the MPI tool work in
network and show how can the greedy algorithms in the execution phase yield satisfactory
results at the time of using them. In order to be able to execute greedy algorithm PRIM, a
sequential processing environment was used with an only computer and parallel processing
environment comes from the implementation given with the Messages Passing Programming
(MPI), denominated LAM (Local Area Multicomputer) on the operating system Linux. The obtained
results allow us to conclude that through virtual parallelism, the time of processing of a program
of this nature can be decreased.
Key words: Linux, MPI, parallelism, PRIM, messages passing.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Mecanismos y modos de falla en cables
metálicos estructurales
Humberto Gómez V., José Wilches B.
Resumen
Los cables son elementos flexibles de estructura compuesta, fabricados a partir del trenzado
helicoidal de torones que, a su vez, resultan de trenzar helicoidalmente alambres de acero de
alto carbono. Éstos están diseñados para soportar esfuerzos de tracción, que tienden a
enderezar los helicoides de los torones y de los alambres, lo cual da como resultado la
aparición de fuerzas de fricción y compresión entre ellos. Cuando estos elementos no se
encuentran debidamente protegidos y lubricados, se puede producir un desgaste mutuo, el
cual puede acelerarse en presencia de una atmósfera corrosiva. Este mecanismo fue el origen
de los fenómenos de fatiga y freting corrosion causantes de la rotura catastrófica de un cable
de la grúa de un barco transportador de granos, los cuales se identificaron a partir de un
análisis de la falla del mismo, en el que se aplicaron técnicas de ensayos mecánicos,
microscopia óptica, electrónica y de microanálisis EDX.
Palabras clave: Análisis de falla, cables, corrosión, freting corrosion, fatiga, SEM, EDX,
fractografía, alambres metálicos.
Abstract
Wire ropes are flexible elements of composite structure, manufactured by the helicoidally
twining of strands, which are produced by the helicoidally twining of high carbon steel wires.
Ropes’ re designed to support tension stresses, who tends to straight the strands and wires
helicoids, resulting the friction and compression forces apparition among them. When this
elements are not properly lubricated and protected, a mutual wear can be produced among
them, which can be accelerated in the presence of an corrosive atmosphere. This mechanism
was the origin of the fatigue and fretting corrosion phenomena, responsible of the catastrophic
rupture of a cargo boat crane, identified by the corresponding failure analysis methodology
using mechanical and microstructurals tests like SEM, EDX and others.
Key words: Failure analysis, fretting corrosion, wire ropes.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Análisis comparativo de las aproximaciones heurísticas Ant-Q,
recocido simulado y búsqueda tabú en la solución del problema
del agente viajero
Jair J. de la Cruz H., Adriana Mendoza B.
Astrid del Castillo Ch., Carlos D. Paternina A.
Grupo de Investigación en Sistemas Inteligentes
Resumen
En los últimos años, una de las áreas de investigación que ha adquirido mayor importancia
ha sido la de las heurísticas basadas en varios fenómenos físicos, biológicos y sociales de la
vida diaria. En este artículo se evalúan y comparan las características de desempeño de las
heurísticas Ant - Q (una aproximación que se deriva del comportamiento de una comunidad de
hormigas), Búsqueda Tabú (fundamentada en un fenómeno social de memoria dinámica) y
Recocido Simulado (una metodología análoga al proceso metalúrgico de recocido) en la
solución del problema estándar del agente viajero, objetivo para el cual se implementaron
principios básicos y algoritmos computacionales de cada técnica y se resolvieron algunas
instancias conocidas.
Palabras clave: Agentes, lista tabú, temperatura, control, optimización, pará-metros.
Abstract
During the years, one of the most important research areas has been that of heuristics based
upon various physical, biological and social daily life phenomena. In this article, the
performance characteristics of some heuristics are assessed and compared to solve the
standard problem of the traveler agent. These heuristics are as follows: Ant-O heuristics (an
approach derived from the behavior of an ant community), Taboo Searching (based on a social
phenomenon of dynamic memory) and Simulated Annealing (a methodology similar to the
metallurgic process of annealing). To achieve the objective, basic principles and computer
algorithmic for each technique were implemented and some known instances were solved.
Key words: Agents, taboo list, temperature, control, optimization, parameters
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003

Un esquema de optimización no lineal aplicada a la transmisión
de n-flujos multicast realizando
balanceo de carga en redes MPLS
Yezid Donoso Meisel
Ramon Fabregat
Resumen
La ingeniería de tráfico aplicada a la transmisión de n-flujos multicast consiste en establecer un
árbol de distribución desde un nodo ingreso hacia múltiples nodos egreso mientras se
optimizan los recursos en la red. Los objetivos de optimización pueden variar de acuerdo con
el tipo de problema que se quiera resolver: minimizar la congestión, minimizar la cantidad de
paquetes perdidos, mejorar la utilización de los enlaces, minimizar el delay total experimentado
por los paquetes e incrementar el número de usuarios con los recursos actuales. Los
algoritmos tradicionales establecen un solo árbol de distribución de la información con algunos
enlaces sobresaturados mientras otros enlaces están subutilizados. En este artículo se
presenta una solución a este problema en la transmisión multicast a través de minimizar la
máxima utilización de todos los enlaces del grafo mediante la utilización de múltiples árboles.
Se define el modelo matemático de optimización, el cual se resuelve mediante la herramienta
GAMS . El método propuesto se aplica sobre MPLS por permitir el establecimiento de rutas
explícitas tanto en el caso unicast como en el caso multicast.
Palabras clave: Ingeniería de tráfico, balanceo de carga, multidifusión, MPLS, QoS, problema
de n-flujos.
Abstract
Traffic engineering applied to multicast transmission with n flows consists of establishing
differents distribution tree from an ingress node to multiple set egress nodes while network
resources are optimized. Optimization objectives may vary according to the type of problem to
be solved: minimize the congestion, minimize the amount of lost packets, improve the utilization
of links, minimize the total delay experimented by the packets and increase the number of
users with the current resources. The traditional algorithms establish just one distribution tree of
information with some over saturated links while other links are underused. In this paper, it is
presented a solution to the problem in the Multicast transmission when it is required to transmit
n flows from an ingress node to different set of egress nodes of multicast groups.This solution
is made through minimizing the maximum utilization of all the links of the graph by means of the
GAMS tool. The proposed approach is used on MPLS by allowing the establishing of explicit
routes on both unicast and multicast events.
Key words: Traffic engineering, load balancing, multicast, MPLS, QoS, n-flow problem.
INGENIERÍA & DESARROLLO, UNIVERSIDAD DEL NORTE, 14, 2003