Resumen El proceso de instrucción en la mayoría de los cursos de ingeniería frecuentemente difiere de situaciones reales, ya que el proceso de aprendizaje se desarrolla de los problemas más simples a los más complejos. En el curso de pregrado en ingeniería mecánica, el cálculo de los parámetros de operación en un sistema de bombeo de ramal único que opera en régimen transitorio es un ejemplo típico de la brecha entre el aula y la industria. En el presente trabajo, se desarrolla un aplicativo instructivo para implementar una solución analítica preexistente para este problema, junto con una nueva solución semi-analítica. Estas soluciones se diferencian por el hecho de que la primera considera que el factor de fricción f es constante y la segunda no. La primera solución considera el factor de fricción f constante y la segunda no. El uso del aplicativo en diferentes aplicaciones de interés académico/industrial mostró excelentes resultados. La utilización de este aplicativo garantizará una mejor transferencia de conocimientos, ofreciendo oportunidades de discusión y colaboración entre los estudiantes.

Abstract The instructional process at most engineering courses often diverges from real situations, as the learning process moves from the simplest to the most complex problems. In undergraduate mechanical engineering courses, calculation of the operating parameters in a simple branch pumping system operating in transient regime, is a typical example of the gap between the classroom and the field. In the present work, an instructional toolbox is developed to implement a pre-existing analytic solution for this problem, together with a new semi-analytic solution. Those solutions differ by the fact that the former considers the friction factor f to be constant and the last one does not. The use of the toolbox in different applications of academic/industrial interest showed excellent results which is indicative of better knowledge transfer and offers opportunities for discussion and collaboration between students.

Flow-accelerated corrosion has been studied by means of computational fluid dynamics (CFD) techniques and rotating cage (RC) autoclave tests according to ASTM G170. This study evaluated through CFD and laboratory tests the influence of RC geometry and baffles on the wall shear stress (τw) proposed by the aforementioned standard. The experimental were performed at 120 °C and 2 angular velocities (500 and 800 rpm) during 25 h in a solution with 600 mg/L of Cl- ions and 10-3 mol/L of sodium thiosulfate. Corrosion rates were obtained by ASTM G31 and the surfaces were evaluated by OM and XRD. Corrosion rate values and XRD analyses showed divergence between samples in different positions in the RC and between distinct regions in the same sample. The numerical simulations and the experimental tests showed a great influence of the baffles on τw. The conservatism in the values obtained with this technique is caused by excessive corrosion close to the samples edges and the non-uniformity of τw on the internal samples surfaces. Thus, the main conclusion of the study is related to the importance of better knowledge on experimental methodology and mathematical approximations for updating the criterion for the correct τw calculation on sample surfaces.

Abstract The analysis and design of pipe networks is usually a very complex task and depending of many factors. The paper here presented explores issues related to the accuracy and robustness of three iterative nonlinear methods used for designing pipe networks: Hardy Cross method, Gradient method and Newton-Raphson method. The last two methods are implemented in EPANET and Matlab, through the fsolve function. In order to evaluate the performance of each numerical method, three pipe networks, were assessed. No differences in the results were found by using fsolve (of MatLab) and Hardy-Cross methods. However, the EPANET results show differences up to 115% regarding other two methods. This behavior can be explained by the magnitude of head loss and the flow rate in some tubes of the network with errors close to the errors set up and by the Nodal Newton-Raphson method used at EPANET’s code. The Hardy Cross method proved to be robust on three evaluated cases

Resumen El proyecto y análisis de redes de tuberías suele ser una tarea muy compleja que depende de muchos factores. El trabajo aquí presentado explora cuestiones relacionadas con la precisión y la robustez de tres métodos iterativos no lineales utilizados para proyectar redes de tuberías: el método Hardy Cross, el método de Gradiente y el método Newton-Raphson. Los dos últimos métodos se implementan en EPANET y Matlab, a través de la función fsolve. Para evaluar el desempeño de cada método numérico, se evaluaron tres redes de tuberías. No se encontraron diferencias en los resultados cuando la función fsolve (de MatLab) y el método Hardy-Cross son utilizados. Sin embargo, los resultados de EPANET muestran diferencias de hasta un 115 % con respecto a los otros dos métodos. Este comportamiento puede explicarse debido a la magnitud de la pérdida de carga y del caudal en algunos tubos de la red, con errores próximos al error establecido para la convergencia y, también, por el método Nodal Newton-Raphson utilizado en el código de EPANET. El método de Hardy Cross demostró ser robusto en tres casos evaluados.

Resumen Tomar decisiones es parte importante del trabajo de cualquier profesional dependiendo en buena medida de la calidad de los datos y de las técnicas utilizadas, las que presentan limitaciones cuando el tamaño de muestra es pequeño y hay mucha variabilidad en las observaciones. Una metodología basada en Bootstrap es empleada en la realización de análisis de correlación entre los parámetros hemodinámicos en el interior del saco aneurismático y los índices geométricos que caracterizan los Aneurismas de la Aorta Abdominal (AAA) mediante el estudio de una muestra de 13 pacientes aneurismáticos del Hospital Clínico Universitario de Valladolid. Los índices que mejor correlacionan con los parámetros hemodinámicos son longitud, la excentricidad y el diámetro de la ilíaca derecha. Los resultados obtenidos son muy similares a los obtenidos por los métodos clásicos, constituyendo una alternativa confiable en apoyo a la toma de decisiones.

Abstract Making decisions is an important part of the work of any professional depending largely on the quality of the data and techniques used, which have limitations when the sample size is small and there is much variability in the observations. A methodology based on Bootstrap is used in the analysis of correlation between hemodynamic parameters within the aneurysmal sac and geometric indices characterizing Aneurysms of the Abdominal Aorta (AAA) by studying a sample of 13-aneurysm patients of the University hospital of Valladolid. The indices that best correlate with hemodynamics parameters are length, the eccentricity and the diameter of the iliac right. The results are very similar to those obtained by conventional methods; provide a reliable alternative to support decision-making

The steel industry is one of the most energy-intensive industry sectors, accounting also for the generation of co-products with high added energy, among them stands out the process gases. These fuels supply part of thermal demand from the steel mill companies and are typically utilized for cogeneration of electricity. Thus even with all the amount and complexity of variables involved, a clear and accessible methodology developed by [5] was applied to predict and simulate the cogeneration of electricity. Therefore this study aims to evaluate the sensitivity of the change in production of intermediate processes in cogeneration. It was noted that some processes such as coke oven, blast furnace and steelmaking have a direct relationship between increased production and cogeneration capacity, but in other cases such as sinter plant and rolling mill the increase of production causes a decrease in the availability of fuels for thermoelectric power plant.

La industria siderúrgica es uno de los sectores donde se consume mayor cantidad de energia, siendo responsable por la generación de productos resultantes de procesos con un alto valor energético agregado, entre los que se destacan los gases de proceso. Esos combustibles suministran parte de la demanda térmica de la siderúrgica y, típicamente, son aprovechados para la cogeneración de electricidad. De esta forma, aún con la gran cantidad y la alta complejidad de las variables que intervienen, fue aplicada una metodología clara y accesible desarrollada por [5], para prever y simular la cogeneración de electricidad en un proceso típico de la industria siderúrgica. El objetivo de este trabajo es el de evaluar la sensibilidad de la cogeneración a la alteración de la producción de los procesos intermedios. Fue observado que algunos procesos como coquería, el alto horno y la acería, presentan una relación directa entre el aumento de la producción y la capacidad de cogeneración y, en otros procesos como la sinterización y la laminación, el incremento de la producción provoca una disminución de la disponibilidad de combustibles para la central termoeléctrica.

Abdominal Aortic Aneurysm is a localized, progressive and permanent dilation of the infra-renal aorta.AAA has increasingly been recognized as an important health problem in the last decades. The AAA rupture is mostly associated with fatal consequences. The lack of more reliable criteria for rupture riskassessing, results in a problem in the clinical management of the disease. This paper aims to assess the rupture risk of abdominal aortic aneurysms by means of numerical indexes, as envisaged by the biomechanical approach. Finite Volume Techniques were used to determine the blood flow behavior within aneurysmatic sac and the structural state of the arterial wall. The results showed that none of the assessed aneurysms is at high rupture risk. The rupture risk assessment by using numerical indices is a viable way to predict the rupture of a specific aneurysm.

El Aneurisma de Aorta Abdominal es la dilatación localizada, irreversible y progresiva que experimenta la pared aortica. Esta patología ha sido reconocida como un importante problema de salud, puesto que su ruptura está asociada mayormente a consecuencias fatales. La falta de criterios fiables, respecto a los actualmente utilizados, para la evaluación del riesgo de ruptura, constituye un inconveniente en la gestión clínica de la enfermedad. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el riesgo de ruptura de Aneurismas de Aorta Abdominal, mediante indicadores numéricos, como es previsto por el enfoque biomecánico. Fueron utilizadas técnicas de modelación por elementos finitos para determinar el comportamiento del flujo sanguíneo y el estado tensional de la pared arterial. Los resultados mostraron que ninguno de los aneurismas analizados presenta riesgo de ruptura elevado y que la evaluación del riesgo de ruptura mediante índices numéricos, es un camino viable para prever la ruptura de un aneurisma específico.

The rupture of abdominal aortic aneurysm (AAA) represents an important clinical event due to its high mortality rate. Currently the criteria to decide on the treatment of AAA patients are the peak transverse diameter and the growth rate which can be considered insufficient because they have not a reasonable physical base. The foundations for the design of PC software to predict, with sufficient accuracy to be clinically relevant, the risk of AAA rupture on patient-specific basis are defined in this paper. The software consists of 3 modules which are designed for processing all patient-specific information and integrate them through a model that interrelates the different nature (biological, structural and geometric) and scales (temporal and dimensional) biomechanical factors, in order to calculate a numerical and patient-specific indicator of the rupture risk. This tool should be an auxiliary element to physician in making decision on appropriate treatment decisions for patients with aneurysm.

La ruptura de los aneurismas de aorta abdominal representa un evento clínico muy importante debido a su alta tasa de mortalidad. Los indicadores empleados actualmente para decidir el tratamiento a pacientes con aneurismas son el diámetro máximo transversal y la tasa de crecimiento, los que pueden ser considerados insuficientes, pues no tienen una base teórica físicamente fundamentada. En el presente artículo se definen los fundamentos para el diseño de una herramienta informática para PC que permita predecir, con suficiente precisión para ser clínicamente relevante, el riesgo de ruptura de aneurismas de aorta abdominal sobre bases personalizadas del paciente. La herramienta consta de 3 módulos, que están diseñados para procesar toda la información del paciente e integrarla mediante un modelo que incorpora la interrelación de los factores biomecánicos de diferentes naturalezas (biológicos, estructurales y geométrico) y escalas (temporal y dimensional), con el objetivo de calcular un indicador numérico y personalizado del riesgo de ruptura. Esta herramienta debe constituir un elemento auxiliar del facultativo médico en la toma de decisiones respecto del tratamiento adecuado a pacientes con aneurisma.