Navegar
Envíos recientes
Publicación Acceso abierto Desarrollo de una metodología para la identificación de fuentes de emisión de partículas y estrategias de control(Universidad de los Andes, 2005) Rojas Roa, Néstor YezidEste capítulo hace parte del libro Material particulado atmosférico y salud y presenta el desarrollo de una metodología para identificar fuentes de emisión de partículas y formular estrategias de control en zonas industriales. El texto inicia destacando la relevancia del material particulado (PM10 y PST) como contaminante criterio, asociado a incrementos en la mortalidad diaria entre 0,7 y 1,6% por cada 10 µg/m³. La metodología propuesta se estructura en seis etapas: identificación de la zona de estudio, análisis del consumo energético, estimación de emisiones, evaluación de la calidad del aire, clasificación industrial y diseño de estrategias de control. El estudio se aplicó en cuatro municipios de Cundinamarca (Soacha, Sibaté, Tausa y Cajicá), caracterizados por alta actividad industrial. Se identificaron combustibles predominantes como carbón, diésel y crudo de Castilla, principales generadores de partículas finas y ultrafinas. La estimación de emisiones se realizó mediante factores de emisión (AP-42, EPA), complementada con balances de materia y juicios de ingeniería, evidenciando que sectores como mezcla asfáltica, fundición de acero y coquización son los mayores aportantes. El análisis de calidad del aire incluyó monitoreo con equipos Hi-Vol, revelando concentraciones que superan normas internacionales en Soacha y Tausa, mientras que Sibaté y Cajicá presentan niveles aceptables. Con base en la clasificación EPA, se agruparon procesos industriales en nueve categorías y se propusieron mecanismos de control como filtros de mangas, precipitadores electrostáticos, ciclones Venturi y sistemas de recuperación en torres absorbedoras. La metodología concluye que su aplicación permite priorizar acciones costo-efectivas para reducir emisiones y mejorar la calidad del aire en entornos industriales.Publicación Acceso abierto Generalidades sobre material particulado y su caracterización(Universidad de los Andes, 2005) Rojas Roa, Néstor YezidEste capítulo hace parte del libro Material particulado atmosférico y salud y aborda la relación entre el material particulado (MP) y sus efectos en la salud, así como los métodos para su caracterización. Inicia con evidencia epidemiológica que vincula incrementos en PM10 y PM2.5 con mayor mortalidad, morbilidad respiratoria y hospitalizaciones, destacando que partículas ultrafinas (<0,1 µm) presentan mayor toxicidad por su alta área superficial. Se analiza la complejidad del MP frente a contaminantes gaseosos, enfatizando la influencia del tamaño, número y composición química en sus efectos biológicos. El capítulo describe la clasificación del MP según modos de tamaño (nucleación, acumulación y grueso) y fracciones reguladas (PM10, PM2.5), así como su origen natural y antropogénico. Se resalta la necesidad de monitoreo y control, proponiendo la caracterización físico-química como herramienta para identificar fuentes y diseñar políticas costo-efectivas. La metodología incluye tres componentes: concentración (en masa y número), distribución de tamaño y composición química. Se presentan técnicas gravimétricas mediante filtros e impactadores, métodos automáticos como BAM y TEOM, y sistemas avanzados para distribución de tamaño (ELPI, SMPS, FMA). Además, se revisan procedimientos para análisis químico, incluyendo extracción Soxhlet, análisis termogravimétrico, cromatografía, espectrometría de masas y absorción atómica, orientados a determinar fracciones orgánicas, metales, iones y contenido de agua. Finalmente, se discuten tipos de muestreo en aire ambiente, interiores y emisiones vehiculares e industriales, subrayando la importancia de establecer líneas base y aplicar tecnologías adecuadas para reducir la exposición y mitigar riesgos en salud pública.Publicación Acceso abierto Transferencia de calor(Universidad de los Andes, 2013) Hanley, Thomas R.Este capítulo hace parte del libro Manual de bolsillo AIChE y aborda los principios fundamentales de transferencia de calor, esenciales para el diseño y análisis de equipos térmicos en ingeniería química. Comienza con la conducción, explicando la ley de Fourier para estado estacionario y no estacionario, el cálculo de resistencias térmicas en serie y el flujo de calor radial a través de cilindros, incluyendo el uso del área y radio medio logarítmico para geometrías cilíndricas. En la sección de convección se introduce la ecuación básica q=hAΔTq = hA\Delta Tq=hAΔT, donde el coeficiente de transferencia de calor depende de la conductividad térmica del fluido y el espesor de la película laminar. Posteriormente, se presenta la combinación de conducción y convección mediante el coeficiente global UUU, que integra resistencias internas, externas y de pared. La radiación se describe a través de la ley de Stefan-Boltzmann, considerando factores geométricos y temperaturas absolutas. El capítulo incluye correlaciones empíricas adimensionales para calcular coeficientes de transferencia en flujo turbulento y laminar dentro de tuberías, utilizando números de Reynolds y Prandtl. También se detallan ecuaciones para transferencia de calor en fluidos que inciden perpendicularmente sobre tubos simples o bancos de tubos, así como para vapores en condensación sobre superficies horizontales y verticales. Finalmente, se proporciona una notación completa de variables y parámetros como área, diámetro, velocidad másica, conductividad térmica, calor latente, viscosidad y densidad, junto con sus unidades. Este contenido constituye una referencia práctica para cálculos de diseño y operación en intercambiadores de calor y sistemas térmicos industriales.Publicación Acceso abierto Fisicoquímica(Universidad de los Andes, 2013) Hanley, Thomas R.Este capítulo hace parte del libro Manual de bolsillo AIChE y desarrolla principios clave de fisicoquímica aplicados a la ingeniería química. Comienza con la ley de Amagat, que establece que el volumen total de una mezcla gaseosa es la suma de los volúmenes parciales de cada componente bajo las mismas condiciones de temperatura y presión. Se incluyen ecuaciones para fenómenos coligativos, como la elevación del punto de ebullición y la disminución del punto de congelación, expresadas en función de la molalidad, el calor molal de vaporización o fusión, y constantes específicas del solvente. El capítulo aborda la ecuación de Clausius y su derivación hacia la forma de Clausius-Clapeyron, utilizada para describir la relación entre presión y temperatura en cambios de fase, así como la ley de Dalton sobre presiones parciales en mezclas gaseosas. También se presentan las leyes de Faraday, que relacionan la masa de sustancia depositada en un electrodo con la cantidad de electricidad transferida, y se introduce la regla de las fases de Gibbs, que determina el número de grados de libertad en sistemas en equilibrio. Se explican principios adicionales como la ley de Graham para difusión de gases, la ley de Henry para solubilidad de gases en líquidos y la ley de Raoult para soluciones ideales. Asimismo, se incluye la ecuación de Van’t Hoff, que describe la variación de la constante de equilibrio con la temperatura. Finalmente, se detallan conceptos prácticos sobre humedad molar, porcentaje de saturación y relaciones entre presión parcial y concentración de vapor, fundamentales para cálculos en operaciones de transferencia de masa y diseño de procesos. Este contenido constituye una referencia esencial para análisis termodinámicos y cálculos en ingeniería química.Publicación Acceso abierto Química orgánica(Universidad de los Andes, 2013) Hanley, Thomas R.Este capítulo hace parte del libro Manual de bolsillo AIChE y aborda conceptos fundamentales de química orgánica y fisicoquímica, esenciales para la práctica ingenieril. Inicia con la clasificación general de compuestos orgánicos, incluyendo hidrocarburos saturados e insaturados como alcanos, alquenos y alquinos, así como alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, haluros de acilo, anhídridos, ésteres, amidas, aminas y nitrilos. También se describen compuestos cíclicos como cicloparafinas, cicloalquenos y aromáticos, junto con reglas y mecanismos relevantes, como la regla de Markovnikov para adiciones a olefinas y los mecanismos de reacción que involucran radicales libres, iones carbonio y carbaniones. En la sección de fisicoquímica se presentan leyes y ecuaciones clave para el análisis termodinámico y de equilibrio. Entre ellas se incluyen la ley de Amagat sobre volúmenes parciales, la ley de Dalton para presiones parciales y las leyes de Faraday aplicadas a la electrólisis. Se explican fenómenos coligativos como la elevación del punto de ebullición y la disminución del punto de congelación, con sus respectivas ecuaciones. Además, se desarrollan expresiones termodinámicas como la ecuación de Clausius y la de Clausius-Clapeyron para cambios de fase, así como la regla de las fases de Gibbs y la ley de Graham sobre difusión. Se abordan principios como la ley de Henry para solubilidad de gases y la ley de Raoult para soluciones ideales, junto con la ecuación de Van’t Hoff para variación de la constante de equilibrio con la temperatura. Finalmente, se incluyen conceptos prácticos sobre humedad molar, porcentaje de saturación y relaciones entre presión parcial y concentración de vapor, útiles en operaciones de transferencia de masa y diseño de procesos. Este capítulo proporciona una base técnica sólida para cálculos y análisis en ingeniería química aplicada.Publicación Acceso abierto Química inorgánica(Universidad de los Andes, 2013) Hanley, Thomas R.Este capítulo hace parte del libro Manual de bolsillo AIChE y ofrece una síntesis de conceptos esenciales de química inorgánica para cálculos rápidos en ingeniería química. Comienza explicando las constantes de equilibrio para reacciones en solución y en fase gaseosa, junto con las unidades fundamentales de concentración como molalidad, molaridad y normalidad. Incluye definiciones clave como número atómico, número de Avogadro, peso atómico, así como los procesos de oxidación y reducción. También aborda el concepto de pH, el producto iónico del agua y el producto de solubilidad, fundamentales para comprender la disolución de compuestos y el comportamiento ácido-base. El texto presenta el cálculo del peso gramo equivalente tanto para reacciones redox como no redox, lo que resulta útil en análisis estequiométricos y preparación de soluciones. Además, se ofrece una tabla detallada con las propiedades de los elementos químicos, incluyendo nombre, símbolo, número atómico, peso atómico y valencias comunes, que sirve como referencia rápida para diseño y operación de procesos. Finalmente, se incluye un listado de aniones comunes con sus fórmulas químicas, como nitrato, sulfato, fosfato, cloruro y otros relevantes en operaciones industriales. Este contenido proporciona una base práctica para cálculos de equilibrio, análisis de reacciones y preparación de soluciones, constituyendo una herramienta indispensable para la ingeniería química aplicada.Publicación Acceso abierto Specifying M&A Concerns in Workflow Applications(Universidad de los Andes, 2011) González Rojas, Oscar FernandoEste capítulo hace parte del libro Monitoring and Analysis of Workflow Applications: A Domain-Specific Language Approach. Presenta la justificación, diseño y evaluación de la estrategia para especificar preocupaciones de monitoreo y análisis (M&A) en aplicaciones de flujo de trabajo mediante el lenguaje específico de dominio MonitA. En la primera sección se expone la necesidad de un DSL para reducir costos de desarrollo, mejorar mantenibilidad y aumentar expresividad, evitando el acoplamiento con plataformas específicas. Se describe el proceso de desarrollo de DSL (decisión, análisis del dominio, diseño e implementación) y los principios de diseño evaluados: representación, absorción, estandarización, abstracción, compresión, generalización y optimización. Posteriormente, se definen los requisitos del MonitA DSL, orientados a: (1) especificar mediciones personalizadas y persistentes, (2) interceptar eventos de flujo y datos (CRUD) para monitoreo, y (3) aplicar reglas de control con acciones de notificación. MonitA se caracteriza por ser declarativo, modular, independiente de la plataforma, centrado en datos y capaz de generar código ejecutable mediante integración automática con lenguajes como BPEL y JPDL. El capítulo introduce la sintaxis y semántica de MonitA, organizada en tres segmentos: medición (declaración y persistencia de variables, navegación sobre colecciones), eventos de monitoreo (intercepción de estados y operaciones sobre datos), y funciones de análisis (acciones de medición, reglas de evaluación y notificaciones). Se incluyen ejemplos prácticos, como el escenario de gestión de tickets, para ilustrar la creación de métricas específicas y alertas basadas en atributos del flujo. Finalmente, se presentan estudios de evaluación: análisis frente a principios de diseño, un taller con desarrolladores para medir expresividad y facilidad de aprendizaje, y la relación del enfoque con patrones de datos en workflows. Los resultados confirman que MonitA ofrece especificaciones compactas, expresivas y reutilizables, aunque se identifican mejoras futuras en orden de ejecución y soporte para eventos adicionales.Publicación Acceso abierto Problem Statement and Background(Universidad de los Andes, 2011) González Rojas, Oscar FernandoEste capítulo hace parte del libro Monitoring and Analysis of Workflow Applications: A Domain-Specific Language Approach. Presenta el contexto, la problemática y la propuesta metodológica para mejorar la especificación e implementación de preocupaciones de monitoreo y análisis (M&A) en aplicaciones de flujo de trabajo. El texto inicia destacando la importancia del monitoreo en tiempo de ejecución para evaluar propiedades críticas y apoyar la mejora continua de procesos, frente a la necesidad empresarial de adaptabilidad. Se identifican dos problemas principales: (P1) la implementación manual y de bajo nivel de M&A, que genera código entrelazado y disperso, afectando mantenibilidad, reutilización y evolución; y (P2) la falta de soporte para análisis basados en datos relevantes del flujo de trabajo, lo que limita la expresividad y obliga a recurrir a técnicas a posteriori como minería de datos. Para ilustrar estas limitaciones, se analiza un escenario de gestión de tickets, evidenciando la complejidad de instrumentar mediciones personalizadas y controles en lenguajes como JPDL. La propuesta se centra en dos objetivos: (G1) elevar el nivel de abstracción mediante una especificación uniforme e independiente de la tecnología, y (G2) aumentar la expresividad incorporando mediciones específicas del dominio. Para ello, se introduce MonitA, un lenguaje específico de dominio (DSL) que permite definir preocupaciones de M&A en términos de entidades del flujo y datos asociados, complementado con un modelo de asociación de datos. Además, se plantea una estrategia generativa basada en Model-Driven Engineering (MDE) y Aspect-Oriented Programming (AOP) para automatizar la integración de estas especificaciones en plataformas heterogéneas (e.g., BPEL, JPDL), garantizando modularidad, trazabilidad y reutilización. Finalmente, se detallan las contribuciones: una arquitectura flexible para M&A, el diseño del DSL MonitA, una estrategia generativa para su implementación y una plataforma de ejecución que soporta almacenamiento, gestión y visualización de métricas.Publicación Acceso abierto Análisis de riesgos: área de influencia de riesgo industrial por radiación de incendios(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Gómez Ramírez, Jorge MarioEste capítulo hace parte del libro Incendios de piscina y jet: análisis de intensidad y consecuencias por radiación. Presenta los fundamentos técnicos y metodológicos para el modelado y simulación de incendios tipo Pool Fire y Jet Fire, con el objetivo de estimar áreas de influencia y consecuencias por radiación térmica en escenarios industriales. Se clasifican los modelos matemáticos en tres categorías: semiempíricos, de campo e integrales. Los modelos semiempíricos, como el punto de origen y la superficie emisora, se emplean para calcular flujos de calor a distancia mediante correlaciones experimentales, destacando su simplicidad y confiabilidad para predicciones rápidas. Los modelos de campo, basados en la resolución de ecuaciones de Navier-Stokes, permiten simular incendios en geometrías complejas, aunque requieren alta capacidad computacional. Los modelos integrales combinan rigor físico y formulación matemática, incorporando submodelos de turbulencia, combustión y transferencia de calor. El capítulo desarrolla en detalle el modelo de Clien (1983) para Pool Fires no confinados, incluyendo ecuaciones diferenciales adimensionales para calcular el crecimiento transitorio de la piscina, el diámetro máximo, la duración del incendio y la tasa de combustión. Se presentan correlaciones para estimar dimensiones de la llama (longitud, inclinación y potencia emisiva), factores de vista y transmisividad atmosférica, así como procedimientos para calcular el flujo máximo de calor a diferentes distancias. Además, se incluyen parámetros experimentales (índices de combustión y fracciones de radiación) y modelos alternativos como el de Mizber y Eyne (1982). La contribución principal radica en ofrecer un marco analítico robusto que integra ecuaciones físicas y datos experimentales, indispensable para la evaluación cuantitativa del riesgo y la formulación de planes de contingencia en instalaciones que manejan líquidos inflamables.Publicación Acceso abierto Análisis de riesgos: reporte(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Gómez Ramírez, Jorge MarioEste capítulo hace parte del libro Incendios de piscina y jet: análisis de intensidad y consecuencias por radiación. Expone la metodología para la elaboración y presentación de análisis de riesgos, así como la estructuración de planes de emergencia y contingencia, bajo un enfoque sistemático que garantice uniformidad entre los actores involucrados. El contenido se centra en la construcción del estudio técnico, el cual debe incluir tres componentes esenciales: (1) delimitación de las áreas de influencia del riesgo industrial, (2) elaboración de cartografía que incorpore las consideraciones del medio —población, infraestructura sensible, patrimonio cultural y ambiental, uso del suelo y ocupación territorial—, y (3) superposición de ambas capas para generar mapas de afectación. Estos mapas permiten visualizar el impacto potencial de fenómenos peligrosos sobre el territorio, constituyendo una herramienta clave para la concertación y planificación. Se establece que los análisis deben contemplar efectos tóxicos, térmicos y de sobrepresión, con posibilidad de ampliación según requerimientos de las autoridades distritales. La metodología enfatiza el uso de información oficial para garantizar la coherencia en la representación espacial y la integración de datos. Asimismo, se reconoce la facultad de las autoridades para incorporar elementos adicionales que fortalezcan la lógica del riesgo público. La contribución principal del capítulo radica en definir un marco técnico que articula la identificación de áreas críticas con la caracterización del entorno, facilitando la toma de decisiones estratégicas orientadas a la mitigación del riesgo y la protección de la población y la infraestructura.Publicación Acceso abierto Análisis de riesgos: fundamentos(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Gómez Ramírez, Jorge MarioEste capítulo hace parte del libro Incendios de piscina y jet: análisis de intensidad y consecuencias por radiación. Aborda los fundamentos del análisis de riesgos aplicados a escenarios críticos, con el propósito de fortalecer la gestión integral del riesgo mediante un marco metodológico único para evaluación y reporte. Se definen las Actividades Industriales de Alto Riesgo (AIAR) como aquellas vinculadas a la fabricación, uso o almacenamiento de sustancias peligrosas en cantidades significativas, incluyendo sectores como química básica, combustibles, agroquímicos y polímeros. Se presenta una clasificación referencial basada en la CIIU Rev. 3 para identificar sectores prioritarios. El capítulo establece que el análisis de riesgo industrial mayor se centra en la evaluación ingenieril de instalaciones que puedan generar eventos peligrosos, considerando tres parámetros: probabilidad de ocurrencia, intensidad del fenómeno y vulnerabilidad del medio. Se describen los principales efectos derivados de la materialización del riesgo: térmicos (por combustión), sobrepresión (por explosiones o descompresión violenta) y tóxicos (por liberación de sustancias peligrosas). Metodológicamente, se enfatiza la necesidad de modelaje y simulación para estimar áreas de influencia y niveles de intensidad, incluso en escenarios de baja probabilidad, con el fin de anticipar consecuencias y definir medidas preventivas. La vulnerabilidad se incorpora en una etapa posterior, evaluando la sensibilidad de población, infraestructura y patrimonio frente a los fenómenos identificados. Este enfoque permite delimitar zonas de afectación y sustentar decisiones estratégicas en planes de emergencia y contingencia orientados a la mitigación del riesgo.Publicación Acceso abierto Accidente industrial mayor: retorno de experiencias-incendios(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Gómez Ramírez, Jorge MarioEste capítulo hace parte del libro Incendios de piscina y jet: análisis de intensidad y consecuencias por radiación. Aborda el retorno de experiencias sobre accidentes industriales mayores relacionados con incendios, destacando su relevancia para la gestión del riesgo en entornos industriales próximos a zonas urbanas. El texto inicia con una reflexión sobre la evolución histórica de la localización industrial y su impacto en la vulnerabilidad urbana, subrayando que la proximidad entre industria y población incrementa la probabilidad de eventos catastróficos. Metodológicamente, se emplea el análisis histórico de accidentes como herramienta para identificar riesgos, mediante la revisión de casos internacionales emblemáticos (Feysin, Flixborough, Seveso, Bhopal, entre otros) y la sistematización de datos en una tabla ilustrativa que recoge incendios mayores ocurridos entre 1915 y 1994, especificando localización, tipo de instalación, material involucrado y consecuencias humanas. El capítulo describe los mecanismos de ocurrencia de incendios tipo Pool Fire (originados por liberación de líquidos inflamables que forman charcos) y Jet Fire (asociados a emisiones presurizadas), enfatizando su baja frecuencia pero alta severidad. Asimismo, se evidencia la falta de registros completos en el distrito capital, lo que limita la construcción de escenarios de riesgo. Para subsanar esta deficiencia, se menciona la creación de una línea base de riesgo tecnológico por la DPAE, con actualización mensual desde 2008. Finalmente, se concluye que la modelación y simulación de consecuencias son esenciales para definir medidas preventivas y planes de contingencia robustos, orientados a mitigar los efectos de estos eventos críticos.Publicación Acceso abierto Marco jurídico: contexto internacional, nacional y distrital(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Gómez Ramírez, Jorge MarioEste capítulo hace parte del libro Incendios de piscina y jet: análisis de intensidad y consecuencias por radiación. Presenta el marco jurídico que sustenta la gestión del riesgo frente a accidentes industriales mayores, con énfasis en la prevención y mitigación de eventos asociados a incendios en instalaciones críticas. El contenido se estructura en tres niveles normativos: internacional, nacional y distrital. En el contexto internacional, se destaca la adopción del Convenio 174 de la OIT y la Recomendación 181, que establecen lineamientos para la prevención de accidentes industriales mayores. A nivel nacional, se analiza la Ley 320 de 1996 y el Decreto 2053 de 1999, que incorporan dichos instrumentos al ordenamiento jurídico colombiano. Asimismo, el Decreto 919 de 1989 define la obligatoriedad de realizar análisis de vulnerabilidad y medidas de protección para actividades de alto riesgo. En el ámbito distrital, se revisan disposiciones como el Acuerdo 11 de 1987, el Decreto 332 de 2004 y el Plan Distrital para la Prevención y Atención de Emergencias (PDPAE), que establecen responsabilidades técnicas y operativas para la Dirección de Prevención y Atención de Emergencias (DPAE). Se enfatiza la exigencia de planes de contingencia, análisis de riesgos y reportes electrónicos por parte de las empresas. Metodológicamente, el capítulo expone un enfoque normativo-sistemático, articulando obligaciones legales con procedimientos de gestión del riesgo. Su contribución principal radica en consolidar un marco regulatorio coherente que sirva de base para la planificación preventiva y la respuesta ante escenarios de alta peligrosidad, garantizando la protección de la población y la infraestructura crítica.Publicación Acceso abierto Theoretical framework of instabilities in sands(Universidad de los Andes, 2011) Ramos Cañón, Alfonso MarianoEste capítulo del libro Instabilities in Sands desarrolla el marco teórico para la detección del inicio de inestabilidades en arenas, integrando criterios mecánicos y matemáticos. El objetivo es explicar de manera unificada las inestabilidades difusas y localizadas (licuefacción, bandas de corte y deslizamientos disgregados). El análisis se basa en el criterio del trabajo de segundo orden (d²W) propuesto por Hill (1958) y formalizado por Bazant (1989), que relaciona estabilidad con las leyes de la termodinámica. Un sistema es estable si d²W > 0, crítico si d²W = 0 e inestable si d²W < 0. Este criterio se aplica tanto a matrices de rigidez simétricas como no simétricas, mostrando que la pérdida de estabilidad ocurre cuando la parte simétrica de la matriz deja de ser definida positiva. En pruebas triaxiales no drenadas, se demuestra que la licuefacción coincide con d²W = 0, pérdida de unicidad (bifurcación) y pérdida de controlabilidad, incluso con módulo de endurecimiento positivo. Esto permite definir un módulo crítico (Hcrit) para detectar licuefacción bajo cargas monotónicas y cíclicas. El capítulo también aborda la pérdida de unicidad como problema de invertibilidad en modelos elastoplásticos: cuando H = 0, la matriz de rigidez se anula, surgen soluciones múltiples y se alcanza la bifurcación. Finalmente, se analiza la localización de deformaciones (bandas de corte) mediante el tensor acústico, cuya determinante nula indica bifurcación continua. Se concluye que bifurcación, pérdida de controlabilidad y trabajo de segundo orden nulo están interrelacionados: marcan el inicio de grandes deformaciones con pequeños cambios de esfuerzo, caracterizando la inestabilidad.Publicación Acceso abierto Constitutive models(Universidad de los Andes, 2011) Ramos Cañón, Alfonso MarianoEste capítulo del libro Instabilities in Sands describe los modelos constitutivos utilizados para simular el comportamiento complejo de las arenas, especialmente bajo cargas cíclicas. Se destacan características deseables en un modelo: no linealidad en la respuesta esfuerzo-deformación, comportamiento histerético, dependencia de la resistencia y rigidez con la presión confinante y el ángulo de Lode, densificación y generación de presión intersticial, y la capacidad de alcanzar el estado crítico. Se presentan dos modelos principales: 1. Modelo hipoplástico de Wolffersdorff (1996): -Es fenomenológico, basado en resultados experimentales, sin separación entre deformaciones elásticas y plásticas. -Describe inelasticidad desde el inicio del proceso de carga, sin superficie de fluencia ni potencial plástico. -Limitaciones: acumulación excesiva de deformaciones en cargas cíclicas pequeñas, incapacidad para simular comportamiento viscoso y dificultad para obtener parámetros en materiales gruesos. -La ecuación principal relaciona la tasa de esfuerzo con la tasa de deformación mediante tensores no lineales dependientes del esfuerzo y la relación de vacíos, incorporando efectos de barotropía y picnotropía. 2. Modelo elastoplástico avanzado de Manzari-Dafalias (1997, 2004): -Basado en la mecánica del estado crítico, utiliza dos superficies (de acotamiento y dilatancia) que evolucionan hacia la superficie crítica. -Incluye reglas de flujo no asociadas, variables internas tensoriales (esfuerzo de retroceso y tensor de tela-dilatancia) y leyes de evolución para capturar endurecimiento, ablandamiento y comportamiento dilatante/contractivo. -Capaz de simular respuestas monotónicas y cíclicas, considerando efectos de presión confinante y relación de vacíos. -Validado con ensayos triaxiales drenados y no drenados en arena Toyoura, mostrando buena concordancia con resultados experimentales. Ambos modelos permiten reproducir fenómenos clave como licuefacción y formación de bandas de corte, esenciales para el análisis de inestabilidades en arenas.Publicación Acceso abierto Strain localization based on the bifurcation theory: an application for use with the hypoplastic constitutive model(Universidad de los Andes, 2011) Ramos Cañón, Alfonso MarianoEste capítulo del libro Instabilities in Sands aborda la localización de deformaciones mediante la teoría de bifurcación aplicada al modelo constitutivo hipoplástico, destacando su relevancia en la predicción de bandas de corte en geotecnia. Se explica que el Método de Elementos Finitos (FEM), basado en el continuo clásico de Boltzmann, presenta limitaciones para simular la localización de deformaciones, ya que los resultados dependen de la malla y carecen de longitud característica para regularizar el problema. La bifurcación se define como el punto en que un campo inicialmente homogéneo pierde unicidad, siendo precursor de la formación de bandas de corte. Para superar estas limitaciones, se recomienda el uso de continuos no convencionales (Cosserat, no locales, de orden superior) o enriquecimiento de elementos. El capítulo incluye: - Simulaciones biaxiales con FEM y modelo hipoplástico, mostrando que la forma, espesor e inclinación de la banda dependen de la geometría de la malla y la ubicación de elementos débiles. El espesor varía entre 26 y 32 veces el tamaño medio de partícula (d₅₀), mayor que en pruebas experimentales (10–15 d₅₀), debido a la falta de regularización. - Análisis de bifurcación en condiciones de deformación plana, derivando ecuaciones para la inclinación de la banda y validando resultados frente a datos experimentales. - Extensión a trayectorias de esfuerzo generales, mostrando la influencia de la presión de confinamiento, la relación de vacíos y el parámetro hipoplástico “a” en el inicio de la bifurcación. Se observa que bifurcación ocurre antes del pico de esfuerzo en arenas densas, pero puede no cumplirse en trayectorias controladas por esfuerzo. - Comparación entre superficies de bifurcación y límite, confirmando que la bifurcación es un precursor matemático, no equivalente a una banda completamente desarrollada. Conclusión: la teoría de bifurcación permite identificar el punto crítico para mejorar simulaciones FEM y entender la influencia de parámetros constitutivos en la localización de deformaciones.Publicación Acceso abierto Introduction(Universidad de los Andes, 2011) Ramos Cañón, Alfonso MarianoEste capítulo del libro Instabilities in Sands introduce el concepto de inestabilidad en geotecnia, destacando su relevancia para el diseño seguro de estructuras como taludes, excavaciones y muros de contención. Aunque estabilidad parece un concepto claro, en mecánica y geotecnia sigue siendo debatido. Desde una perspectiva práctica, un sistema es estable si pequeñas perturbaciones no generan consecuencias graves; teóricamente, se asocia a mínimos de energía potencial (Liapunov) y a la pérdida de unicidad en soluciones (bifurcación). Se identifican tres tipos principales de inestabilidades en arenas: 1.Licuefacción en arenas sueltas bajo condiciones no drenadas (difusa). 2.Bandas de corte en arenas densas bajo condiciones drenadas (localizada). 3.Inestabilidad difusa drenada, vinculada a flujos de escombros por aumento del nivel freático o reducción de presión confinante. Estos fenómenos ocurren cuando pequeños incrementos de carga producen grandes deformaciones. Ejemplos históricos incluyen el terremoto de Niigata (1964) y el deslizamiento en La Conchita (2005), que causaron graves daños y pérdidas humanas. El capítulo también revisa avances teóricos: criterios para licuefacción (Lade, Borja, Andrade), bifurcación para bandas de corte y estudios limitados sobre inestabilidad difusa drenada. Se plantean tres vacíos: falta de criterios para licuefacción y para inestabilidad difusa drenada, y comprensión insuficiente de la relación entre ablandamiento y localización. Objetivo: desarrollar criterios físicos y matemáticos para detectar el inicio de estas inestabilidades mediante pruebas elementales y modelos constitutivos (elastoplásticos e hipoplásticos), validando con ensayos triaxiales y proponiendo un marco aplicable a simulaciones numéricas.Publicación Acceso abierto Análisis de riesgos: reporte(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Ramos López, Gustavo AndrésEste capítulo del libro Explosiones BLEVE: análisis de intensidad y consecuencias por sobrepresión aborda el reporte del análisis de riesgos y los modelos para estimar efectos por sobrepresión. Primero, se establece que los estudios técnicos deben incluir: Áreas de influencia de riesgo industrial, considerando efectos tóxicos, térmicos y de sobrepresión. Cartografía del medio, que contemple población, infraestructura sensible, patrimonio cultural y ambiental, uso del suelo y construcciones. Superposición de cartografía, para generar mapas de afectación que faciliten la planificación y comunicación entre actores. En cuanto al modelaje de explosiones BLEVE, se requiere información como presión atmosférica, volumen y forma del tanque, presión de operación, sustancia almacenada, porcentaje de llenado y temperatura ambiente. Se presentan modelos clave: Límite de supercalor (Reid): determina la temperatura crítica para formación de burbujas y explosión. Método TNT: simple, pero impreciso para BLEVE. Método de Baker: base para cálculos en tanques esféricos (Baker 1), con extensiones para tanques cilíndricos (Baker 2) y fluidos no ideales (Baker 3). El capítulo compara ventajas y limitaciones: TNT es fácil pero poco realista; Baker 1 puede sobredimensionar eventos; Baker 2 considera forma y fragmentación; Baker 3 incorpora propiedades termodinámicas reales. Finalmente, se recomienda usar Baker 2 o Baker 3 para modelar efectos por sobrepresión, justificando cualquier método alternativo ante la autoridad competente. [Explosione...presión C4 | PDF]Publicación Acceso abierto Análisis de riesgos: fundamentos(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Ramos López, Gustavo AndrésEste capítulo del libro Explosiones BLEVE: análisis de intensidad y consecuencias por sobrepresión explica los fundamentos del análisis de riesgos en escenarios críticos y la necesidad de un marco metodológico único para evaluar y reportar riesgos industriales mayores. Se definen como actividades industriales de alto riesgo (AIAR) aquellas que implican fabricación, uso o almacenamiento de sustancias peligrosas en cantidades significativas, como químicos básicos, agroquímicos, combustibles, solventes, polímeros y productos farmacéuticos. Aunque la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU Rev. 3) ayuda a identificar sectores prioritarios, no determina con exactitud los establecimientos específicos. El análisis de riesgo industrial mayor se centra en evaluar instalaciones que manejan procesos peligrosos susceptibles de generar eventos críticos, considerando tres factores: probabilidad de ocurrencia, intensidad del fenómeno y vulnerabilidad del medio. Los fenómenos peligrosos pueden liberar energía (térmica, ondas de sobrepresión) o sustancias tóxicas, afectando personas, infraestructura sensible y bienes patrimoniales. Se destacan tres tipos de efectos: Térmicos: quemaduras y destrucción por combustión. Sobrepresión: daños por explosiones o descompresión violenta. Tóxicos: nubes o derrames por fugas o reacciones químicas. El análisis incluye modelaje y simulación para estimar el área de influencia del riesgo industrial, sin considerar inicialmente vulnerabilidades sociales o ambientales. Finalmente, la vulnerabilidad completa la noción de riesgo, evaluando la sensibilidad de población, infraestructura y patrimonio frente a los fenómenos peligrosos.Publicación Acceso abierto Accidente industrial mayor: retorno de experiencias-explosiones Bleve(Universidad de los Andes, 2011) Muñoz Giraldo, Felipe; Ramos López, Gustavo Andrés; Rodríguez Casas, Fabio HernánEste capítulo del libro Explosiones BLEVE: análisis de intensidad y consecuencias por sobrepresión aborda el retorno de experiencias internacionales y locales sobre accidentes industriales mayores tipo BLEVE. Históricamente, la proximidad entre zonas industriales y urbanas ha incrementado el riesgo de accidentes catastróficos. El análisis de eventos pasados es clave para identificar riesgos y formular políticas de seguridad. La revisión internacional incluye casos emblemáticos como Feyzin (1966), Flixborough (1974), Seveso (1976), Bhopal (1984) y Toulouse (2001), entre otros, que evidencian la magnitud del problema. La tabla presentada recopila explosiones BLEVE ocurridas entre 1926 y 2004, con materiales como GLP, propano, butano, cloro, amoniaco, óxido de etileno y gasolina, mostrando que este fenómeno no se limita a sustancias inflamables. Aunque la probabilidad de ocurrencia es baja, las consecuencias son severas: efectos por radiación, sobrepresión y tóxicos, con más de 2.000 muertes y 15.000 heridos reportados globalmente. Cerca del 20% de los casos ocurrieron entre 1997 y 2004, lo que indica que el reconocimiento del riesgo no garantiza su prevención. Además, un 30% de los eventos se presenta en operaciones de transporte, no solo en instalaciones fijas. En Bogotá, la falta de registros adecuados ha invisibilizado el riesgo. Para corregirlo, la DPAE creó la línea base de Riesgo Tecnológico en 2008, actualizada mensualmente. Entre 2001 y 2008 se registraron 298 eventos, de los cuales aproximadamente el 30% involucraron GLP o propano, confirmando su alta incidencia en el distrito capital.