Portal de Revistas Academicas del ITM (Institución Universitaria adscrita al Municipio de Medellín)
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Caracterización de andamios de seda fibroína electrohilados para ingeniería de tejidos óseo: una revisión
Get PDFSilk Fibroin (SF) is a natural polymer obtained from the Bombyx mori silkworm. It has been used in bone tissue engineering thanks to its favorable biocompatibility, adhesion, low biodegradability, and tensile strength properties. Electrospinning is a technique to develop nanofibers. It uses high voltages to convert polymer solutions into porous nanostructured scaffolds with a good ratio between superficial area and volume. In this paper, we examine the effect of the electrospinning parameters on fiber morphology once the spun fibers have been treated. In addition, we present different physicochemical characterizations of electrospun SF scaffolds such as their morphology (via Scanning Electron Microscopic—SEM—), crystalline structure (via Fourier Transform Infrared—FTIR—spectroscopy and X-Ray Diffraction—XRD—), thermal characteristics (via Differential Scanning Calorimetry—DSC—and Thermogravimetric Analysis—TGA—), and mechanical properties (tensile strength). Finally, we discuss the potential applications and impacts of electrospun SF in bone tissue engineering and future research trends.La fibroína de seda es un polímero natural obtenido del gusano Bombyx mori, que se ha utilizado en la ingeniería de tejidos óseos debido a sus propiedades de biocompatibilidad, adhesión, baja biodegradabilidad y resistencia a la tracción. El electrohilado es una técnica para desarrollar nanofibras, utiliza altos voltajes para convertir soluciones de polímeros en andamios nanoestructurados, con porosidad, buena relación entre el área superficial y el volumen. En esta revisión examinamos los parámetros de electrohilado en la morfología de la fibra, después del tratamiento de las fibras hiladas. Además, presentamos diferentes caracterizaciones fisicoquímicas de andamios de fibroína de seda electrohilada como morfológico (microscopia electrónica de barrido - SEM), estructura cristalina (espectroscopia de transformada infrarroja de Fourier - FTIR, difracción de rayos X- XRD), análisis térmico (calorimetría diferencial de barrido- DSC, análisis termogravimétrico - TGA) y propiedades mecánicas (resistencia a la tracción). Finalmente, presentamos una discusión concerniente a las potenciales aplicaciones e impactos de la fibroína de seda electrohilada en la ingeniería del tejido óseo y las tendencias futuras
Plan para desarrollar redes de vinculación y gestión en Instituciones de I&D en Salud: estudio de caso
Get PDFThis paper presents the case of the National Institute of Genomic Medicine (abbreviated INMEGEN in Spanish) which is part of the Ministry of Health of the Federal Government of Mexico. This institute conducts Research and Development (R&D) studies in genomic medicine. Its linkage activities have traditionally and primarily been focused on academic and research collaborations. However, given the intense internal and external changes and considering the economic austerity raised by the current government, further linkage activities should be implemented to promote new projects and generate external revenues under a modern administration scheme. To identify the actions that may help to address this need, we propose to develop a strategic plan based on technology innovation networks. The planning methodology includes four steps: (a) carrying out an analysis to determine the baseline situation, (b) establishing the conditions for planning, (c) designing a regulatory strategy to achieve the expected future situation, and (d) developing a tactical plan with short-, medium-, and long-term actions. In conclusion, the proposed plan to boost, improve, and systematize project management and linkage activities with society suggest the need to take two fundamental measures: (a) building innovation networks with national and international private and public institutions, and (b) getting closer and having a direct contact with communities using mobile and itinerant units to bring genomic medicine services directly to various areas of Mexico City and its metropolitan area.En este artículo se presenta el caso del Instituto Nacional de Medicina Genómica (INMEGEN) de la Secretaría de Salud del Gobierno Federal Mexicano, en el cual se realiza Investigación y Desarrollo (I&D) en Medicina Genómica. La vinculación del instituto ha sido tradicionalmente académica y de investigación. En el marco de tiempos de cambios internos y externos muy intensos, y considerando el esquema de austeridad económica planteada por el actual Gobierno, se requiere implementar acciones para mejorar su vinculación con el fin de propiciar la generación de nuevos proyectos y de ingresos externos en un esquema de gestión moderno. Para encontrar la propuesta de acciones que pudieran responder a esta necesidad, se propuso el desarrollo de un plan estratégico basado en el establecimiento de redes de innovación tecnológica. La metodología de planeación estratégica utilizada consistió en las siguientes etapas: (a) un diagnóstico para determinar la situación de referencia, (b) planteamiento de las condiciones para realizar la planeación, (c) la elaboración de un plan normativo para llegar a la situación futura esperada y (d) el desarrollo de un plan táctico con acciones de corto, mediano y largo plazo. En conclusión, en el plan propuesto para incentivar, mejorar y sistematizar las acciones de gestión de proyectos y vinculación con la sociedad se encontró que se requiere de dos acciones fundamentales: (a) construir comunidades o redes de innovación con instituciones nacionales e internacionales públicas y privadas y (b) llevar a cabo un mayor acercamiento y contacto directo con el público usando unidades móviles y módulos itinerantes para llevar servicios de medicina genómica directamente a distintas zonas de la Ciudad de México y su área conurbada
Análisis por confiabilidad de la estabilidad de muros de pilas excavadas considerando las incertidumbres de los parámetros
Get PDFIn geotechnical engineering, bored-pile wall stability is evaluated using deterministic design methods based on safety factors to establish a margin against failure. In recent years, reliability-based design methods have been adopted to include uncertainty in the assessment of bored-pile wall stability as well as in the calculation of the feasible embedment depth of the walls. In this study, an expanded reliability-based design approach, along with finite element analysis, was applied to conduct parametric analyses of bored-pile wall stability. In serviceability limit state design framework, the results indicate that cohesion and groundwater level are factors that significantly affect bored-pile wall stability. Moreover, high variability in the cohesion range causes great uncertainty to determine the embedment depth of bored-pile wall. The feasible embedment depth can reach 4 times the free height considering the maximum coefficient of variation (50 %) of the cohesion. In turn, when the groundwater level is located at the retained ground surface, the horizontal displacement of the upper end of the wall reaches 15.2 mm, i.e., 0.0038 times the free height of the wall, for which the soil mobilizes active earth pressures. It was also found that the resolution of probabilistic results is highly influenced by the number of iterations in Monte Carlo simulations.En ingeniería geotécnica, la estabilidad de muros de pilas excavadas es evaluada mediante métodos de diseño determinísticos que se basan en el uso de factores de seguridad para establecer un margen para la falla. En los últimos años, se han adoptado métodos de diseño basados en la confiabilidad para involucrar la incertidumbre en la evaluación de la estabilidad de los muros, así como para el cálculo de la profundidad de empotramiento factible para los muros. En este estudio, se aplica un enfoque de diseño basado en la confiabilidad ampliada para desarrollar análisis paramétricos de la estabilidad de un muro de pilas excavadas, junto con un análisis de elementos finitos. En el marco del diseño por estado límite de servicio, los resultados indican que la cohesión del suelo y el nivel freático son factores que afectan significativamente la estabilidad del muro. Una alta variabilidad en el rango de cohesión causa una gran variabilidad en la incertidumbre para determinar la profundidad de empotramiento del muro. La profundidad de empotramiento factible puede alcanzar 4 veces la altura libre considerando el coeficiente de variación máximo (50 %) de la cohesión del suelo. Por otro lado, cuando el nivel freático se ubica en la superficie del terreno retenido, el desplazamiento horizontal del extremo superior del muro alcanza 15.2 mm, equivalente a 0.0038 veces la altura libre del muro, para el cual el suelo alcanza a movilizar los empujes activos. También se encontró que la resolución de los resultados probabilísticos está altamente influenciada por el número de iteraciones en las simulaciones de Monte Carlo
Estudio técnico-económico de dos tecnologías de producción de biodiesel a partir de aceite de soya empleando el simulador superpro designer
Get PDFIn this work, a preliminary technical-economic study of two technological proposals of biodiesel production was carried out employing soybean oil as the main raw material and under the current economic conditions of Brazil. For that the simulator SuperPro Designer® v.8.5 is used. In the first technology (Base Case) refined biodiesel and crude glycerol are obtained, while in the second (Variant) refined biodiesel is also produced, and the crude glycerol is purified to a final purity of 99.75 %. A sensitivity study consisting of 12 runs was carried out, through which the influence of five input variables on three economic indicators was evaluated: Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) and Payback Time (PT). usd 21.4 million must be invested to erect the Base Case and the Variant, respectively. The results of the NPV, IRR and PT for the Base Case were usd 22,577,000 , 38.05 % and 2.26 years respectively, which indicate that the Variant is the most cost-effective technology. The introduction of glycerol purification operations increases the economic and profitability indicators of the biodiesel production plant. The sensitivity study allowed obtaining equations that establish the statistical correlation between five input variables and three output parameters. Statgraphics Centurion® software version XVI was used for the statistical processing of the results obtained.En el presente trabajo se efectuó un estudio técnico-económico preliminar de dos propuestas tecnológicas de producción de biodiesel empleando aceite de soya como materia prima principal y bajo las condiciones económicas actuales de Brasil. Para eso se utiliza el simulador SuperPro Designer® v.8.5. En la primera tecnología propuesta (Caso Base) se obtiene biodiesel refinado y glicerol crudo, mientras que en la segunda (Variante) también se produce biodiesel refinado, y el glicerol crudo es purificado hasta una pureza final de 99,75 %. Se efectuó un estudio de sensibilidad consistente en 12 corridas mediante el cual se evaluó la influencia de cinco variables de entrada sobre tres indicadores económicos: Valor Actual Neto (van), Tasa Interna de Retorno (tir) y Periodo de Recuperación de la Inversión (pri). Se deben invertir usd 21,4 millones para construir el Caso Base y la Variante, respectivamente. Los resultados del van, tir y pri para el Caso Base fueron de usd 22 577 000, 38,05 % y 2,26 años respectivamente, cosa que indica que la Variante constituye la propuesta tecnológica más rentable. La introducción de operaciones de purificación de glicerol incrementa los indicadores económicos y de rentabilidad de la planta de producción de biodiesel. El estudio de sensibilidad permitió obtener ecuaciones que establecen la correlación estadística existente entre cinco variables de entrada y tres de salida. Se empleó el software Statgraphics Centurion® versión XVI para el procesamiento estadístico de los resultados obtenidos
Modelo computacional para reconocimiento de lenguaje de señas en un contexto colombiano
Get PDFThis document presents the implementation of a Colombian sign language recognition software for deaf people. For this purpose, Machine Learning will be used as the basis of the specific system. Today there is no public repository of images or video that contains these signs or the information necessary to achieve this goal, being one of the main obstacles to undertake the task. For this reason, the construction of a repository was started. Despite the time constraints of the participants, five people carried out the signs in front of a video camera, from which the images that would make up the repository were obtained.Once this was done, the images were used as training data for an optimal computer model that can predict the meaning of a new image presented. We evaluated the performance of the method using classification measures and comparing different models. The measurement known as Accuracy was an important factor in measuring the different models obtained and thus choosing the one most suitable. Results show that it is possible to provide new tools to deaf people to improve communication with others who do not know sign language. Once the best models have been chosen, they are tested with new images, similar to those in the training, where it can be seen that the best model achieves a success rate of around 68 % of the 22 classes used in the system.Este documento presenta la implementación de un software de reconocimiento de lenguaje de señas colombiano para personas sordas. Para este propósito, el Aprendizaje de Máquina será usado como base del sistema específico. Hoy en día no existe un repositorio público de imágenes o video que contenga estas señas ni la información necesaria para alcanzar esta meta, siendo uno de los principales impedimentos para iniciar la tarea. Por esta razón, se comenzó con la construcción de un repositorio. Pese a las dificultades de tiempo de los participantes, cinco personas realizaron las señas ante una cámara de video, de donde se obtuvieron las imágenes que compondrían el repositorio. Una vez hecho esto, las imágenes se usaron como datos de entrenamiento de un modelo computacional óptimo que puede predecir el significado de una nueva imagen presentada. Evaluamos el rendimiento del método utilizando medidas de clasificación y comparando diferentes modelos. La medición conocida como Accuracy fue un factor importante para medir los diferentes modelos obtenidos y así elegir el más adecuado. Los resultados muestran que es posible proporcionar nuevas herramientas a las personas sordas para mejorar la comunicación con otras personas que no conocen el lenguaje de señas. Una vez que se han elegido los mejores modelos, se prueban con nuevas imágenes, similares a las del entrenamiento, donde se puede ver que el mejor modelo logra una tasa de éxito de alrededor del 68 % de las 22 clases utilizadas en el sistema
Videojuego para la enseñanza de la realización de diseños de iluminación siguiendo el RETILAP
Get PDFThis paper describes the development of a video game that serves as a tool to learn about lighting design methodologies. The video game was designed in Unity and has five levels. The first three of them are about indoor lighting design; the fourth, about sports lighting; and the final level, about emergency lighting. To pass each level, the designs players create must meet the Colombian lighting code (RETILAP in Spanish). This study shows that not observing the RETILAP has serious visual health consequences and facilitates a poor job performance of employees at companies. Furthermore, the video game enables lighting professionals to learn about and apply the current national lighting code and current design methodologies in an easy and didactic way, thus minimizing incorrect lighting designs and mitigating their consequences.En este documento se plantea el diseño de un videojuego, como herramienta alternativa de aprendizaje de las metodologías para realizar diseños de iluminación. El videojuego se ha diseñado bajo la plataforma Unity y consta de cinco niveles. Los tres primeros están basados en las metodologías de diseño de iluminación interior, el cuarto hace referencia a iluminación deportiva, mientras que el quinto nivel está dedicado a iluminación de emergencia, teniendo en cuenta la normatividad contemplada en el Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público (RETILAP). Realizar diseños de iluminación sin tener en cuenta lo contemplado en el RETILAP, acarrea consecuencias graves en la salud visual de las personas, y facilita el bajo rendimiento laboral por parte de los trabajadores en las organizaciones, como se verá más adelante. Por medio del videojuego, las personas vinculadas al gremio de la iluminación podrán conocer y aplicar la normatividad y metodologías de diseño vigente de una manera didáctica y fácil, con lo cual se busca minimizar los diseños de iluminación erróneos y mitigar sus consecuencias
El procedimiento de la fuerza ficticia: un símil del método del potencial unidimensional equivalente en la solución del problema de Kepler
Get PDFAn alternative procedure to the equivalent one-dimensional potential method is developed to describe the qualitative characteristics of the motion of two particles under the effect of central forces, applying it to the specific case of the Kepler problem related to the otion of the planets around the sun that is, for the inversely proportional attractive force law, the square of the distance. The new treatment called ¨Fictitious Force Method¨ is implemented in the context of Classical Mechanics and differs from the equivalent one-dimensional potential method in that instead to use the fictitious potential, the fictitious force is used; from this last perspective, it is identified that one is dealing with a simile, since it is acting within the same area of knowledge, and that it refers to a new tool with geometric characteristics to obtain qualitative solutions to the cinematic effects when you have central forces between two bodies. The simile, for the particular case treated, leads to the same results of the equivalent one-dimensional potential method that provides conic sections as trajectories for the attractive force of the inverse square between the bodies, but has the advantage that the values of the force can be quantified effective for some specific orbits. Like the equivalent one-dimensional potential method, the fictive force simile can be arbitrarily applied to other central force laws and, most importantly, the procedure could show its potential in other areas of Contemporary Physics, Physical Sciences and ties to Engineering.Se elabora un procedimiento alternativo al del método del potencial unidimensional equivalente para describir las características cualitativas del movimiento de dos partículas bajo el efecto de fuerzas centrales, aplicándolo al caso específico del problema de Kepler relacionado con el movimiento de los planetas alrededor del sol; es decir, para la ley de fuerza atractiva inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. El nuevo tratamiento denominado “Método de la fuerza ficticia” es implementado en el contexto de la Mecánica Clásica y difiere del método del potencial unidimensional equivalente a que en lugar de emplear el potencial ficticio se usa la fuerza ficticia; desde esta última perspectiva, se identifica que se está tratando con un símil, ya que se actúa en la misma área del conocimiento, y que se refiere a una nueva herramienta de características geométricas para obtener soluciones de tipo cualitativo a los efectos cinemáticos cuando se tienen fuerzas centrales entre dos cuerpos. El símil, para el caso particular tratado en el presente, conduce a los mismos resultados del método del potencial unidimensional equivalente, que proporciona secciones cónicas como trayectorias para la fuerza atractiva del cuadrado inverso entre los cuerpos, pero tiene la ventaja de que se pueden cuantificar los valores de la fuerza efectiva para algunas órbitas específicas. Al igual que el método del potencial unidimensional equivalente, el símil de la fuerza ficticia puede ser aplicado a otras leyes de fuerzas centrales de forma arbitraria y, lo más importante, el procedimiento podría mostrar su potencialidad en otras áreas de la física contemporánea, ciencias físicas y afines e ingenierías
Sistema de revistas científicas ITM: una apuesta estratégica para la gestión de las publicaciones científicas
Get PDFIn 2017, supported by the Fondo Editorial ITM, the journals of the Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) redefined their internal process of scientific publication. This was due to three reasons: (1) they had been operating based on their own efforts; (2) they had coexisted with and depended, for their creation and maintenance, on the political and economic will of different dependencies, faculties, or departments that, in turn, had been operating according to their particular scopes; and (3) they had been working individually to disseminate research results.En el año 2017, con el apoyo fundamental del Fondo Editorial ITM, en las revistas del Instituto Tecnológico Metropolitano repensamos el funcionamiento interno de nuestras publicaciones científicas ya que: venían operando según sus propios esfuerzos; coexistían y dependían para su creación y sostenimiento de la voluntad política y económica de las distintas dependencias, facultades o departamentos que a su vez operaban según sus alcances particulares; y trabajaban individualmente para dar a conocer los resultados de las investigaciones. 
Estudio de los parámetros de proyección térmica por plasma de blancos de TiO2 usados en magnetrón sputtering
Get PDFThe synthesis of thin films by sputtering requires the use of targets, which act as materials from which the coatings are made. This work is focused on the implementation of Atmospheric Plasma Spray (APS) for manufacturing TiO2 targets that can later be used in the deposition of TiO2 coatings by magnetron sputtering. Three commercial TiO2 powders, produced by Oerlikon Metco, were sprayed using different spray parameters to evaluate their effect on the microstructure (percentage of pores and cracks on the cross section) of the obtained TiO2 targets. The targets were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and image processing and used in sputtering deposition tests to estimate the deposition rate. The results enabled us to identify the variables with the most significant effect on the targets’ microstructure (in a decreasing order in terms of magnitude of the effect): ratio of plasma generating gases, stand-off distance, carrier gas flow rate, current in the electric arc, and particle size distribution of the raw material. The percentages of microstructural defects found during the tests ranged between 0.41 ± 0.30 % and 6.80 ± 2.03 %, which demonstrates the importance of controlling spray parameters in the manufacture of targets by this technique.La síntesis de películas delgadas por pulverización catódica o sputtering requiere la utilización de blancos o targets, que actúan como los materiales a partir de los cuales se elaboran los recubrimientos. Este trabajo está enfocado en la implementación del proceso de proyección térmica por plasma atmosférico para la fabricación de blancos de TiO2, que posteriormente puedan emplearse en la deposición de recubrimientos de TiO2 por magnetrón sputtering. Se partió de tres polvos de TiO2 comerciales de la marca Oerlikon Metco, los cuales fueron proyectados mediante diferentes parámetros de proyección para evaluar su efecto en la microestructura (porcentaje de poros y grietas en sección transversal) de los blancos de TiO2 obtenidos. Los blancos fueron caracterizados por microscopía electrónica de barrido y procesamiento de imágenes y utilizados en algunas pruebas de deposición sputtering para estimar la tasa de deposición. Los resultados permitieron identificar las variables que tienen un efecto más significativo sobre la microestructura de los blancos. En orden decreciente a la magnitud del efecto, estas variables son: la relación de gases generadores de plasma, la distancia de proyección, el flujo del gas de arrastre, la corriente en el arco eléctrico y la distribución de tamaños de partícula de la materia prima. Los porcentajes de defectos microestructurales encontrados durante la ejecución de las pruebas variaron entre 0.41 ± 0.30 % y 6.80 ± 2.03 %, rango que demuestra la importancia que puede llegar a tener el control de los parámetros de proyección en la fabricación de blancos mediante esta técnica
Revisión de algoritmos, métodos y técnicas para la detección de UAVs y UAS en aplicaciones de audio, radiofrecuencia y video
Get PDFUnmanned Aerial Vehicles (UAVs), also known as drones, have had an exponential evolution in recent times due in large part to the development of technologies that enhance the development of these devices. This has resulted in increasingly affordable and better-equipped artifacts, which implies their application in new fields such as agriculture, transport, monitoring, and aerial photography. However, drones have also been used in terrorist acts, privacy violations, and espionage, in addition to involuntary accidents in high-risk zones such as airports. In response to these events, multiple technologies have been introduced to control and monitor the airspace in order to ensure protection in risk areas. This paper is a review of the state of the art of the techniques, methods, and algorithms used in video, radiofrequency, and audio-based applications to detect UAVs and Unmanned Aircraft Systems (UAS). This study can serve as a starting point to develop future drone detection systems with the most convenient technologies that meet certain requirements of optimal scalability, portability, reliability, and availability.Los vehículos aéreos no tripulados, conocidos también como drones, han tenido una evolución exponencial en los últimos tiempos, debido en gran parte al desarrollo de las tecnologías que potencian su desarrollo, lo cual ha desencadenado en artefactos cada vez más asequibles y con mejores prestaciones, lo que implica el desarrollo de nuevas aplicaciones como agricultura, transporte, monitoreo, fotografía aérea, entre otras. No obstante, los drones se han utilizado también en actos terroristas, violaciones a la privacidad y espionaje, además de haber producido accidentes involuntarios en zonas de alto riesgo de operación como aeropuertos. En respuesta a dichos eventos, aparecen tecnologías que permiten controlar y monitorear el espacio aéreo, con el fin de garantizar la protección en zonas de riesgo. En este artículo se realiza un estudio del estado del arte de la técnicas, métodos y algoritmos basados en video, en análisis de sonido y en radio frecuencia, para tener un punto de partida que permita el desarrollo en el futuro de un sistema de detección de drones, con las tecnologías más propicias, según los requerimientos que puedan ser planteados con las características de escalabilidad, portabilidad, confiabilidad y disponibilidad óptimas