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Fabricación de sistemas MEMS – un caso de estudio en la fabricación de un micro-espejo
No full textThis paper presents the working principle, design, and fabrication of a silicon-based scanning micromirror with a new type of action mechanism as an example of MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems). Micromirrors can be found in barcode readers as well as micro-projectors, optical coherence tomography, or spectrometers’ adjustable filters. The fabrication process of the device prompted us to describe and discuss the problems related to the manufacture of MEMS. The article starts with some terminology and a brief introduction to the field of microsystems. Afterwards, the concept of a new scanning micromirror is explained. The device is operated by two pairs of thermal bimorphs. A special design enables to maintain a constant distance from the center of the mirror to the light source during the scanning process. The device was implemented in a one degree-of-freedom micromirror and a two degree-of-freedom micromirror. The fabrication process of both types is described. For each case, a different type of substrate was used. The first type of substrate was a standard silicon wafer; the second one, SOI (Silicon-On-Insulator). The process with the first one was complicated and caused many problems. Replacing this substrate with SOI solved some of the issues, but did not prevent new ones from arising. Nevertheless, the SOI substrate produces much better results and it is preferable to manufacture this type of MEMS devices.Este trabajo muestra un mecanismo de acción, un diseño y una fabricación de un nuevo dispositivo de escaneo - un micro-espejo. Los micro-espejos se pueden encontrar en los lectores de códigos de barras, así como en los micro proyectores, en sistemas de tomografía óptica coherente, o en los filtros ajustables de espectrómetros. El proceso de formación del nuevo dispositivo nos llevó a describir y discutir los problemas relacionados con la fabricación de MEMS (sistemas microelectrónicos). En primer lugar, se da una terminología y una breve introducción al campo de los microsistemas. A continuación, se explica un concepto del nuevo micro-espejo de escanéo. El dispositivo es accionado por dos pares de actuadores termo-bimorfos. Un diseño especial permite mantener la distancia constante desde el centro del espejo a la fuente de luz durante el proceso de escaneo. El dispositivo se implementó en dos versiones: un micro-espejo con un grado de libertad y un micro-espejo con dos grados de libertad. Se describe un proceso de fabricación para los dos tipos del dispositivo que utiliza dos tipos diferentes de sustrato. El primer tipo de sustrato corresponde a una oblea de silicio estándar, el segundo substrato corresponde a un SOI (Silicon-On-Insulator). El proceso con la oblea de silicio estándar fue complicado y causó muchos problemas. Cambiar el sustrato a SOI ayudó a resolver algunos de ellos, pero no permitió evitar algunos nuevos. Sin embargo, el sustrato SOI da mejores resultados y se encuentra que es preferible fabricar dispositivos MEMS de este tipo
Transformación digital: un camino al valor económico y social
No full textDigital transformation can enable the creation of substantial business and societal value. However, it entails more than simply the use and application of technology. Digital transformation implies a change in mindset, attitudes, and culture, and doing so successfully requires leaders to overcome many challenges. New technologies such as artificial intelligence and machine learning are accelerating the pace of this transformation, and leaders must position their organizations strategically to exploit them. For society, the critical sectors of healthcare and education are poised at an inflection point of digital transformation today, further precipitated by the global pandemic of 2020. Educators must ensure that tomorrow’s leaders are equipped to drive digital transformation as an urgent strategic imperative in their organizations.La transformación digital puede permitir la generación sustancial de valor social y de negocio. Sin embargo, implica más que el simple uso y aplicación de la tecnología. La transformación digital implica un cambio de mentalidad, actitudes y cultura, y hacerlo de forma exitosa le exige a los líderes superar muchos retos. Las nuevas tecnologías como la inteligencia artificial y el aprendizaje de máquinas están acelerando el paso de la transformación y los líderes deben posicionar sus organizaciones estratégicamente para explotarlas. Para la sociedad, los sectores críticos de la salud y la educación están hoy en un punto de inflexión de la transformación digital, precipitado por la pandemia global de 2020. Los educadores deben asegurarse de que los líderes del mañana estén preparados para dirigir la transformación digital en sus organizaciones
Efecto de aditivos utilizados en impresión 3D de mezclas de cemento portland, geopolímeros y arcillas: una revisión
No full textControlling the properties of 3D printing mixtures used in construction processes is a major challenge for engineering and materials science, as it requires the use of additives to facilitate their extrusion and layer-by-layer printing. The objective of this review was to analyze the mix designs reported in the scientific literature related to the use of additives. The methodology employed consisted of a review of the Scopus database on additives used in Portland cement-based mixtures, geopolymers, and clays. The types of additives analyzed include: 1) superplasticizers and water reducing additives, which influence fluidity, elastic limit and mechanical resistance, favoring pumpability and extrusion capacity; 2) additives that modify viscosity and rheological properties, which affect static and dynamic flow efficiency, thixotropy, and contribute to increased buildability and printing quality; and 3) setting and hardening regulators, which modify the cement hydration process and have a direct influence on the open time of the mixes. Analysis of the results allowed us to identify critical rheological properties that must be optimized during the design of 3D printing mixes, such as viscosity, thixotropy, and extrusion time. It is concluded that it is important to consider these factors when selecting the additives required in 3D printing mixtures, especially in the case of alternative materials such as geopolymers and clays. The information reported in this review is essential for designers, researchers, and producers interested in exploring the additive manufacturing of these construction materials.El control de las propiedades de las mezclas de impresión 3D aptas para emplear en procesos constructivos es un gran reto para la ingeniería y la ciencia de los materiales, ya que se requiere el uso de aditivos para facilitar su extrusión e impresión capa a capa. El objetivo fue analizar los diseños de mezclas reportados en la literatura científica relacionados con el uso de aditivos. La metodología empleada consistió en la revisión en la base de datos Scopus sobre aditivos utilizados en mezclas basadas en cemento Portland, geopolímeros y arcillas. Los tipos de aditivos incluyen: 1) aditivos superplastificantes y reductores de agua que influyen sobre la fluidez, límite elástico y resistencia mecánica, favoreciendo la bombeabilidad y capacidad de extrusión; 2) aditivos modificadores de la viscosidad y propiedades reológicas, que afectan el esfuerzo de fluencia estático y dinámico, la tixotropía, y contribuyen al aumento de la edificabilidad y calidad de la impresión; y 3) aditivos reguladores de fraguado y endurecimiento, que modifican el proceso de hidratación del cemento, teniendo una influencia directa sobre el tiempo abierto (open time) de las mezclas. El análisis de los resultados permitió identificar las propiedades reológicas críticas que deben ser optimizadas durante el diseño de la mezcla, como la viscosidad, la tixotropía y el tiempo de extrusión. Además, se destaca que, aunque los estudios sobre estos aditivos y sus efectos son abundantes, persisten limitaciones en la evaluación detallada de sus interacciones y su impacto a largo plazo en la durabilidad de las estructuras impresas. Se concluye la importancia de considerar estos factores al seleccionar los aditivos necesarios para mezclas de impresión 3D, especialmente cuando se usan materiales alternativos como geopolímeros y arcillas. La información reportada en esta revisión es fundamental para diseñadores, investigadores y productores interesados en utilizar la manufactura aditiva de materiales de construcción
Mejoramiento de la segmentación de estructuras nerviosas usando un enfoque de pre-imágenes basado en correntropía
No full textPeripheral Nerve Blocking (PNB) is a commonly used technique for performing regional anesthesia and managing pain. PNB comprises the administration of anesthetics in the proximity of a nerve. In this sense, the success of PNB procedures depends on an accurate location of the target nerve. Recently, ultrasound images (UI) have been widely used to locate nerve structures for PNB, since they enable a non-invasive visualization of the target nerve and the anatomical structures around it. However, UI are affected by speckle noise, which makes it difficult to accurately locate a given nerve. Thus, it is necessary to perform a filtering step to attenuate the speckle noise without eliminating relevant anatomical details that are required for high-level tasks, such as segmentation of nerve structures. In this paper, we propose an UI improvement strategy with the use of a pre-image-based filter. In particular, we map the input images by a nonlinear function (kernel). Specifically, we employ a correntropy-based mapping as kernel functional to code higher-order statistics of the input data under both nonlinear and non-Gaussian conditions. We validate our approach against an UI dataset focused on nerve segmentation for PNB. Likewise, our Correntropy-based Pre-Image Filtering (CPIF) is applied as a pre-processing stage to segment nerve structures in a UI. The segmentation performance is measured in terms of the Dice coefficient. According to the results, we observe that CPIF finds a suitable approximation for UI by highlighting discriminative nerve patterns.El bloqueo de nervios periféricos (PNB) es una técnica ampliamente usada para llevar a cabo anestesia regional en el manejo del dolor. El PNB aplica una sustancia anestésica en el área que rodea el nervio que se quiere intervenir, y su éxito depende de la localización exacta del mismo. Recientemente, las imágenes de ultrasonido (UI) se han utilizado para la localización de nervios periféricos en PNB ya que permiten una visualización no invasiva y directa del nervio y de las estructuras anatómicas alrededor de él; sin embargo, este tipo de imágenes están afectadas por ruido speckle, dificultando su delimitación exacta. De esta manera, es pertinente una etapa de filtrado para atenuar el ruido sin remover información anatómica importante para la segmentación. En este artículo se propone una estrategia para el mejoramiento de UI usando filtrado basado en pre-imágenes. En particular, las imágenes se mapean a un espacio de alta dimensionalidad a través de una función kernel. Específicamente, se emplea un mapeo basado en Correntropía con el fin de codificar estadísticos de orden superior de las imágenes bajo condiciones no-lineales y no-Gaussianas. El enfoque propuesto se valida en la segmentación de nervios para PNB. El enfoque de filtrado basado en pre-imágenes con Correntropía (CPIF) es usado como pre-procesamiento en tareas de segmentación de nervios sobre UI. El rendimiento de la segmentación es medida en términos del coeficiente Dice. De acuerdo con los resultados, CPIF encuentra una aproximación adecuada para las UI al asegurar la identificación de patrones discriminativos de estructuras nerviosas
Estimación del desempeño energético de una edificación utilizando un indicador compuesto: un caso de estudio
No full textSeveral studies have analyzed the integration of energy-saving strategies in buildings to mitigate their environmental impact. These studies focused mainly on a disaggregated analysis of such strategies and their effects on the building's energy consumption and thermal behavior, using energy engine simulation software (EnergyPlus, TRNSYS, and DOE2) or graphical interface software (DesignBuilder, eQuest, and ESP-r). However, buildings are complex systems whose energy behavior depends on the interaction of passive (e.g., location and construction materials) and dynamic (e.g., occupation) components. Therefore, this study proposes a composite indicator Building’s Energy Performance (BEP) as an alternative to deal with this complex and multidimensional phenomenon in a simplified way. This indicator considers energy efficiency and thermal comfort. The Electrical Engineering Building (EEB) of the Universidad Industrial de Santander was selected to verify the performance of the BEP indicator. In addition, a sensitivity analysis was performed for different mathematical aggregation methods and weighting values to test their suitability to reproduce the building behavior. Different simulation scenarios modeled with DesignBuilder software were proposed, in which the energy-saving strategies integrated with the building was individually analyzed. The results confirmed that the integration of the building's energy-saving strategies improved the BEP indicator by approximately 16%. It has also been possible to verify that the BEP indicator adequately reproduces the building’s energy behavior while guaranteeing comfort conditions. Finally, the Building Energy Performance indicator is expected to contribute to the integration of sustainability criteria in the design and remodeling stages of buildings.Diversos estudios han analizado la integración de estrategias de ahorro energético en edificaciones para mitigar su impacto ambiental. Estos estudios se centraron en un análisis desagregado de estas estrategias y sus efectos sobre el consumo de energía y el comportamiento térmico del edificio utilizando motores de simulación energética (EnergyPlus, TRNSYS y DOE2) o software de interfaz gráfica (DesignBuilder, eQuest y ESP-r). Sin embargo, los edificios son sistemas complejos cuyo comportamiento energético depende de la interacción de componentes pasivos (p. ej., ubicación y materiales de construcción) y dinámicos (p. ej., ocupación). Por lo tanto, este artículo propone un indicador compuesto de desempeño energético de edificaciones (BEP) como una alternativa para enfrentar este fenómeno complejo y multidimensional de manera simplificada. Este indicador considera la eficiencia energética y el confort térmico. Para ello, se seleccionó un edificio real, el Edificio de Ingeniería Eléctrica (EEB) de la Universidad Industrial de Santander, con el fin de verificar el desempeño del indicador BEP. Además, se realizó un análisis de sensibilidad para diferentes métodos matemáticos de agregación y valores de ponderación para probar su idoneidad para reproducir el comportamiento del edificio. Se propusieron diferentes escenarios de simulación modelados mediante el software DesignBuilder, en los que se analizaron individualmente las estrategias de ahorro energético integradas con el edificio. Los resultados confirmaron que las estrategias de ahorro energético del edificio mejoraron el indicador en aproximadamente un 16 %. Asimismo, fue posible verificar que dicho indicador reproduce adecuadamente el comportamiento energético de la edificación mientras se garantiza condiciones de confort. Por último, se espera que el indicador contribuya en la integración de criterios de sostenibilidad en edificaciones durante las etapas de diseño y remodelación
Impacto social de la gestión del conocimiento en el desarrollo municipal
No full textThe objective of the present investigation is to describe the social impacts of the administration of knowledge in the social development of a municipality, specifically in the case of Florence, Cuba. The methodology used is that of case study and the techniques are interviews with key informants and the revision of documents. Some of the main results are that the university administration of knowledge has an increasing influence in the decision-making process at the government level; the mediator instrument is the strategy of local development, with its programs that stem from the same strategy and from the main priorities of the same strategy, municipal energy administration, local production of materials of construction and production of foods; each of these levels has its own system of indicators. There are tangible advances in governmental demands to different institutions of education, the use of external and internal networks, events like that of the social sciences of the mountain and the Filial Universitaria Municipal and the media Ambiente (FUMMA), the existence of a portfolio of projects (investigation and development), and the improvement of the environmental administration with the design of the environmental rules of the municipality.El objetivo de la presente investigación es describir los impactos sociales que la gestión del conocimiento ha tenido en el desarrollo social de un municipio, específicamente en el caso de Florencia, Cuba. La metodología utilizada es la de estudio de caso y se emplearon como técnicas la entrevista a informantes clave y la revisión de documentos. Entre los principales resultados obtenidos en el presente trabajo se encuentran: la gestión universitaria del conocimiento influye de forma progresiva en la toma de decisiones a nivel gubernamental; el instrumento mediador es la estrategia de desarrollo local, con sus programas que devienen de la misma y de sus principales prioridades concretadas en sus líneas, gestión energética municipal, producción local de materiales de la construcción y producción de alimentos; cada uno de ellos cuenta con su sistema de indicadores. Existen avances visibles en la realización de demandas gubernamentales a diferentes instituciones del conocimiento, aprovechamiento de redes externas e internas, consolidación de eventos como el de las ciencias sociales de la montaña y la Filial Universitaria Municipal y el Medio Ambiente (FUMMA), presencia de una carpeta de proyectos (investigación y desarrollo) y mejoramiento de la gestión ambiental con el diseño del ordenamiento ambiental del municipio
Evaluación de un modelo estadístico para estimar la radiación solar en Magdalena, Colombia
No full textThe global solar radiation is an important meteorological parameter for understanding the biochemical processes in the environment. Their measurement is complex and requires a high cost of installation, operation and maintenance, but this can be estimated by empirical equations based primarily on their geolocation. However, the accuracy of the results obtained is not suitable for understanding the processes evaluated. The aim of this study was to establish a statistical correlation model for estimating global solar radiation from alternative meteorological parameter. The meteorological information was provided by the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies of Colombia, which provided the measurement of solar radiation, temperature, relative humidity and sunshine of the day for a year. Simple regressions between variables and solar radiation were raised; and multiple regressions between the possible combinations of each variables and solar radiation. The results show a good statistical correlation between variables solar radiation, temperature and relative humidity and little relation to the hours of sunshine, where relative humidity has the higher correlation and therefore is the parameter that more influence has on the model. The multivariate models (R2 average 11.91%) have better fit than simple models (R2 average 5.66%). The best model is multivariate regression in which all variables were included (R2 of 13.75%) although not the simplest model estimation.La radiación solar global se establece como una variable meteorológica necesaria para en el entendimiento de los procesos bioquímicos del ambiente; su medición es compleja y requiere un alto costo de instalación, operación y mantenimiento. Su estimación se puede realizar mediante fórmulas empíricas basadas fundamentalmente en su geo-posicionamiento, no obstante la precisión de los resultados obtenidos no es adecuada para el entendimiento de los procesos evaluados. El objetivo del presente trabajo fue establecer un modelo estadístico de correlación para estimar la radiación solar global a partir de los datos meteorológicos alternos. La información meteorológica fue suministrada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, que proporcionó la medición de radiación solar, temperatura, humedad relativa y horas de sol. Se plantearon regresiones simples entre las variables y la radiación solar; y regresiones múltiples entre las posibles combinaciones de las variables y la radiación solar. Se evidenció una buena correlación estadística entre las variables radiación solar, temperatura y humedad relativa, y poca relación con las horas de sol; siendo la humedad relativa la que guarda una mayor correlación y por tanto influencia en el modelo. Los modelos multivariados (R2 promedio 11,91%) presentaron mejor ajuste comparado con los modelos simples (R2 promedio 5,66%). El mejor modelo lo establece la regresión múltiple en la que se incluyen todas las variables (R2 de 13,75%), no siendo este el modelo más simple para su estimación
Estrategias didácticas y plan de actividades para el diseño curricular del curso básico de la enseñanza de la "ingeniería del software" a partir del proyecto Swebok
No full textHigher education institutions have taken up new software engineering teaching methodologies in order to prepare professionals who are efficient in the development of informatics applications. This article aims at showing a new didactic, and a syllabus design for a course of "Basic Software Engineering", based on the SWEBOK model of IEEE (GUIDE TO THE SOFTWARE ENGINEERING BODY OF KNOWLEDGE SWEBOK), whic his adapted to the model by competences which is applied in the ITM's Pedagogical Model as a result of the HICAP-IOI research project at ITM. Las instituciones de educación superior han tenido que evolucionar sus metodologías de enseñanza de la Ingeniería del Software, para gestar profesionales eficientes en el desarrollo de aplicativos informáticos. Este artículo pretende presentar una nueva didáctica y un diseño curricular de un curso de "Ingeniería del Software Básico", basado en el modelo SWEBOK de la IEEE (Guide to the software engineering body of knowledge. Swebok) y adaptado al modelo por competencias presentes en el Modelo Pedagógico del INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO, como resultado del proyecto de investigación HICAP-IOI del ITM.
Dinamizando la gestión del conocimiento a través de mapas de conocimiento: un análisis desde los beneficios y las dificultades
No full textObjective: to identify the benefits and challenges encountered in implementing knowledge mapping at a public organization in Colombia.
Design/methodology: The study employed a qualitative methodology with a descriptive approach. This single case study also used semi-structured interviews.
Findings: The results demonstrated that knowledge mapping has been instrumental in standardizing processes, ensuring continuity in their development, identifying critical knowledge areas, accelerating learning curves, and facilitating knowledge transfer. However, its implementation has faced numerous challenges, including high staff turnover, lack of employee empowerment, frequent changes in management, and the absence of a robust technical team to support its deployment.
Conclusions: Knowledge mapping is a valuable tool in knowledge management processes, particularly in identifying critical operational knowledge. However, the inherent characteristics of public organizations—such as their approach to human talent management and high administrative rigidity—may pose significant obstacles to an effective and timely implementation of knowledge management strategies.
Originality: This study explores the implementation of knowledge mapping by a public organization, a topic that has received little attention in this sector. In Colombia, the regulations in this area are relatively recent. Consequently, these findings offer decision-makers a better understanding of key aspects to consider when these strategies are implemented.Objetivo: identificar los beneficios y las dificultades experimentadas en la implementación de la herramienta de mapas de conocimiento en una organización del sector público colombiano.
Diseño/metodología: el estudio se desarrolló bajo una metodología cualitativa de alcance descriptivo. Se empleó la estrategia de estudio de caso único y la herramienta de entrevista semiestructurada.
Resultados: los resultados mostraron que los mapas de conocimiento han ayudado a estandarizar los procesos y a dar continuidad al desarrollo de estos, a identificar conocimientos críticos, a acelerar la curva de aprendizaje y a facilitar la transferencia de conocimiento. Por su parte, las dificultades se relacionan elevada rotación de personal, la falta de empoderamiento, los cambios periódicos del personal directivo y la falta de un equipo técnico sólido para acompañar el despliegue de los mapas de conocimiento.
Conclusiones: los mapas de conocimiento son una herramienta valiosa en los procesos de gestión del conocimiento, principalmente en la identificación de conocimientos críticos para la operación. Sin embargo, condiciones propias de organizaciones del sector público, tales como la forma de administrar el talento humano y la alta rigidez administrativa, puede llevar a estas a enfrentar obstáculos que impidan implementar estrategias efectivas para la gestión del conocimiento.
Originalidad: el estudio explora la implementación de los mapas de conocimiento en una organización pública, aspecto poco teorizado en este sector. En Colombia, las normativas en el área son relativamente recientes. Por consiguiente, estos resultados ofrecen a los responsables de la toma de decisiones una mejor comprensión de los aspectos clave que deben tenerse en cuenta a la hora de aplicar estas estrategias
Una nueva perspectiva del contagio financiero energético en Colombia: evidencia del análisis de ondas y dinámicas de comovimientos
No full textPurpose: The aim of this study was to examine the existence of energy contagion from the most important energy indicators—oil, natural gas, and coal—to spot electricity prices in Colombia.
Design/Methodology: The methodology employed here was correlational, with a quantitative approach. Daily data from February 2011 to December 2018 were used, excluding the 2008 financial crisis and the Covid-19 pandemic. The data were sourced from Refinitiv and XM. Wavelet analysis and co-movement dynamics were applied. Additionally, cross-correlation was used to analyze financial contagion from energy indicators to spot electricity prices.
Findings: This study demonstrated that there are significant long-term correlations between energy indicators and spot electricity prices. It also determined the presence of energy contagion from natural gas and Brent crude oil to spot electricity prices during crisis periods. Regarding coal, there is no clear evidence of contagion. These findings are relevant for understanding how changes in the global energy market can affect electricity prices in the long term in an emerging economy like Colombia.
Conclusions: Energy contagion impacts the global economy, especially in energy-dependent emerging markets. This study emphasizes the need to understand and mitigate risks in the energy market, offering key information to companies, investors, and policymakers.
Originality: Advanced methods were employed here to analyze the impact of international fuel prices on the Colombian electricity market, identifying contagion periods and highlighting the vulnerability of emerging economies to changes in the global energy market.Objetivo: examinar la existencia de contagio financiero energético desde los principales indicadores de desempeño energético: petróleo, gas natural y carbón sobre los precios spot de energía en Colombia.
Diseño/metodología: la metodología empleada en este estudio fue de tipo correlacional, con un enfoque cuantitativo. Se emplearon datos diarios de febrero de 2011 a diciembre de 2018, excluyendo la crisis financiera de 2008 y la pandemia por COVID-19. Los datos provienen de Refinitiv y XM. Se aplicó el análisis de ondas (wavelets analysis) y dinámica de comovimientos (co-movimientos dynamics). Además, se utilizó la correlación cruzada para el análisis de contagio financiero entre los indicadores de desempeño energético y los precios spot de energía.
Resultados: la investigación demostró que existen correlaciones significativas a largo plazo entre los indicadores de desempeño energético y los precios spot de energía. Además, determinó la presencia de contagio del gas natural y del petróleo brent sobre los precios spot de energía durante periodos de crisis. Con respecto al carbón, no hay evidencia clara de contagio. Estos hallazgos son relevantes para comprender cómo los cambios en el mercado global de la energía pueden afectar los precios de esta a largo plazo en una economía emergente como la colombiana.
Conclusiones: el contagio financiero energético impacta la economía global, especialmente en mercados emergentes dependientes de energía. Este estudio resalta la necesidad de comprender y mitigar riesgos en el mercado energético, ofreciendo información clave para empresas, inversores y formuladores de políticas.
Originalidad: se emplearon métodos avanzados para analizar el impacto de los precios internacionales de combustibles en el mercado energético colombiano, identificando periodos de contagio y subrayando la vulnerabilidad de economías emergentes frente a cambios en el mercado global de la energía