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Acupuntura manual y variabilidad de la frecuencia cardíaca: efecto de la acupuntura en los puntos C7 y B6
Get PDFHeart rate variability (HRV) is a physiological characteristic related to the influence of the autonomic nervous system (ANS) on heart rate, and is a valuable tool as a predictive and developmental factor for various disorders involving ANS disorders. Acupuncture is used as the sole treatment for various cardiovascular disorders. Points PC6 and to a lesser degree B6 are used in the treatment of various cardiovascular diseases as a sole or complementary measure. The aim of this research is to compare the effect of points C7 versus B6 on heart rate variability in healthy adults. Materials and methods An experimental, cross-sectional, comparative and open study was carried out. Twelve healthy volunteers were recruited and divided into two groups: the first to study the effect of C7 made up of 6 subjects (2/4 women / men) aged 26 ± 4.7 (mean ± SD); the second to study the effect of B6 made up of 6 subjects (5/1 women / men) aged 28 ± 6.5 (mean ± SD). The research protocol was approved by the Institution's Ethics Committee and adhered to the Declaration of Helsinki regarding biomedical research in humans. Each of the 12 participants was randomly assigned to one of the two experimental groups. Subjects remained at rest in supine position for a stabilization period of 5 min; then three 5-min recordings of the pre-acupuncture, transacupuncture, and post-acupuncture stages were made. To calculate the heart rate variability (HRV), an electrocardiographic record was made, which was amplified and digitized using the SphygmoCor equipment (AtCor Medical, Model EM3, Sydney, Australia) and stored in a computer. The frequency domain indices were low, high and the low / high ratio (LF, HF, LH / HF, respectively according to their acronym in English). Acupuncture needles (HBW Supply Inc., San Jacinto Hemet, CA, USA) with 0.30 x 40 mm in diameter and length, respectively, were used. The points were located in the traditional way and the needle was inserted perpendicular to the recommended depths; no additional stimulation was performed, and the needle remained inserted for 5 minutes. For the kinetic analysis of the changes in the heart rate produced by each of the five points, a continuous recording of the RR intervals was carried out during a period of 5 min using the Finometer instrument (Finapres Medical Systems, The Netherlands). Acupuncture was applied to each of the points studied during the 6-10 minute period of the recording. From the RR intervals, the heart rate was calculated; then the first derivative of the RR interval curve was obtained. Results The most notable results were as follows: acupuncture at C7 produced increases in the acupuncture and post-acupuncture periods. The use of the first derivative of the RR interval curve showed that the maximum speed of the increase of the RR intervals by the application of manual acupuncture at C7 occurred in the second 7.4. On the other hand, acupuncture in B6 did not cause significant changes in the HRV indices studied. Acupuncture in B6 produced a increase in the post-acupuncture period. The use of the first derivative of the RR interval curve showed that the maximum speed of the increase of the RR intervals by the application of manual acupuncture in B6 occurred in the second 46. The comparison of the effect of these points showed that C7 and B6 they initially caused an increase and a decrease in the duration of the RR intervals, respectively. The rapidity of the effect of C7 was greater than that of B6; while the magnitude of the effect of C7 was relatively greater than that of B6. Conclusions The application of acupuncture points C7 and B6 showed opposite effects on the duration of the RR intervals. Point C7 caused an increase in the duration of the RR intervals of faster appearance and greater relative intensity, with respect to the effect of decreasing the duration and relative intensity by acupuncture at point B6. Which is consistent with the clinical observations of a greater cardiovascular effect with the application of C7. None of the acupuncture treatments at C7 or BP6 caused significant changes in heart rate variability. Key words: heart rate variability, Heart 7, Spleen 6, acupuncture kinetics, RR intervals.La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) es una característica fisiológica relacionada con la influencia del sistema nervioso autónomo (SNA) en la frecuencia cardíaca, y es una herramienta valiosa como factor predictivo y evolutivo de varios trastornos que involucran trastornos del SNA. La acupuntura se emplea como tratamiento único en diversos trastornos cardiovasculares. Los puntos C7 y en menor grado B6 se emplean en el tratamiento de diversas enfermedades cardiovasculares como medida única o complementario. El objetivo de esta investigación es comparar el efecto de los puntos C7 versus B6 en la variabilidad de la frecuencia cardiaca en adultos sanos. Materiales y métodos Se realizó un estudio experimental, de corte transversal, comparativo y abierto. Se reclutaron 12 voluntarios sanos que se dividieron en dos grupos: el primero para estudiar el efecto de C7 constituido por 6 sujetos (2/4 mujeres/varones) con edad 26 ± 4.7 (media ± DE); el segundo para estudiar el efecto de B6 constituido por 6 sujetos (5/1 mujeres/varones) con edad 28 ± 6.5 (media ± DE). El protocolo de investigación lo aprobó el Comité de Ética de la Institución y estuvo apegado a la Declaración de Helsinki respecto a la investigación biomédica en humanos. A cada uno de los 12 participantes se les asignó de manera aleatoria a uno de los dos grupos experimentales. Los sujetos permanecieron en reposo en decúbito dorsal en un periodo de estabilización de 5 min; a continuación se realizaron tres registros de 5 min de las etapas preacupuntura, transacupuntura y posacupuntura. Para el cálculo de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) se realizó un registro electrocardiográfico que se amplificó y digitalizó mediante el equipo SphygmoCor (AtCor Medical, Modelo EM3, Sydney, Australia) y se almacenó en una computadora. Los índices de dominio de frecuencia fueron baja, alta y el cociente baja/alta (LF, HF, LH/HF, de manera respectiva de acuerdo a sus siglas en inglés). Se emplearon agujas de acupuntura (HBW Supply Inc., San Jacinto Hemet, CA, EUA) con 0.30 x 40 mm de diámetro y longitud, de manera respectiva. Se localizaron los puntos de manera tradicional y se introdujo la aguja de manera perpendicular a las profundidades recomendadas; no se realizó estimulación adicional, y la aguja permaneció insertada durante 5 minutos. Para el análisis cinético de los cambios en la frecuencia cardiaca producida por cada uno de los cinco puntos se llevó a cabo un registro continuo de los intervalos RR durante un periodo de 5 min mediante el instrumento Finometer (Finapres Medical Systems, Holanda). Se aplicó acupuntura en cada uno de los puntos estudiados durante el periodo del minuto 6 - 10 del registro. A partir de los intervalos RR se calculó la frecuencia cardiaca; a continuación se obtuvo la primera derivada de la curva de intervalos RR. Resultados Los resultados más notables fueron los siguientes: la acupuntura en C7 produjo aumentos en los periodos de acupuntura y posacupuntura. El empleo de la primera derivada de la curva de intervalos RR mostró que la rapidez máxima del incrementó de los intervalos RR por la aplicación de acupuntura manual en C7 se produjo en el segundo 7.4. Por otra parte, la acupuntura en B6 no originó cambios significativos en los índices estudiados de la VFC. La acupuntura en B6 produjo aumento en el periodo posacupuntura. El empleo de la primera derivada de la curva de intervalos RR mostró que la rapidez máxima del incremento de los intervalos RR por la aplicación de acupuntura manual en B6 se produjo en el segundo 46. La comparación del efecto de estos puntos mostro que C7 y B6 originaron de manera inicial un incremento y una disminución de la duración de los intervalos RR, de manera respectiva. La rapidez del efecto de C7 fue mayor que la de B6; mientras que la magnitud del efecto de C7 fue relativamente mayor que el de B6. Conclusiones La aplicación de los puntos de acupuntura C7 y B6 mostró efectos contrarios sobre la duración de los intervalos RR. El punto C7 originó un incremento de la duración de los intervalos RR de aparición más rápida y mayor intensidad relativa, respecto al efecto de disminución de la duración e intensidad relativa por la acupuntura en el punto B6. Lo que concuerda con las observaciones clínicas de un mayor efecto cardiovascular con la aplicación de C7. Ninguno de los tratamientos con acupuntura en C7 o BP6 originó cambios significativos en la variabilidad de la frecuencia cardiaca. Palabras clave: variabilidad de la frecuencia cardiaca, Corazón 7, Bazo 6, cinética de la acupuntura, intervalos RR
Robots hexbug-nano atrapados y un sistema de materia activa inercial con propulsión dependiente del tiempo
Get PDFThe study of active matter, in recent years, has become a very promising field of study due to the information it has provided on the phenomena that occur in non-equilibrium biological and artificial systems, and for its possible applications. In most of the works reported so far on active matter, inertia is neglected and it is assumed that the self-propulsion speed of active particles is constant, so studying the effects of inertia in these systems can yield new and relevant information for this field. The main goals of this thesis were to propose a model to characterize hexbug-nano robots trapped in a parabolic antenna with added roughness and from this model calculate statistical quantities that coincide with what was observed in the experiment. Another main goal was to propose a more general mathematical model for non-interacting inertial active matter systems with time-dependent propulsion speed and to find the mean square displacement (MSD) for this system. The present work is divided into two parts which address active matter systems with inertia and that do not interact with each other. In the first part we characterise the diffusion, mean-square speed, mean-square angular displacement, radial and speed probability distributions of toy robots called ’hexbugsnano’ that move on a dish antenna (with added surface roughness) simulating a harmonic well. It is observed that a model considering the system’s translational inertia but neglecting its moment of inertia, together with the inclusion of a constant external torque in the orientational motion, suffices to describe the robots’ dynamics. Langevin dynamics simulation are also performed and a good agreement between theory, simulations and experiments is observed. For the second part we propose a model in which active particles have nonnegli- gible inertia (mass and moment of inertia) and a time-dependent periodic propulsion speed. We study the most general propulsion using Fourier series and address th- ree particular cases, the first is when the speed is a sine function, the second is a square wave function and the third is a zigzag function. The effect of inertia and time-dependent propulsion on the system’s mean-square displacement, is found theo- retically following a Langevin formalism. The goals for the experimental system of hexbugs-nano were achieved, since it was possible to get theoretical results that largely coincide with what was observed in the experiment, however, there is still the possibility of improving this model. As for the more general model that considers a periodic propulsion speed, if it was possible to get a theoretical expression of the mean square displacement (MSD), which suggests that the system has a normal diffusion regardless of what type of function describes the propulsion speed, as long as when it is periodic.El estudio de materia activa, en los últimos años, se ha vuelto un campo de estudio muy prometedor por la información que ha brindado sobre los fenómenos que ocurren en sistemas biológicos y artificiales fuera de equilibrio, y por sus posibles aplicaciones. En la mayoría de los trabajos reportados hasta ahora sobre materia activa, se descuida la inercia y se asume que la velocidad de autopropulsión de partículas activas es constante, por lo que estudiar los efectos de la inercia en estos sistemas puede arrojar información nueva y relevante para este campo. Los objetivos principales que se tuvieron en esta tesis fueron proponer un modelo para caracterizar robots hexbug-nano atrapados en una antena parabólica con aspereza añadida y a partir de este modelo calcular cantidades estadísticas que coincidieran con lo observado en el experimento. Otro de los objetivos principales fue proponer un modelo matemático más general para sistemas de materia activa inerciales sin interacción con una velocidad de propulsión dependiente del tiempo y encontrar el desplazamiento cuadrático medio para este sistema. El presente trabajo se divide en dos partes los cuales abordan sistemas de materia activa con inercia y que no interactúan entre sí. En la primera parte caracterizamos la difusión, la rapidez cuadrática media, el desplazamiento angular cuadrático medio, las distribuciones de probabilidad radial y de velocidad de los robots de juguete llamados ”hexbugs-nano” que se mueven sobre una antena parabólica (con rugosidad superficial añadida) simulando un pozo armónico. Se observa que un modelo que considere la inercia traslacional del sistema, pero descuidando su momento de inercia, junto con la inclusión de una torca externa constante en el movimiento de orientación, es suficiente para describir la dinámica de los robots. También se realizan simulaciones de dinámica de Langevin y se observa una buena concordancia entre teoría, simulaciones y experimentos. Para la segunda parte proponemos un modelo en el que las partículas activas tienen una inercia no despreciable (masa y momento de inercia) y una velocidad de propulsión periódica dependiente del tiempo. Estudiamos la propulsión más general utilizando la serie de Fourier y abordamos tres casos particulares, el primero es cuando la velocidad es una función sinusoidal, el segundo es una función de onda cuadrada y el tercero es una función en zigzag. El efecto de la inercia y la propulsión dependiente del tiempo sobre el desplazamiento cuadrado medio del sistema se encuentra teóricamente siguiendo un formalismo de Langevin. Los objetivos para el sistema experimental de los hexbugs-nano fueron alcanzados, ya que se lograron obtener resultados teóricos que coinciden en buena medida con lo observado en el experimento, sin embargo, aún queda la posibilidad de mejorar este modelo. En cuanto al modelo más general que considera una velocidad de propulsión periódica, si fue posible obtener una expresión teórica del desplazamiento cuadrático medió, el cual sugiere que el sistema tiene una difusión normal sin importar que tipo de función describa la velocidad de propulsión, siempre y cuando sea periódica
Estudio químico biodirigido de Cucurbita ficifolia Bouché en modelos hipoglucémicos y antihiperglucémicos: análisis in vivo, in vitro e in silico
Get PDFIntroducción La diabetes mellitus tiene como característica principal un estado sostenido de hiperglucemia, resultante de una deficiente secreción de insulina por parte de las células β-pancreáticas, resistencia a su acción en tejidos diana, o ambas. Se trata de un padecimiento complejo que involucra diversas alteraciones metabólicas. Cucurbita ficifolia Bouché es una especie vegetal utilizada comúnmente como antidiabético dentro de la medicina tradicional mexicana. En estudios previos ha mostrado efectos hipoglucemiante, antioxidante y antinflamatorio, entre otros. A pesar de ello, aún no se cuenta con un análisis fitoquímico biodirigido que permita conocer los compuestos bioactivos y responsables de estas acciones, en particular de la acción hipoglucemiante. Dentro de los puntos clave en la regulación de la glucosa, existen tejidos clave como el músculo esquelético, el tejido adiposo, el páncreas y el hígado, cada uno de ellos involucrado en actividades como la oxidación, el almacenamiento de energía y la producción de insulina. Por ello, las células que conforman estos tejidos representan modelos biológicos útiles para llevar a cabo un fraccionamiento biodirigido a partir del extracto activo de C. ficifolia. Material y métodos Se obtuvieron tres preparaciones a partir de C. ficifolia utilizando disolventes de distinta polaridad: extracto acetónico, extracto acuoso y bipartición del extracto acuoso en acetato de etilo denominada fracción de AcOEt. Se evaluó su efecto hipoglucémico y antihiperglucémico in vivo para seleccionar el extracto o fracción más activa y realizar su fraccionamiento por cromatografía. Las fracciones y subfracciones se sometieron a bioensayos in vitro: en células pancreáticas RINm5F para evaluar su efecto sobre la secreción de insulina y en miocitos C2C12 para evaluar la expresión del ARNm de GLUT-4. Ambos modelos fueron empleados como modelos de monitoreo para llevar a cabo una separación guiada, así como la purificación e identificación de los compuestos presentes en la fracción activa. Los compuestos identificados fueron también evaluados en estos mismos ensayos biológicos, así como en células HepG2 para evaluar su efecto sobre la acumulación de glucógeno y en un modelo in vivo usando ratones diabéticos. Además, con los compuestos identificados se realizó un análisis de acoplamiento molecular sobre los receptores PPARγ y GPR40. Resultados La fracción de acetato de etilo derivada del extracto acuoso mostró efecto hipoglucemiante en el modelo agudo y un contundente efecto antihiperglucemiante en la prueba de tolerancia a la glucosa oral, por lo que se procedió a la separación química de sus componentes. Las fracciones y subfracciones obtenidas se evaluaron en modelos in vivo e in vitro y a partir de ellas se logró identificar los compuestos β-sitosterol y ácido 4- hidroxibenzoico, que mostraron acción dual sobre la expresión de GLUT-4 y secreción de insulina, así como incremento en la expresión de adiponectina y PPARγ, además de incremento en la deposición de glucógeno en células hepáticas. β-sitosterol mostró efecto antihiperglucémico, mientras que el ácido 4- hidroxibenzoico exhibió mayor efecto hipoglucémico en ratones diabéticos. En los estudios in silico, ambos compuestos mostraron potencial como agonistas parciales de receptores GPR40 y PPARγ. Conclusión A través de un fraccionamiento químico guiado por ensayos biológicos se identificaron los compuestos β-sitosterol y ácido 4-hidroxibenzoico como los compuestos mayoritarios de la fracción de acetato de etilo de C. ficifolia, los cuales mostraron acción secretagoga de insulina y acción agonista sobre PPARγ, además de efecto sobre la deposición de glucógeno. Estos compuestos podrían explicar, en parte, los efectos hipoglucemiante y antihiperglucémico de C. ficifolia, representando dos entidades químicas significantes para el diseño de nuevos fármacos con múltiples blancos moleculares con utilidad en el tratamiento de enfermedades metabólicas.Introduction Diabetes mellitus comprises a wide range of metabolic diseases and is mainly characterized by a chronic state of hyperglycemia, resulting from defects on the secretion and action of the insulin in peripheral tissues. Chronic hyperglycemia is associated with disfunction and damage on the long term, such as organic failure, especially eyes, kidneys, nerves, heart, and vascular system. Cucurbita ficifolia Bouché is a plant commonly used in traditional Mexican medicine to treat diabetes mellitus. In previous studies it has shown diverse effects such as hypoglycemic, antioxidant, and antinflammatory. However, there is still no phytochemical analysis that will allow the identification of bioactive compounds responsible for their hypoglycaemic effect. Among the key points in glucose regulation are the cells of the skeletal muscle, adipose tissue, pancreas and liver, which are involved in activities such as oxidation, energy storage, and insulin production. These cells can serve as biological models for performing a chemical fractionation guided by bioessay of the active extract of C. ficifolia. Material and methods Three extracts of different polarity of C. ficifolia were obtained: acetonic extract, aqueous extract, and a bipartition of the aqueous extract in ethyl acetate (AcOEt fraction). The hypoglycemic and antihyperglycemic effects of these extracts were evaluated in models in vivo to select the most active extract or fraction and carry out a chromatographic fractionation. The fractions and subfractions were subjected to bioassays in RINm5F pancreatic cells to evaluate their effect on insulin secretion, as well as in C2C12 myoblasts to evaluate the expression of GLUT-4 mRNA. Both were used as monitoring models to perform a guided separation, as well as the purification and identification of chemical compounds. The identified compounds were also evaluated in these in vitro models, and in HepG2 cells to evaluate effect on glycogen accumulation, as well as in diabetic mice. In addition, with the identified compounds, a molecular docking analysis on PPARγ and GPR40 was conducted. Results Aqueous extract exhibited hypoglycemic effect in an acute In vivo model. Ethyl acetate fraction derived from aqueous extract showed a robust antihyperglycemic effect in oral glucose tolerance test (OGTT) and was further fractionated. Chemical separation of fractions was guided by biological In vitro activity over GLUT-4 expression in C2C12 muscular cells, and insulin secretion in RINm5F pancreatic cells. The fractions and subfractions that increased expression of glucose transporter GLUT-4, and insulin secretion, were further separated and analyzed. βsitosterol and 4-hydroxybenzoic acid were identified as active compounds of ethyl acetate fraction and active subfractions. Isolated compounds were evaluated In vitro and found to increase both insulin secretion and GLUT4 mRNA expression. Additionally, compounds increased glycogen synthesis in HepG2 cells, β-sitosterol exhibited an antihyperglycemic effect, on oral glucose tolerance test in diabetic mice, while 4-hydroxybenzoic acid had a hypoglycemic effect in acute In vivo model. Molecular docking revealed potential as partial agonists over GPR40 and PPARγ receptors. Conclusion Through a method guided by biological assays, β-sitosterol and 4-hydroxybenzoic acid were identified as majoritarian compounds in an ethyl acetate fraction of C. ficifolia, with insulin secretagogue action and agonist action on PPARγ, showing an effect on glycogen deposition. These compounds could be associated with the hypoglycemic and antihyperglycemic effects exerted by C. ficifolia. Both compounds represent important chemical entities for the design of new drugs with multiple molecular targets and utility in the treatment of metabolic diseases
Caracterización de proteínas conjugadas a ubiquitina en espermatozoides humanos capacitados
Get PDFCapacitation is a set of biochemical and physiological changes that occur in spermatozoa during their transit along the female reproductive tract that are necessary to become cells able to fertilize the female gamete. Although several mechanisms related to capacitation have been studied, such as the increase of tyrosine phosphorylation, there are still some others unknown. One of the mechanisms involved in capacitation that is poorly studied is the ubiquitinproteasome system. The aim of this project was to characterize the proteins conjugated to ubiquitin in human sperm during the in vitro capacitation. To that purpose, we studied the changes in ubiquitinated proteins of non-capacitated and capacitated human spermatozoa by Western blot, after protein separation by denaturing electrophoresis (SDS-PAGE) and two-dimensional electrophoresis (2DE). Moreover, the proteins conjugated to ubiquitin were isolated by immunoprecipitation. The results show the increase of protein ubiquitin conjugation during capacitation, simultaneous to the increase of tyrosine phosphorylation. Further analysis of the ubiquitin conjugates allowed the identification of 6 protein groups differentially ubiquitinated. When the proteasome activity was inhibited, we found the accumulation of ubiquitin conjugates, while the tyrosine phosphorylation remained steady. The immunoprecipitation allowed the isolation of ubiquitin conjugates, but the recovery was very low. The results support that the sperm proteins conjugated to ubiquitin and their degradation by the proteasome participate during capacitation, so their study and identification may contribute to the better knowledge of the signaling pathways necessary for sperm to fertilize.La capacitación es el conjunto de cambios bioquímicos y fisiológicos que ocurren en los espermatozoides durante su tránsito por el tracto reproductor femenino y que son necesarios para convertirse en células capaces de fecundar al gameto femenino. Si bien se han estudiado algunos de los mecanismos relacionados con la capacitación, como es el aumento de la fosforilación en tirosinas, aún existen otros en los cuales el conocimiento es limitado. Uno de los mecanismos involucrados en la capacitación que han sido poco estudiados es el sistema ubiquitina proteosoma. El objetivo de este proyecto fue caracterizar las proteínas conjugadas a ubiquitina en espermatozoides humanos durante la capacitación in vitro. Para ello, se estudiaron los cambios en proteínas ubiquitinadas a partir de espermatozoides humanos no capacitados y capacitados mediante Western blot, a partir de la separación de proteínas mediante electroforesis en condiciones desnaturalizantes (SDS-PAGE) y electroforesis bidimensional (2DE). Adicionalmente, las proteínas conjugadas a ubiquitina fueron aisladas mediante inmunoprecipitación. Los resultados obtenidos indican que la conjugación de proteínas a ubiquitina aumenta durante la capacitación, simultáneo al aumento en la fosforilación en tirosinas. El análisis de los conjugados de ubiquitina permitió identificar 6 grupos de proteínas diferencialmente ubiquitinadas. Al inhibir la actividad del proteosoma, se observó una acumulación en los conjugados de ubiquitina, mientras que la fosforilación en tirosinas se mantuvo estable. La inmunoprecipitación permitió el aislamiento de los conjugados de ubiquitina, aunque el rendimiento fue muy bajo. Los resultados obtenidos apoyan que las proteínas del espermatozoide conjugadas a ubiquitina y su degradación por el proteosoma participan durante la capacitación, por lo que su estudio e identificación podría contribuir al mejor conocimiento de las vías de señalización requeridas para que el espermatozoide pueda fecundar
Una generalización de la transformada de Fourier discreta
Get PDFEn este trabajo desarrollamos una presentación autocontenida de la transformada de Fourier discreta (TFD). Demostramos sus propiedades básicas de convolución, traslación, dilatación e identidad de Parseval y estudiamos una de sus eigenfunciones definida en términos del símbolo de Legendre (Gaussiana discreta). Siguiendo la referencia [1], revisamos una generalización de esta transformada al caso de dos subespacios de Hilbert de dimensiones diferentes (TFDG), identificando sus correspondientes propiedades de convolución, translación, dilatación e identidad de Parseval. Finalmente, siguiendo la referencia [5], mostramos cómo la TFD diagonaliza simultámente a todos los elementos del álgebra circulante y determinamos el espectro de Gelfand de esta álgebra conmutativa. No puede existir un lenguaje más universal y simple, más carente de errores y oscuridades, y por lo tanto más apto para expresar las relaciones invariables de las cosas naturales Las matemáticas parecen constituir una facultad de la mente humana destinada a compensar la brevedad de la vida y la imperfección de los sentidos. Joseph Fourier
Análisis del acoplamiento o interacción de macrociclos tetrapirrólicos y albumina de suero bovino
No full textEl proceso de cambio isomórfico del trabajo académico bajo la influencia del SNI y sus efectos en la estructura y la cultura en un Departamento de la UAM-X
Get PDFPlataforma de optimización de la movilidad del STC Metro de la Ciudad de México mediante un ensamble de búsqueda local
Get PDFEn este Proyecto de Investigación se aborda la problemática de la movilidad del Sistema de Transporte Colectivo(STC) Metro de la Ciudad de México, mediante un ensamble de búsqueda local; con el cual se buscó el poder ofrecer al usuario posibles rutas que representen una menor probabilidad de contagio ante el Covid-19 y que proporcionen menor tiempo de traslado. Actualmente, la movilidad de la Ciudad de México no cuenta con alguna base de datos que nos permita almacenar y analizar la información obtenida del STC Metro. Por lo que el primer paso y el más importante en el desarrollo de este trabajo fue la recolección de datos, los cuales conforman nuestra Base de datos llamada Mobidas-CDMX (por su acronimo en ingles Mobility Data Bases), cuya finalidad es categorizar cada una de las estaciones que conforman al STC Metro de acuerdo al tipo de riesgo que puedan llegar a representar ante el Covid-19. Esto se realizó mediante el uso de los algoritmos del Aprendizaje maquinal K − medias y la clasificación mediante tablas de decisión. Con cada una de las estaciones categorizadas, el siguiente paso fue el desarrollo de diferentes algoritmos de búsqueda local para la obtención las posibles rutas entre las cuales se pueda seleccionar la mejor ruta, los algoritmos implementados fuerón los siguientes: Algoritmos de búsqueda no informada • BFS Algoritmos de búsqueda informada • UCS • Dijkstra • A* • A*Mejorado Estos Algoritmo nos permitieron la construcción de un ensamble de mezcla de expertos, en el cual mediante algunas reglas de decisión se establece la evaluación de cada una de las rutas mediante el uso del modelo epidemiológico de la viruela de Bernoulli y la formula del movimiento rectilíneo uniforme, dando paso al análisis y selección de las diferentes rutas obtenidas y con ello, obtener la mejor ruta correspondiente a la opción seleccionada por el usuario. El usuario tiene la posibilidad de seleccionar entre dos diferentes opciones para la generación de una ruta, estas son: Ruta que proporcionen al usuario una menor probabilidad de contagio. Ruta que proporcionen al usuario un menor tiempo de traslado. Finalmente con el ensamble de mezcla de expertos, se desarrolló el primer prototipo de la plataforma de movilidad del STC Metro de la Ciudad de México
Desarrollo de estrategias para mejorar la reversibilidad estructural de materiales base cobre y níquel como cátodos de baterías de ion-Li
Get PDFCathode materials considerably limit the properties of Li-ion batteries due to the loss of capacity associated to irreversible phase transformation suffering some materials undergo at high potentials. Cation doping of the cathode materials is one of the best strategies to improve the structural and electrochemical properties; however, the solubility of metal ions is limited, and the intention of doping can result in the formation of impurities or secondary phases. In this work, the effect of partial substitution of copper ions by manganese, iron or nickel ions in Li2CuO2 is evaluated. The presence of the dopant transition metal ion provokes modifications in the intra- and inter-chain interactions, associated with the variations in the Cu-O-Cu bond angle and to the changes in the magnetic order. Among all the samples, only the partial substitution by manganese revealed a drastic improvement in capacitance retention during charge/discharge processes, even at potentials above 3.9 V vs Li+ /Li. Structural and electrochemical characterization of Li2CuO2 samples with Mn as a dopant revealed that doping causes modifications in cell parameters that provide structural stability among all samples; futheremore, the maximum solubility of Mn was determined to be 10% mol. Within the doping range where pure phase formation is achieved, 3.5%, 5% and 7.5% mol Mn substitution revealed significant improvement in charge retention and higher capacities. However, the specific capacity and energy density of these materials is still limited; in order to increase these properties other alternatives were sought. In order to promote phase mixing and study its effect on the electrochemical performance, the incorporation of Cu into LiNiO2 was evaluated. Structural characterizations indicate an ordered crystalline structure with a high degree of cationic order, where the presence of Cu3+ was confirmed by XPS. By in situ XRD, it was shown that the presence of Cu enhances charge retention, due to structural stability during insertion/deinsertion of Li ions. Furthermore, the presence of Cu, within the LiNiO2 crystal structure, demonstrated a specific capacity retention of 95%, a high value compared to the 45% observed in LiNiO2 after 10 cycles in a 3.0-4.3 V vs Li0 /Li+ , potential window.Los materiales catódicos limitan considerablemente las propiedades de las baterías de Ion-Li debido a la pérdida de capacidad por las transformaciones de fases irreversibles que algunos materiales sufren a altos potenciales. El dopaje catiónico de los materiales catódicos es una de las estrategias para mejorar las propiedades estructurales y electroquímicas; sin embargo, la solubilidad de los iones metálicos es limitada, y la intención de dopaje puede resultar en la formación de impurezas o fases secundarias. En este trabajo se evaluó el efecto de la sustitución parcial de iones cobre por iones de manganeso, hierro y níquel en Li2CuO2. Los resultados demostraron que las modificaciones en las interacciones intra e inter-cadena, asociadas tanto a las variaciones en el ángulo de unión Cu-O-Cu, como a los cambios en el orden magnético, son debidas a la presencia del ion del metal de transición dopante. Entre todas las muestras, sólo la sustitución parcial por manganeso reveló una mejora drástica en la retención de la capacidad durante los procesos de carga/descarga, incluso a potenciales superiores a 3.9 V vs Li+ /Li. La caracterización estructural y electroquímica de las muestras Li2CuO2 con Mn como dopante reveló que el dopaje causa modificaciones en los parámetros de celda que brindan estabilidad estructural entre todas las muestras; así mismo, se determinó que la máxima solubilidad de Mn es del 10% en mol. Dentro del intervalo de dopaje en el que se logra la formación de fases puras, la sustitución del 3.5% y 7.5% en mol de Mn revelaron una mejora significativa en la retención de la carga y mayores capacidades; sin embargo, la capacidad específica y la densidad de energía de estos materiales es aún limitada; a fin de aumentar estas propiedades se buscaron otras alternativas. Con la finalidad de promover la mezcla de fases y estudiar su efecto en el desempeño electroquímico se evaluó la incorporación de Cu en LiNiO2. Las caracterizaciones estructurales indicaron que se formó una estructura cristalina con un alto grado de orden catiónico, donde la presencia de Cu3+ fue confirmada por XPS. Mediante XRD in situ, se demostró que la presencia de Cu mejora la retención de la carga, debido a la estabilidad estructural durante la inserción/deinserción de los iones de Li. Además, la presencia de Cu, dentro de la estructura cristalina de LiNiO2, demostró una retención de capacidad específica ix del 95%, un valor elevado comparado con el 45% observado en LiNiO2 después de 10 ciclos en una ventana de potencial de 3.0−4.3 V