Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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Stratigraphic and sedimentological analysis of the upper miocene lacustrine and fluvial sediments of the Western Chota Basin, Ecuador
No full textThe Chota Intermontane Andean basin in northern Ecuador comprises of a metamorphic basement overlain by a sequence of conglomerates, sandstones, siltstones, claystones, shales, and fossiliferous limestones which characterizes different depositional events through time. Upper Miocene lacustrine and fluvial deposits were defined as Chota Formation by previous authors. Chota Formation is divided by into West Chota Formation mostly studies focus their research on East Chota Formation or the general basin, however this study focusses on the West Chota Formation. In this research, was possible to create and to describe multiple and contiguous graphic logs. Also, this study proposes a stratigraphic and sedimentological model for the alluvial, fluvial and lacustrine sediments, mainly compose by clastic and calcareous sediments, of the West Chota Formation, between Loma Salada Mountain to the East and Loma Gavilanes Mountain to the West, of the Chota Basin. Following these lines of evidence, I interpreted in this study that the sedimentary sequences identified in the West Chota Formation of the Chota basin, having an age ranging from Late Miocene to Pliocene. Moreover, West Chota Formation are composed by three members (Lower, Middle and Upper members), each of them with particular features of depositional environment, lithology, and evolution. In this work was possible to describe the Lower and Middle Chota members (constructing 6 multiple local graphic logs and 2 general members graphic logs) to analyze the stratigraphic succession, facies, environments, and evolution only for the Late Miocene fluvial and lacustrine deposits. The evolution of the Lower Chota member shows a vertical variation from conglomerates to sandstones and siltstones, organized in retrograding sequences at major order, with facies and environments from alluvial fan, braided stream rivers, distal fluvial, and proximal delta facies. Later the Middle Chota Member shows a vertical variation from few conglomerates to sandstones, siltstones, fossiliferous limestones, claystones and shales, organized in retrograding sequences at major order with facies and environments from sandy, distal fluvial, delta facies, up to lacustrine middle shelf facies, including probably a maximum flooding among the shales, claystones. Finally, the Upper Chota Member, not described in detail in this study, is composed entirely by progradational sequences, (from siltstones and very fine to fine grained sandstones), to Fluvial facies, from upper to coarse to very coarse grained sandstones and micro-conglomerates. The facies, environments and lithologies occurring in the Lower Chota Member and the Middle Chota Member testify the latest living period, during Late Miocene to early lower Pliocene times, of the westernmost part of the interior lacustrine setting. Finally, this study allowed to obtain a consolidated analysis of the Lower Chota Member and middle Chota member, exhibiting similarities in their clay mineral compositions, suggesting similar environmental conditions during deposition with slightly variations.La cuenca andina intermontana del Chota en el norte de Ecuador comprende un basamento metamórfico cubierto por una secuencia de conglomerados, areniscas, limolitas, arcillolitas, lutitas y calizas fosilíferas que caracterizan diferentes eventos de deposición a lo largo del tiempo. Los depósitos lacustres y fluviales del Mioceno superior fueron definidos como Formación Chota por autores previos. La Formación Chota se divide en Formación Chota Oeste, la mayoría de los estudios centran su investigación en la Formación Chota Oriental o la Formación Chota en general. En esta investigación, fue posible crear y describir registros gráficos múltiples y contiguos. Asimismo, este estudio propone un modelo estratigráfico y sedimentológico para los sedimentos aluviales, fluviales y lacustres, compuestos principalmente por sedimentos clásticos y calcáreos, de la Formación Chota Oeste, entre la Montaña Loma Salada al Este y la Montaña Loma Gavilanes al Oeste, de la Cuenca Chota. Siguiendo estas líneas de evidencia, interpreté en este estudio que las secuencias sedimentarias identificadas en la Formación Chota Occidental de la cuenca Chota, con una edad que va desde el Mioceno Tardío hasta el Plioceno. Por otra parte, la Formación de Chota Occidental está compuesta por tres miembros (miembros inferiores, medios y superiores), cada uno de ellos con características particulares del entorno deposicional, litología y evolución. En este trabajo fue posible describir los miembros del Chota Inferior y Medio (construyendo 6 registros gráficos locales múltiples y 2 registros gráficos de miembros generales) para analizar la sucesión estratigráfica, facies, ambientes y evolución solo para los depósitos fluviales y lacustres del Mioceno tardío. La evolución del miembro Chota Inferior muestra una variación vertical de conglomerados a areniscas y limolitas, organizados en secuencias retrógradas de orden mayor, con facies y ambientes de abanico aluvial, ríos de arroyos trenzados, facies fluviales distales y delta proximal. Posteriormente, el Miembro Chota Medio muestra una variación vertical desde pocos conglomerados hasta areniscas, limolitas, calizas fosilíferas, arcillolitas y lutitas, organizadas en secuencias retrógradas en orden mayor con facies y ambientes desde facies arenosa, fluvial distal, delta, hasta facies lacustres de plataforma media, incluyendo probablemente una inundación máxima entre las lutitas, arcillolitas. Finalmente, el Miembro Chota Superior, no descrito en detalle en este estudio, está compuesto en su totalidad por secuencias progradacionales, (desde limolitas y areniscas de grano muy fino a fino), hasta facies fluviales, desde areniscas de grano alto a grueso a muy grueso y microconglomerados. Las facies, ambientes y litologías que ocurren en el Miembro Chota Inferior y el Miembro Chota Medio atestiguan el período de vida más tardío, durante el Mioceno tardío hasta el Plioceno inferior temprano, de la parte más occidental del entorno lacustre interior. Finalmente, este estudio permitió obtener un análisis consolidado del Miembro Chota Inferior y del Miembro Chota Medio, exhibiendo similitudes en sus composiciones minerales arcillosas, sugiriendo condiciones ambientales similares durante la deposición con ligeras variaciones.Geólogo/
Computational physics as a tool for understanding physics: a case study of quantum mechanics
No full textThe simulation of different systems via computers introduces a new paradigm to study and comprehend physics. In particular, computational tools can help physicists and prospective physicists to focus on key concepts, by having the mathematical assistance of computer calculations. In the present thesis, the effects of applying this paradigm in a case study of quantum mechanics by simulating the theoretical model of the Markovian master equation for nonlinear systems is reported. The thinking process behind the simulation of the case study is reported with illustrations and an analysis that serves as a prelude of the advantages that the introduction of computational physics has to offer. It is shown the amount of information that can be obtained and how it may be treated. By doing this, physicists and prospective physicists will have another way of studying that might be able to improve their understanding of physics faster, in the case of the present thesis, their understanding of nonlinear open quantum systems.La simulación de diferentes sistemas a través de computadoras introduce un nuevo paradigma para estudiar y comprender la física. En particular, las herramientas computacionales pueden ayudar a físicos y futuros físicos a centrarse en conceptos clave, al contar con la asistencia matemática de cálculos computacionales. En la presente tesis, se informan los efectos de aplicar este paradigma en un estudio de caso de mecánica cuántica mediante la simulación del modelo teórico de la ecuación maestra Markoviana para sistemas no lineales. Se describe el proceso de pensamiento detrás de la simulación del estudio de caso con ilustraciones y un análisis que sirve como preludio de las ventajas que la introducción de la física computacional tiene para ofrecer. Se muestra la cantidad de información que se puede obtener y cómo puede ser tratada. Al hacer esto, los físicos y futuros físicos tendrán otra forma de estudiar que podría mejorar su comprensión de la física de manera más rápida, en el caso de la presente tesis, su comprensión de sistemas cuánticos abiertos no lineales.Físico/
Synthesis and characterization of Samarium Doped-Hydroxyapatite and preliminary cytotoxicity study
No full textHydroxyapatite (HAp) is a commonly used biomaterial in biomedical applications and the main constituent of bone tissue. This inorganic compound exhibits an affinity for substitutions, enhancing its already unique properties. By replacing Ca2+ ions with lanthanides, the material gains improved optical, antimicrobial, and biological characteristics. In particular, samarium (Sm) possesses a strong affinity for bone minerals, making it suitable for bio-imaging and drug-delivery systems. This research focuses on synthesizing samarium-doped hydroxyapatite (Sm:HAp; Ca10−xSmx(PO4)6(OH)2) with specific Sm concentrations (x = 0.05, 0.1, 0.5, and 1.0) and subjected to calcination at varying temperatures (200◦C, 400◦C, 600◦C, and 800◦C). Characterization techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, and x-ray diffraction (XRD) confirmed the successful integration of Sm3+ ions into the HAp structure without disrupting its crystalline arrangement. Photoluminescence spectroscopy highlighted increased luminescence intensity in samples subjected to high-temperature calcination. The cell viability of the synthesized Sm:HAp was assessed through cytotoxicity studies, employing Trypan Blue Dye Exclusion and MTT assays. Results revealed a concentration-dependent decrease response of viability in neuroblastoma cells. This research emphasizes the potential of Sm:HAp as a biocompatible material with enhanced properties.La hidroxiapatita (HAp) es un biomaterial ampliamente utilizado en aplicaciones biomédicas y el principal componente del tejido óseo. Este compuesto inorgánico tiene una gran afinidad por las sustituciones iónicas, lo que mejora sus ya notables propiedades. Al sustituir los iones Ca2+ por lantánidos, el material adquiere características ópticas, antimicrobianas y biológicas mejoradas. En particular, el samario (Sm) muestra una fuerte afinidad por los minerales óseos. Esta investigación se centra en la síntesis de hidroxiapatita dopada con samario (Sm:HAp; Ca10−xSmx(PO4)6(OH)2) con concentraciones específicas de Sm (x = 0,05, 0,1, 0,5 y 1,0), sometida a calcinación a diferentes temperaturas (200°C, 400°C, 600°C y 800°C). Las técnicas de caracterización, incluyendo espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía Raman y difracción de rayos X (XRD), confirmaron la integración exitosa de los iones Sm3+ en la estructura de la HAp sin alterar su disposición cristalina. La espectroscopía de fotoluminiscencia mostró un aumento en la intensidad de la luminiscencia en muestras sometidas a calcinación a altas temperaturas. La viabilidad celular de la Sm:HAp sintetizada fue evaluada mediante estudios de citotoxicidad, utilizando los ensayos de exclusión de colorante azul de Tripán y MTT. Los resultados revelaron una disminución de la viabilidad celular dependiente de la concentración en células de neuroblastoma. Esta investigación destaca el potencial de la Sm:HAp como un material biocompatible con propiedades mejoradas.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Drug delivery of antibiotics using Chitosan-Europium-doped Hydroxyapatite
No full textHydroxyapatite (HAp) is a bioceramic that has a structure that resembles the mineral component of bone and presents biocompatible, bioactive, and ionic substitution properties. Doping it with europium (Eu3+) increases the luminescence of its structure, expanding its potential applications in biomedical areas, ranging from bioimaging to drug delivery. Likewise, Chitosan (CS) is a natural biopolymer widely investigated for its potential use in drug delivery systems due to its notable biocompatibility and non-toxicity. Therefore, this study aims to explore chitosan-europium-doped Hydroxyapatite (HAp:xEu/CS) pellets with 0 ≤ xEu ≤ 0.3 concerning HAp as suitable biomaterials for potential drug delivery systems. The HAp:xEu NPs and HAp:xEu/CS composite samples were characterized by X-ray Powder Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Fluorescence Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-Dispersive X-rays (EDS), and Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. Controlled delivery was studied using Ciprofloxacin (CP) as a model drug. Experimental findings demonstrate the successful doping of europium into hydroxyapatite NPs. The synthesis of HAp:xEu/CS pellets was achieved through electrostatic assembly, and CP was incorporated using the absorption method. The FTIR spectra clearly indicated the presence of the drug in the pellets. Raman spectroscopy analysis revealed the coexistence of another phase, namely EuPO4, which contributes to fluorescence properties. The fluorescence micrographs show a red color in the HAp:xEu NPs due to the presence of Eu3+; this has a potential application as an optical biosensor. The SEM micrographs showcased the morphology and porous nature of the lyophilized HAp:xEu/CS pellets. Finally, CP’s encapsulation and subsequent release in the pellets were studied. The observed encapsulation and release behaviors yielded compelling insights, highlighting the remarkable versatility of the pellets in catering to personalized drug delivery needs.La hidroxiapatita (HAp) es una biocerámica que tiene una estructura que se asemeja al componente mineral del hueso y presenta propiedades biocompatibles, bioactivas y de sustitución iónica. Doparla con europio (Eu3+) aumenta la luminiscencia de su estructura, ampliando sus potenciales aplicaciones en áreas biomédicas, que van desde la bioimagen hasta la administración de medicamentos. Asimismo, el quitosano (CS) es un biopolímero natural ampliamente investigado por su potencial uso en sistemas de administración de medicamentos debido a su notable biocompatibilidad y no toxicidad. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo explorar pellets de hidroxiapatita dopada con europio y quitosano (HAp:xEu/CS) con 0 ≤ xEu ≤ 0.3 en relación con HAp como biomateriales adecuados para posibles sistemas de administración de medicamentos. Las muestras de nanopartículas de HAp:xEu y pellets de HAp:xEu/CS se caracterizaron mediante Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopía Raman, Microscopía de Fluorescencia, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Rayos X Dispersiva de Energía (EDS) y Espectroscopía Ultravioleta-visible (UV-Vis). La entrega controlada se estudió utilizando Ciprofloxacino (CP) como fármaco modelo. Los hallazgos experimentales demuestran el dopaje exitoso de europio en las nanopartículas de hidroxiapatita. La síntesis de pellets de HAp:xEu/CS se logró mediante ensamblaje electrostático, y el CP se incorporó utilizando el método de absorción. Los espectros FTIR indicaron claramente la presencia del fármaco en los pellets. El análisis de espectroscopía Raman reveló la coexistencia de otra fase, llamada EuPO4, que contribuye a las propiedades de fluorescencia. Las micrografías de fluorescencia muestran un color rojo en las nanopartículas de HAp:xEu debido a la presencia de Eu3+; esto tiene una aplicación potencial como biosensor óptico. Las micrografías SEM mostraron la morfología y la naturaleza porosa de los pellets de HAp:xEu/CS liofilizados. Finalmente, se estudiaron la encapsulación y la posterior liberación del CP en los pellets. Los comportamientos observados de encapsulación y liberación proporcionaron ideas convincentes, destacando la notable versatilidad de los pellets para satisfacer las necesidades de administración personalizada de medicamentos.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Evaluating cytotoxic effects of select Sechium edule extracts on the SH-SY5Y human neuroblastoma cell line
No full textSechium edule, commonly known as chayote, is a plant with significant medicinal potential. This study meticulously investigates the cytotoxic effects of its extracts on the human neuroblastoma cell line SH-SY5Y. Employing advanced analytical techniques, the secondary metabolites present in this valuable vegetable were characterized, revealing its diverse biochemical composition and its influence on vital cellular processes. Cytotoxicity assays, including the MTT assay and morphological analyses, demonstrated notable effects on cell viability, hinting at its neuroprotective capacity. These findings suggest a promising role for chayote in the treatment of neurodegenerative diseases, highlighting its significance in regenerative medicine and neuroscience. This study not only underscores the value of the value of this plant as a potential therapeutic agent but also lays the groundwork for future research in this field.Sechium edule, comúnmente conocido como chayote, es una planta con potencial medicinal significativo. Este estudio investiga exhaustivamente los efectos citotóxicos de sus extractos en la línea celular de neuroblastoma humano SH-SY5Y. Empleando técnicas analíticas avanzadas, se caracterizaron los metabolitos secundarios presentes en este valioso vegetal, revelando su diversa composición bioquímica y su influencia en procesos celulares vitales. Los ensayos de citotoxicidad, incluyendo el ensayo MTT y análisis morfológicos, demostraron efectos notables en la viabilidad celular, insinuando su capacidad neuroprotectora. Estos hallazgos sugieren un papel prometedor del chayote en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, resaltando su importancia en la medicina regenerativa y neurociencia. Este estudio no solo subraya el valor de esta planta como agente terapéutico potencial, sino que también sienta las bases para investigaciones futuras en este campo.Ingeniero/a Biomédico/
Photoinduced quantum transport
No full textCheaper solar devices with higher efficiencies can only be constructed by making continuous efforts to develop novel materials that can surpass the efficiency of silicon at a reasonable cost. Photoinduced quantum transport is still an open field for developing high-impact science of great importance globally. Current computational models can be helpful for a large set of physical applications and have become crucial for accelerating any investigation process. The current work proposes a model to calculate external quantum efficiency (EQE) theoretically, providing a simple method for comparing the efficiency of different semiconductor materials. EQE is defined as the fraction of transmitted electrons to incident photons in the solar cell, , and can be used to measure the capability of a material to produce charge carriers when it is irradiated with light. The model is constructed using the non-equilibrium Green's function (NEGF) formalism to describe the quantum transport. The model includes an operator defined as the time-dependent interaction which acts as a coupling between the occupied and unoccupied states via the external electromagnetic field as . This model was applied over an arrangement of two and four [6,6] phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) molecules using periodic boundary conditions with light polarized in each direction. Our density functional theory (DFT) calculations employ a linear combination of atomic orbitals (LCAO) to represent the Kohn-Sham wavefunctions, the generalized gradient approximation (GGA) implementation of Perdew, Burke, and Ernzerhof (PBE) for the exchange and correlation (xc) functional, Grimme's semi-empirical D3 corrections to describe van der Waals interactions and the derivative discontinuity correction to correct the DFT energy gap. Our results suggest an important EQE for photons with energies between 2.8 and 3.8 eV, which corresponds to the near ultraviolet (UV) range. Moreover, in the energy range from 0 to 4 eV, the transmission goes from 1 to 5 in the places where the occupied and unoccupied states show strong overlapping. For further research, the model can be used in parallel with artificial intelligence to analyze large sets of databases looking for those materials with high EQE for their design in silico.Dispositivos solares más baratos con mayores eficiencias solo pueden construirse realizando esfuerzos continuos para desarrollar nuevos materiales que puedan superar la eficiencia del silicio (Si) a un costo razonable. El transporte cuántico fotoinducido sigue siendo un campo abierto para el desarrollo de ciencia de alto impacto y con gran importancia economica a nivel global. Los modelos computacionales actuales pueden ser útiles para un gran conjunto de aplicaciones relacionados a la física y se han vuelto cruciales para acelerar cualquier proceso de investigación. El trabajo actual propone un modelo para calcular la eficiencia cuántica externa (EQE) teóricamente, proporcionando un método simple para comparar la eficiencia de diferentes materiales semiconductores. La EQE se define como la fracción de electrones transmitidos respecto a los fotones incidentes en la celda solar, , y puede utilizarse para medir la capacidad de un material para producir portadores de carga cuando es irradiado con luz.
El modelo se basa en el formalismo de la función de Green fuera del equilibrio (NEGF) para describir el transporte cuántico. El modelo incluye un operador , definido como la interacción dependiente del tiempo que actúa como un acoplamiento entre los estados ocupados y desocupados a través del campo electromagnético externo .
Este modelo se aplicó sobre un arreglo de dos y cuatro moléculas de [6,6] fenil-C61-ácido butírico metil éster (PCBM) utilizando condiciones de contorno periódicas con luz polarizada en cada dirección. Nuestros cálculos de teoría del funcional de la densidades (DFT) emplean la combinación lineal de orbitales atómicos (LCAO) para representar las funciones de onda de Kohn-Sham, la aproximación de gradiente generalizado (GGA) de Perdew, Burke y Ernzerhof (PBE) para el funcional de intercambio y correlación (xc), las correcciones semiempíricas D3 de Grimme para describir las interacciones de van der Waals y la corrección de la discontinuidad derivativa para ajustar el gap energético de la DFT.
Nuestros resultados sugieren una EQE significativa para fotones con energías entre 2.8 y 3.8 eV, lo que corresponde al rango del ultravioleta cercano (UV). Además, en el rango de energía de 0 a 4 eV, la transmisión va del 1 al 5\% en las zonas donde los estados ocupados y desocupados muestran una fuerte superposición. Para investigaciones futuras, el modelo puede utilizarse en paralelo con inteligencia artificial para analizar grandes conjuntos de bases de datos buscando aquellos materiales con alta EQE para su diseño *in silico*.Físico/
Synthesis and characterization of amine-modified hydrogels comprising chitosan and hydroxyethyl cellulose for CO2 capture
No full textThe capture of CO2-containing gases through an aqueous solution of amines has been used for several decades; it offers several benefits, including easy selection of amines, rapid adsorption rate, and chemical stability, yet its regeneration entails significant energy consumption and problems of corrosion and oxidative degradation. Solid adsorbents, employing the functionalization of support materials with amines through chemical grafting, demonstrate potential in addressing CO2 adsorption in pre-combustion processes, offering an effective and economically viable solution. In this study, the synthesis of hydrogels composed of chitosan and Hydroxyethyl cellulose through crosslinking with citric acid was achieved, enhancing their adsorption capacity by chemically grafting branched Polyethylenimine onto the structure, using glutaraldehyde as a crosslinking agent. These hydrogels were subjected to 5 cycles of adsorption and desorption in a pure and dry CO2 atmosphere at 30 °C, obtaining a maximum adsorption capacity of 4.02 mmolg−1 and 7.07 mmolg−1, respectively. The Elovich, Intraparticle diffusion, and Pseudo-first-order models were fitted to predict the CO2 adsorption behavior of both types of hydrogels. In the case of the CH-HMW/HEC_M5 hydrogel, dual kinetic behavior was observed during the adsorption cycles, while the pseudo-first-order model suggests diffusion-controlled CO2 towards active sites for the CH-HMW/HEC_M10 hydrogel. Additionally, the CH HMW/HEC_M5 hydrogel demonstrated excellent recyclability through CO2 adsorption-desorption after 5 cycles. Both hydrogels exhibit promise for the adsorption of carbon dioxide and warrant further investigation.La captura de gases que contienen CO2 mediante soluciones acuosas de aminas ha sido utilizada por varias décadas y presenta varios beneficios como fácil selección de aminas, rápida velocidad de adsorción y estabilidad química, sin embargo, su regeneración conlleva un consumo significativo de energía y problemas de corrosión y degradación oxidativa. Los adsorbentes sólidos, que emplean la funcionalización de materiales de soporte con aminas mediante el injerto químico, muestran potencial para abordar la adsorción de CO2 en procesos de precombustión, ofreciendo una solución efectiva y económicamente viable. En este estudio, se logró la síntesis de hidrogeles compuestos por quitosano e hidroxietilcelulosa mediante reticulación con ácido cítrico, mejorando su capacidad de adsorción mediante el injerto químico de polietilenoimina ramificada en la estructura, utilizando glutaraldehído como agente de reticulación. Estos hidrogeles fueron sometidos a 5 ciclos de adsorción y desorción en una atmósfera de CO2 pura y seca a 30 °C, obteniendo una capacidad máxima de adsorción de 4.02 mmolg−1 y 7.07 mmolg−1, respectivamente. Los modelos de Elovich, Difusión Intrapartícula y Pseudo-primer orden se ajustaron para predecir el comportamiento de adsorción de CO2 de ambos tipos de hidrogeles. En el caso del hidrogel CH-HMW/HEC_M5, se observó un comportamiento cinético dual durante los ciclos de adsorción, mientras que el modelo pseudo-primer orden sugiere un CO2 controlado por difusión hacia los sitios activos para el hidrogel CH-HMW/HEC_M10. Además, el hidrogel CH-HMW/HEC_M5 demostró una excelente reciclabilidad a través de la adsorción-desorción de CO2 después de 5 ciclos. Ambos hidrogeles muestran potencial para la adsorción de Dióxido de Carbono y merecen una mayor investigación.Químico/
Computer-assisted mispronunciation detection system for L2 kichwa speech
No full textAn initial and experimental evaluation of a mispronunciation detection system was developed for the Kichwa language. The study implemented pretrained convolutional neural network architectures to classify spectrograms of accurately pronounced and inaccurately pronounced words. The initial model, known as the CNN feature-based model, extracts features from the fully connected layers. It then employs a feature selection technique to separate discriminative features from non-discriminative ones. Finally, these features are classified using a KNN classifier. The second model, which is based on transfer learning with convolutional neural networks (CNNs), uses the knowledge from convolutional layers and adapts the classifier layer for binary classification, distinguishing between well-pronounced and mispronounced audios. When referring to the used dataset, two datasets were constructed and used in this study: a dataset with Kichwa words and synthetic words, and the same but with synthetic words for training. In conclusion, the CNN transfer learning-based method is superior to the CNN feature-based method in both datasets. Concretely, AlexNet with hyperparameter tuning achieves 0.90 and 0.92 in the balanced predictive value metric in both datasets, respectively.Se ha realizado una evaluación inicial y experimental de un sistema de detección de errores de pronunciación para la lengua kichwa. Se empleó arquitecturas de redes neuronales convolucionales preentrenadas para clasificar espectrogramas de palabras pronunciadas con exactitud y palabras pronunciadas con inexactitud. El modelo inicial, conocido como un modelo basado en características de redes convolucionales, extrae características de las capas totalmente conectadas. A continuación, emplea una técnica de selección de características para separar las características discriminativas de las no discriminativas. Por último, estas características se clasifican mediante un clasificador KNN. El segundo modelo, basado en el aprendizaje por transferencia con redes neuronales convolucionales (CNN), utiliza el conocimiento de las capas convolucionales y adapta la capa clasificadora para la clasificación binaria, distinguiendo entre audios bien pronunciados y mal pronunciados. En cuanto al conjunto de datos utilizado, se construyeron dos conjuntos de datos que se utilizaron en este estudio: un conjunto de datos con palabras en Kichwa y palabras sintéticas, y el mismo pero con palabras sintéticas para el entrenamiento. En conclusión, el método basado en el aprendizaje por transferencia es superior al método basado en características en ambos conjuntos de datos. Concretamente, AlexNet con ajuste de hiperparámetros alcanza 0,90 y 0,92 en la métrica de valor predictivo equilibrado en ambos conjuntos de datos, respectivamente.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Spectroscopic study of pectin films loaded with silver nanostructures with different sizes and shapes with tuneable plasmonic and electric properties
No full textIn this thesis, we have developed a novel approach to synthesizing a composite material based on pectin, also incorporating silver nanoparticles (AgNPs). The synthesis is based on the growth of silver nanoparticles within a thiourea-grafted pectin matrix (PEC-TUEC). The homogeneous formation of AgNPs is favorable since it results in uniformly dispersed nanoparticles, due to the control in the growth and nucleation processes and the appropriate proportions of reducing and stabilizing agents.
The formation of the silver nanoparticles was confirmed by UV-Vis absorption spectroscopy, highlighting the surface plasmon resonance with maximum absorption bands in a range of 457-579 nm. On the other hand, the analysis by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) allowed identifying the modifications exhibited by the pectin structure due to the presence of reducing and stabilizing agents present in the colloidal dispersion that was incorporated into the pectin prior to the formation of thin films, as well as the influence of the grafting process.
By using UV-Vis-NIR diffuse reflectance spectroscopy, a precise determination of the optical bandwidth values of the different prepared films was achieved to evaluate the effect of the structural modifications tested. From these analyses, it was possible to demonstrate the efficiency of the procedures implemented to achieve pectin-based films with a greater conductive character. Finally, through Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), it was demonstrated that the thiourea grafting process on a non-conducting polymer leads to a notable increase in the conductivity of the prepared hybrid material. These findings are presented as substantial contributions to the field, evidencing effective control over the synthesis and properties of prepared pectin-based thin films.En esta tesis, hemos desarrollado un enfoque novedoso para sintetizar un material compuesto basado en pectina, incorporando también nanopartículas de plata (AgNPs). La síntesis se basa en el crecimiento de nanopartículas de plata dentro de una matriz de pectina injertada con tiourea (PEC-TUEC). La formación homogénea de AgNPs es favorable ya que da como resultado nanopartículas uniformemente dispersas, debido al control en los procesos de crecimiento y nucleación y a las proporciones adecuadas de agentes reductores y estabilizantes.
La formación de las nanopartículas de plata fue confirmada mediante espectroscopía de absorción UV-Vis, destacando la resonancia de plasmón superficial con bandas de máxima absorción en un rango de 457-579 nm. Por otro lado, el análisis por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) permitió identificar las modificaciones que presenta la estructura de la pectina debido a la presencia de agentes reductores y estabilizantes presentes en la dispersión coloidal que se incorporó a la pectina previo a su formación. de películas delgadas, así como la influencia del proceso de injerto.
Mediante el uso de espectroscopía de reflectancia difusa UV-Vis-NIR se logró una determinación precisa de los valores del ancho de banda óptico de las diferentes películas preparadas para evaluar el efecto de las modificaciones estructurales ensayadas. A partir de estos análisis fue posible demostrar la eficiencia de los procedimientos implementados para lograr películas a base de pectina con mayor carácter conductor. Finalmente, mediante Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS), se demostró que el proceso de injerto de tiourea sobre un polímero no conductor conduce a un aumento notable en la conductividad del material híbrido preparado. Estos hallazgos se presentan como contribuciones sustanciales al campo, evidenciando un control efectivo sobre la síntesis y las propiedades de películas delgadas preparadas a base de pectina.Químico/
Drone detection and antidrone system using YOLO: an effective approach to airspace security
No full textIn a context where drones are ubiquitous, it is crucial to address the challenges arising from their unauthorized incursion into restricted airspace. To this end, this project merges YOLO (You Only Look Once) object detection algorithms with interference technology, aiming to provide an effective and adaptable solution. A key focus of the project lies in implementing and evaluating drone detection based on YOLO, specifically opting for the YOLOv8 variant due to its robustness in this task. Through rigorous experiments and training, we aim to assess the performance of YOLOv8 in accurately and efficiently detecting unauthorized drones in real-world scenarios. In addition to detection, we address the critical aspect of neutralization through interference technology. We explore the integration of MDK4, an interference tool available in Kali Linux, known for its effectiveness in disrupting drone communication and control signals. The results and conclusions obtained throughout the project shed light on the feasibility and effectiveness of the YOLO-based drone detection system, as well as the interference countermeasure. Performance metrics, including precision, recall, and false positive/negative rates, provide a comprehensive evaluation of the system's capabilities.En un contexto donde los drones son omnipresentes, resulta crucial abordar los desafíos derivados de su incursión no autorizada en espacios aéreos restringidos. Para ello, este proyecto fusiona algoritmos de detección de objetos YOLO (You Only Look Once) con tecnología de interferencia, buscando proporcionar una solución eficaz y adaptable. Una parte fundamental del proyecto se centra en la implementación y evaluación de la detección de drones basada en YOLO, optando específicamente por la variante YOLOv8 debido a su robustez en esta tarea. A través de rigurosos experimentos y entrenamiento, nos proponemos evaluar el desempeño de YOLOv8 en la detección precisa y eficiente de drones no autorizados en el mundo real. Además de la detección, nos ocupamos del aspecto crítico de la neutralización mediante tecnología de interferencia. Exploramos la integración de MDK4, una herramienta de interferencia disponible en Kali Linux, reconocida por su efectividad en interrumpir la comunicación y las señales de control de los drones. Los resultados y conclusiones obtenidos a lo largo del proyecto arrojan luz sobre la viabilidad y eficacia del sistema de detección de drones basado en YOLO, así como sobre la contramedida de interferencia. Las métricas de rendimiento, que incluyen precisión, recuperación y tasas de falsos positivos/negativos, proporcionan una evaluación integral de las capacidades del sistema.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació