Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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Production and Physical-Chemical Characterization of Kombucha Bacterial Cellulose (KBC) as Suitable Biomaterial for Skin Tissue Engineering
No full textThe present work evaluates the potential use of Kombucha Bacterial Cellulose (KBC) as a suitable biomaterial for skin tissue engineering applications. KBC membranes were obtained as a by-product of SCOBY fermentation, purified with NaOH, and bleached with NaClO 2 . The purity of the KBC was determined by FTIR analysis, while XRD was used to determine the crystallinity index. SEM studied the morphology of pure KBC. Solubility, water retention, and water vapor absorption assays were also performed on KBC. KBC was compound and chemically modified to obtain suitable materials for wound healing. KBC oxidation was carried out using sodium periodate as an oxidation agent. Compound modification of KBC was performed in two different assays: (1) impregnating chitosan and (2) impregnating gentamicin.
Characterization analysis confirmed the achievement of high purity, high crystalline (90%), high water retention, and high yielded (4.22%) KBC in the BC3 assay. Air-dried KBC membranes showed higher water retention and water vapor absorption than freeze-dried KBC.
The chemical modification was confirmed by FTIR and XRD analysis, obtaining a low degree of oxidation of KBC. Chitosan impregnation cannot be demonstrated by the lack of chitosan evidence in the FTIR. The drug loading efficiency assay of gentamicin into KBC did not obtain reliable results, suggesting that KBC was dissolved into the gentamicin solution instead of absorbed. At the same time, the increase in gentamicin concentration of sample solutions may be attributed to the selective absorption of water by KBC membranes. FTIR and HPLC analysis also did not provide trustworthy data about the presence of gentamicin in KBC membranes.
Thus, the impregnation of gentamicin into KBC membranes was not demonstrated. Further studied using different chitosan concentrations and oxidized cellulose are recommended.En el presente trabajo se evaluó el potencial uso de Celulosa Bacteriana de Kombucha (KBC) como un biomaterial adecuado para aplicaciones en la ingeniería de tejidos. Las membranas de KBC fueron obtenidas como un subproducto de la fermentación del SCOBY, purificadas con NaOH y blanqueadas con NaClO 2 . La pureza de la KBC fue determinada a través del análisis FTIR, mientras que mediante el análisis XRD se determinó el índice de cristalinidad. La morfología de la KBC pura se estudió mediante SEM. Ensayos de solubilidad, retención de agua, y absorción de vapor de agua también se realizaron a la KBC. La KBC fue modificada químicamente y mediante adición de compuestos en dos ensayos diferentes: (1) Impregnación de quitosano y (2) impregnación de gentamicina. El análisis de la caracterización confirmó la obtención de KBC con alta pureza, cristalinidad (90%), retención de agua, y rendimiento (4.22%) en el ensayo BC3. Las membranas de KBC secadas al aire mostraron mayor retención de agua y absorción de vapor de agua que las membranas secadas por liofilización. La modificación química de la KBC fue comprobada mediante el análisis FTIR y XRD, indicando un bajo grado de oxidación. La impregnación de quitosano no pudo ser demostrada debido a la falta de evidencia que indique la presencia de quitosano en el análisis FTIR. El ensayo de eficiencia de carga de fármacos de la gentamicina en la KBC no proporcionó resultados confiables, sugiriendo que la KBC se disolvió en la solución de gentamicina en lugar de absorberla. Al mismo tiempo, se plantea que el incremento de la concentración de gentamicina en las soluciones de muestras se debe a que la membrana de KBC absorbe selectivamente solo agua. Los análisis FTIR y HPLC tampoco proporcionaron datos confiables sobre la presencia de gentamicina en las membranas de KBC. Por lo tanto, no se pudo demostrar la impregnación de gentamicina en las membranas de KBC. Se recomienda la realización de estudios posteriores usando diferente concentración de quitosano y las membranas de KBC oxidadas.Químico/
Extraction and phytochemical characterization of Ecuadorian Musa acuminata peel as potential corrosion inhibitor
No full textMetal corrosion is a global problem with economic and environmental impacts, becoming a significant challenge for industries. Such is the case, the deterioration of pipes manufactured with admiralty copper alloy (CDA 443) that are frequently used to manufacture heat exchangers in cooling water systems in most refineries. For cleaning these heat exchangers, dilute acid solutions are mainly used, which have to be inhibited to avoid corrosion damage. An alternative to avoid this corrosion is using inhibitors from natural products residues that have been proven to be safe, biodegradable, ecological and renewable. Annually, in Ecuador, approximately 350 000 tons of bananas are consumed. Therefore, a large quantity of peel is discarded. These peels contain organic compounds that can inhibit corrosion rate and simultaneously be exploited within the circular economy. The objective of this work is to obtain extracts from the peels of Musa acuminata and to determine through electrochemical studies its inhibitory capacity on copper admiralty in an acid medium. The banana peels were ground, dried, and extracted with different organic solvents (54% ethanol, 70% acetone, acidified water), applying ultrasound, solid-liquid, and reflux extractions. Phytochemical screening, total phenolic content, and flavonoids were performed and characterized by FT-IR spectroscopy and electrochemical studies. Phytochemical screening determined the presence of phenolic compounds, flavonoids and tannins in the extracts. The quantitative results revealed a range of 32 ± 1 to 49 ± 2 mg of gallic acid equivalents (GAE) / g, in total phenol content (TPC), 1 ± 2 to 24 ± 2 mg of quercetin equivalents (QE) / g, in total flavonoid content (TFC) and 0.88 ± 0.05 to 83.46 ± 0.01 in percentage of antioxidant activity by 2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl (DPPH). Characterization by FT-IR spectroscopy corroborated functional groups corresponding to phenolic compounds. Finally, the electrochemical studies revealed a 43.62%, 34.72% and 30.03% inhibition efficiency for partition, acetonic and hydrolyzed extracts, respectively.La corrosión de metales es un problema mundial que conlleva impactos económicos y ambientales, convirtiéndose en un desafío para las industrias. Tal es el caso, el deterioro de las tuberías manufacturadas con aleación cobre admiralty (CDA 443), que son utilizadas con frecuencia para la fabricación de intercambiadores de calor en sistemas de agua de refrigeración en la mayoría de las refinerías. Para la limpieza de estos intercambiadores de calor se utilizan principalmente soluciones ácidas diluidas, las cuales tienen que ser inhibidas para evitar daños por corrosión. Una alternativa para evitar esta corrosión es utilizar inhibidores de residuos de productos naturales, que han demostrado ser seguros, biodegradables, ecológicos y renovables. Anualmente, en Ecuador se consumen aproximadamente 350000 toneladas de plátano. Por lo tanto, se descarta una gran cantidad de desecho. Estas cáscaras contienen compuestos orgánicos que pueden inhibir la velocidad de corrosión y, al mismo tiempo, ser aprovechados dentro de la economía circular. El objetivo de este trabajo es obtener extractos a partir de las cáscaras de Musa acuminata y determinar mediante estudios electroquímicos su capacidad inhibitoria en cobre admiralty en medio ácido. Las cáscaras de plátano fueron molidas y secadas, y posteriormente fueron llevadas a un proceso de extracción con diferentes solventes orgánicos (etanol 54%, acetona 70%, agua acidificada) aplicando extracciones de ultrasonido, solido-líquido y reflujo. Con el tamizaje fitoquímico se determinó la presencia de compuestos fenólicos, flavonoides y taninos en los extractos. Los resultados cuantitativos revelaron un rango de 32 ± 1 a 49 ± 2 mg equivalentes de ácido gálico/g (GAE) en contenido total fenólico (TPC), 1 ± 2 a 24 ± 2 mg equivalentes de catequina/g (QE) en contenido total de flavonoides (TFC) y 0.88 ± 0.05 a 83.46 ± 0.01 en porcentaje de actividad antioxidante por 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH). La caracterización por (FT-IR) corroboró grupos funcionales correspondientes a los compuestos fenólicos. Finalmente, los estudios electroquímicos revelaron para los extractos por partición, acetónico e hidrolizado un porcentaje de eficiencia de inhibición 43.62%, 34.72% y 30.03% respectivamente.Químico/
Experimental and theoretical approach to cysteine-based perfluorinated derivatives as non-cleavage linkers for bioconjugation
No full textIn nature, chemical modifications occur specifically through a wide envelope of reactive amino
acid side chains; thus, the challenge for years has been mimicking that kind of natural modifications.
Cysteine is one of the natural amino acids more used to promote chemical change focuses on the thiol
group of its lateral chain.
On the other hand, cysteine-S-perfluoroarylation has been used as a platform to access rigid
perfluoroaromatic staples and to sui generis entities with exciting properties.
Herein, perfluoroaromatic platforms (decafluorobiphenyl and hexafluorobenzene) modifying
cysteine are synthesized and established as a chemoselective and stable scaffold to simple or more
complex systems, since small molecules to biomolecules with potential biological properties. As proof
of concept, the thioalkylation conditions established for perfluorinated compounds were used in
bioconjugation reactions. Besides, some molecular properties of prepared cysteine-based
perfluoroaromatics derivatives are evaluated using a combination of spectroscopic characterization (FTIR,
and 19F-NMR) and theoretical calculations. Moreover, a theoretical molecular docking was also
developed to predict cysteine-based hexafluorobenzene and decafluorobiphenyl derivatives' affinity
against topoisomerase II and cyclooxygenase 2 (COX-2).En la naturaleza, las modificaciones químicas en las proteínas, ocurren especialmente a través de
las cadenas laterales de aminoácidos reactivos. Por años ha sido un reto mimetizar este tipo de
modificaciones naturales. De los 20 aminoácidos naturales, la cisteína es uno de los más utilizados para
promover el cambio químico, enfocándose en la reactividad del grupo tiol de su cadena lateral. Por otro
lado, la perfluoroarilación-S-cisteína ha sido usada como una plataforma para formar grapas (staples)
perfluoroaromáticas rígidas y entidades con propiedades interesantes.
En este trabajo, se sinterizaron plataformas perfluoroaromáticas (decafluorobifenilo y
hexafluorobenceno) mediante la modificación de la cisteína y estableciendo esqueletos básicos
quimioselectivos y estables, viables para sistemas simples o más complejos, desde moléculas pequeñas
a biomoléculas con potenciales propiedades bioactivas. Las condiciones de tioalquilación establecidas
para los compuestos perfluorados, se utilizaron en reacciones de bioconjugación como prueba de
concepto. Además, se evaluaron algunas propiedades moleculares de los derivados sintetizados
(perfluoroaromáticos basados en cisteína) mediante una combinación de caracterización espectroscópica
(FT-IR y 19F-NMR) y cálculos teóricos. Adicionalmente, se desarrolló un acoplamiento molecular
teórico para predecir la afinidad de los derivados de hexafluorobence y decafluorobifenilo basados en
cisteína contra la, topoisomerasa I, topoisomerasa II y la ciclooxigenasa 2 (COX-2).Químico/
Preparation and characterization of polymeric matrix composites incorporated barium titanate and hydroxyapatite nanoparticles with potential luminescent properties
No full textIn this work, Poly (vinyl acetate-co-butyl acrylate-co-neo decanoate) terpolymer (VAVDT) and VAVDT nanocomposites doped with Hydroxyapatite (HA) and Barium Titanate (BaTi) nanoparticles have been synthesized by emulsion polymerization and physical mixing respectively. The samples were fully characterized by spectroscopic (FTIR and Photoluminescent analysis), microscopic (SEM), and thermal techniques (DSC), including X-ray crystallography (XRD). The nanocomposites were prepared by adding a lower filler mixture loading of 0.01wt% in VAVDT terpolymer. The BaTi/HA ratio used for the mixtures were 0/100, 10/90, 30/70, 50/50, 70/30, 90/10, and 100/0. The different BaTi/HA ratios were used to identify the influence of the two nanoparticles on the luminescent properties of the composite and the nanoparticle-matrix interactions. The use of vinyl acrylic based polymeric matrix, makes the material interesting for coating applications.
Fourier transformation infrared spectroscopy and X-ray diffraction confirmed the successful terpolymer synthesis and incorporation of nanoparticles in the polymeric matrix. The XRD analysis also showed the effect of nanoparticles in host polymer´s chains, enhancing its amorphous behavior. Scanning electron microscope images revealed that the BaTi nanoparticles had a better uniform morphology and dispersion at lower compositions. HA nanoparticles tended to form agglomerations, especially at higher compositions, indicating a stronger particle-particle intermolecular interaction. Differential scanning calorimetry confirmed the action of Barium Titanate as a plasticizer incrementing the chain flexibly at lower compositions. On the other hand, HA showed to reduce polymer chain free volume and an increment the hindrance effect of the chains.
Finally, the photoluminescent analysis showed the increment of luminescent response of the composites, especially for the samples with no calcinated HA. The composites with calcinated HA showed a well-defined tendency: at higher TiBa content, the luminescence properties enhanced due to the restriction in particle mobility proportionated by polymeric matrix, avoiding the loose of vibrational energy.En este trabajo, se sintetizó el terpolímero poli (acetato de vinilo-co-acrilato de butilo-co-neo decanoato) (VAVDT) y nanocompuestos dopados con nanopartículas de hidroxiapatita (HA) y Titanato de Bario (BaTi) por polimerización en emulsión y mezcla física respectivamente. Las muestras fueron caracterizadas por técnicas espectroscópicas (análisis de FTIR y fotoluminiscencia), microscópicas (SEM), y térmicas (DSC), incluyendo la cristalografía de rayos X (DRX). Los nanocompuestos se prepararon mediante la adición de una pequeña carga de mezcla de nanopartículas en el terpolímero VAVDT con una concentración del 0,01 wt%. La relación BaTi/ HA utilizado para las mezclas fueron de 0/100, 10/90, 30/70, 50/50, 70/30, 90/10, y 100/0. Estas variaciones en la composición de nanopartículas fueron usadas para identificar su influencia en las propiedades luminiscentes del composito así como también en las interacciones matriz-nanopartículas. Además, el uso de una matriz polimérica basada en vinil acrílico le hace un candidato considerable para aplicaciones en recubrimientos.
La espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y la difracción de rayos X confirmaron la exitosa síntesis del terpolímero y la incorporación de las nanopartículas en la matriz polimérica. El análisis DRX mostró también el efecto de las nanopartículas en la morfología del polímero hospedador, incrementando su comportamiento amorfo. Las imágenes de microscopía electrónica revelaron que las nanopartículas BaTi tenían una distribución de tamaño y dispersión más uniforme a composiciones bajas. Por otro lado, las nanopartículas de HA tendían a formar aglomeraciones, especialmente en composiciones más altas, lo que indica una fuerte interacción intermolecular partícula-partícula. La calorimetría diferencial de barrido confirmó la acción del Titanato de Bario como plastificante al incrementar la flexibilidad de las cadenas poliméricas. Adicionalmente, las nanopartículas de HA mostraron tener un efecto obstaculizante en la movilidad de las cadenas poliméricas reduciendo su volumen libre.
Finalmente, el análisis fotoluminiscente mostró el incremento de la respuesta luminiscente de los nanocompositos, especialmente para las muestras con HA no calcinada. Los nanocompositos compuestos con HA calcinada mostraron una tendencia bien definida donde a un mayor contenido de BaTi, las propiedades de luminiscentes mejoraban.Químico/
Autonomous vehicle training using a simulation framework
No full textAutonomous driving (AD) is a hot field of study as researchers from varying fields of study are working towards contributing in this field and pushing towards new state-of-the-art models, methods, and tools, and towards autonomous vehicles (AVs) with full level five automation. A way of categorizing the AD tasks necessary for driving are by defining localization, perception, planning, and control tasks, each of which are made up of even smaller, more specific, sub-tasks. For each type of task that needs to be solved by an AD system, there exists multiple approaches for handling it. Due to this ample spectrum of tasks covered by AD, the fields of research that overlap with AD include, but are not limited to, computer vision, control theory, deep learning, and high-performance computing (HPC). (...)La conducción autónoma (AD) es un campo de estudio candente ya que los investigadores de diversos campos de estudio están trabajando para contribuir en este campo y avanzar hacia nuevos modelos, métodos y herramientas de última generación, y hacia vehículos autónomos (AV) con automatización completa de nivel cinco. Una forma de categorizar las tareas de AD necesarias para la conducción es definiendo tareas de localización, percepción, planificación y control, cada una de las cuales se compone de subtareas aún más pequeñas y específicas. Para cada tipo de tarea que necesita ser resuelta por un sistema AD, existen múltiples enfoques para manejarla. Debido a este amplio espectro de tareas cubiertas por AD, los campos de investigación que se superponen con AD incluyen, entre otros, visión artificial, teoría de control, aprendizaje profundo y computación de alto rendimiento (HPC). (...)Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Audio signal recognition in IoT using recurrent neural networks
No full textThe Internet of Things (IoT) is a concept that refers to the digital interconnection between ordinary objects through the Internet. Their growing presence in a wide range of applications and their growing computing and processing capabilities make them a valuable research area. IoT capabilities will revolutionize the interactions between physical objects and humans and the capacity collect useful data. Simultaneously advances in Artificial Intelligence have vastly changed the way computing devices process content of sequential data, such as images, video, voice, and audio. Recurrent Neural Networks are a powerful computational model that combines sequential data and Artificial Intelligence. The application of neural networks to IoT devices opens a new generation in Artificial Intelligence capable of performing complex detection and recognition tasks and human interactions with devices and their physical environment. This project studies the potential of using and developing a recurrent neural network architecture aimed at solving the problem of audio recognition in IoT, such as distinctive sounds that are produced by certain objects or actions in urban environments. Specifically, the approach of this project uses Recurrent Neural Networks programmed in Python language together with a USB microphone and the Raspberry Pi computer to form a low-cost IoT system able to recognize urban sounds.El Internet de las cosas (IoT por sus siglas en inglés) es un concepto que se refiere a la interconexión digital entre objetos ordinarios a través de Internet. Su creciente presencia en una amplia gama de aplicaciones y sus crecientes capacidades informáticas y de procesamiento las convierten en un área de investigación valiosa. Las capacidades de IoT revolucionarán las interacciones entre los objetos físicos y los humanos y la capacidad de recopilar datos útiles. Simultáneamente, los avances en inteligencia artificial han cambiado enormemente la forma en que los dispositivos informáticos procesan el contenido de datos secuenciales, como imágenes, video, voz y audio. Un poderoso modelo computacional que combina este tipo datos secuenciales e Inteligencia artificial son las redes neuronales recurrentes. La aplicación de redes neuronales a dispositivos IoT abre una nueva generación
de Inteligencia Artificial capaz de realizar tareas complejas de detección y reconocimiento e interacciones humanas con dispositivos y su entorno físico. Este proyecto estudia el potencial de usar y desarrollar una arquitectura de redes neuronales recurrentes destinadas a resolver el problema del reconocimiento de audio en IoT, como sonidos distintivos que ejecutan ciertos dispositivos o se producen en ambientes urbanos. Específicamente, el enfoque de este proyecto utiliza Redes Neuronales Recurrentes programadas en lenguaje Python junto con un micrófono USB y el computador Raspberry Pi que permitan formar un sistema IoT de bajo coste capaz de reconocer sonidos urbanos.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Biodiversity of arachnids (Araneae) in eco touristic places in Imbabura, northern of Ecuador
No full textThis thesis begins with an introduction to the history and general characteristics of the spider order and its relationship to humans. This is followed by a summary of morphological terminologies that are useful for spider identification. Then, the scarcity of biodiversity studies of this order in Ecuador and its importance is analyzed.
For the registration of spiders, we visited eco-tourist sites in the province of Imbabura, such as the Conrayaro waterfall and the botanical garden of Yachay. Fifty different species of spiders were photographed and recorded. However, in some cases they were identified at the genus or family level. Thus, from the field work, a photographic and descriptive record of 30 morphospecies of spiders was obtained.
The iNaturalist platform was used to record and identify most of the species photographed. In addition, from its database, the record of observations within the province of Imbabura during the last 2 years (2019-2020) was used. In total 550 observations distributed throughout the province, gave an overview of what could be found in terms of spider families. From here, calculating the relative abundance of the most abundant families from the platform and field work, it is determined that the families Araneidae, Lycosidae, Theridiidae, Salticidae and Tetragnathidae, are the most abundant in the province of Imbabura.
A MaxEnt (maximum entropy) analysis is provided to predict the distribution of spider families throughout Ecuador in the Appendices section of this thesis.
Finally, further taxonomic analysis is recommended to determine if new spider species are distinguished for Ecuador and for science.La presente tesis inicia presentando una introducción a la historia y características generales del orden de las arañas y su relación con los humanos. Luego, un resumen de terminologías de la morfología que son útiles para la identificación de arañas. Luego, se analiza la escasez de los estudios de biodiversidad de este orden en el Ecuador y su importancia.
Para el registro de arañas se visitó sitios eco-turísticos en la provincia de Imbabura, como, la cascada de Conrayaro y el jardín botánico de Yachay. Se logró fotografiar y registrar 50 distintas especies de arañas. Sin embargo, en algunos casos se identificó a nivel de género o nivel de familia. Con lo cual, del trabajo realizado en campo, se obtuvo un registro fotográfico y descriptivo de 30 morfoespecies de arañas.
La plataforma iNaturalist fue utilizada para registrar e identificar la mayoría de especies fotografiadas. Además, de su base de datos, se usó el registro de observaciones dentro de la provincia de Imbabura durante los últimos 2 años (2019-2020). En total 550 observaciones distribuidas por toda la provincia, dieron un panorama general de lo que se podría encontrar en cuanto a familias de arañas se refiere. De aquí, calculando la abundancia relativa de las familias más abundantes de la plataforma y del trabajo en campo, se determina que las familias Araneidae, Lycosidae, Theridiidae, Salticidae y Tetragnathidae, son las más abundantes en la provincia de Imbabura.
Se provee un análisis de MaxEnt (máxima entropía) permite predecir la distribución de las familias de arañas en todo el Ecuador en la sección Apéndices de esta tesis.
Finalmente se recomienda análisis taxonómicos más profundos para determinar si se distinguen nuevas especies de arañas para el Ecuador y para la ciencia.Biólogo/
Comprehensive analysis of corrosion in offshore systems in gas condensate production
No full textCorrosion in natural gas piping has been identified as one of the most significant hazards in the industry. Therefore, a sound risk analysis is one of the critical factors for the success of projects within the industry. The objective of this research is based on carrying out a comprehensive risk analysis of the operational conditions, the alternatives for the control/mitigation of corrosion processes in the offshore gas condensate production systems. The methodology used is based on the application of the risk management life cycle for the two case studies such as the use of inhibitors to mitigate internal corrosion in natural gas pipelines, and strategies for treating the formation of corrosion and black dust in natural gas pipelines off the Coast of Africa. The focus of this study is the use of risk management, in such a way that the data for its calculations were estimated.
For the evaluation of the risks, the two types of analysis were used, such as the qualitative one based on estimating probability and impact scores for each risk in diagrams (risk matrix and Bow Tie). For the quantitative analysis, the Monte Carlo probabilistic simulation was used with a trial license of the @RISK program, to evaluate the costs of risks and analyze how their probability and impact affect the overall budget. For the two case studies, a probability of less than 10% was found to cover the expenses of the risks with the estimated budget. In addition, the potential risks with the most significant probability and impact were identified and which are the main ones to be controlled or mitigated. This research showed the mechanism for incorporating corrosion risk management into a project, and the results allow a better understanding to develop risk mitigation strategies.La corrosión en tuberías de gas natural se ha identificado como uno de los riesgos más importantes de la industria. Por tanto, un análisis de riesgos es uno de los factores críticos para el éxito de proyectos dentro de la industria. El objetivo de esta investigación se basa en realizar un análisis de riesgo comprensivo de las condiciones operacionales, las alternativas de control / mitigación de procesos de corrosión en los sistemas costa afuera de la producción de gas condensado. La metodología utilizada es basada en la aplicación del ciclo de vida de la gestión de riesgos aplicada dos casos de estudio como son: el uso de inhibidores para mitigar la corrosión interna en tuberías de gas natural; y estrategias de tratamiento de la formación de corrosión y polvo negro en tuberías de gas natural en las costas de África. El enfoque de este estudio es el uso de la gestión de riesgo, de manera que los datos para sus cálculos fueron estimados.
Para la evaluación de los riesgos se usaron los dos tipos de análisis como es el cualitativo basado en estimar puntuaciones de probabilidad e impacto para cada riesgo en diagramas (matriz de riesgo y Bow Tie). Para el análisis cuantitativo se usó la simulación probabilística de Montecarlo con una licencia de prueba del programa @RISK, para evaluar los costos de los riesgos y analizar cómo afecta su probabilidad e impacto al presupuesto general. Se encontró para los dos casos de estudio, una probabilidad menor del 10% para la cubrir los gastos de los riesgos con el presupuesto estimado. Además, se identificó los riesgos potenciales con probabilidad e impacto más significativos y que son los principales a controlar o mitigar. Esta investigación mostró el mecanismo de incorporar la gestión de riesgos por la corrosión en un proyecto, y los hallazgos permiten una mejor comprensión para desarrollar estrategias apropiadas de mitigación de riesgos.Petroquímico/
Tight binding description of the electron-phonon and spin-phonon interactions in electron transfer in DNA
No full textThe unique structure of DNA is bound to the wide range of interesting properties this molecule has shown. Lately, the electronic properties of this molecule raised attention in the field of spintronics, specifically, the ability to act as a spin-filter. Nevertheless, the mechanism that controls this behavior is yet to be clarified; and in fact other properties such as conduction were experimentally tested, and while in some experiments it was observed that DNA acted as insulator, others observed semiconductor, conductor or superconductor behaviors. As an effort to continue this line of investigation and discover how to make new devices using DNA, this work tries to describe its electron transfer based on orbitals on the B-form of this molecule by considering phonon and spin effects, which are present in physiological conditions where applications are most important. Using the two center approximation, the Envelope function, smoothing function, and the Tight Binding (TB) approach; two models were developed to study electron transfer (ET) in DNA. It was found that phonons have both relevance in intra and inter-helix ET, while spin-phonon interaction is found only intra-helix with spin-flip coupling. Optical phonons are coupled to electrons at first order while acoustic ones only couple to second order, thus optical modes are much more relevant. Intra-helix coupling with no spin-flip yields only a second order kinetic term thus the phonon and spin interactions don't affect this coupling. In conclusion, the model was able to make predictions qualitatively describing the persistence of coherence implied in experiments.La estructura única del ADN está ligada a la amplia gama de propiedades interesantes que ha mostrado esta molécula. Últimamente, las propiedades electrónicas de esta molécula llamaron la atención en el campo de la espintrónica, en concreto, debido a la capacidad de actuar como filtro de espín. Sin embargo, el mecanismo que controla este comportamiento aún no se ha aclarado; además en experimentos sobre la conducción del ADN se observó comportamiento de aislante, en otros se observaban comportamiento de semiconductor, conductor o superconductor. Para continuar con esta línea de investigación y descubrir cómo hacer nuevos dispositivos usando ADN, este trabajo trata de describir su transferencia de electrones en base a los orbitales pi en la forma B de esta molécula, considerando los efectos de fonón y espín; que están presentes en condiciones fisiológicas, donde las aplicaciones son más importantes. Usando la aproximación de dos centros, la función envolvente, la función de suavizado y la aproximación de enlace fuerte, se desarrollaron dos modelos para estudiar la transferencia electrónica en el ADN. Se encontró que los fonones tienen relevancia tanto en la transferencia intra-hélice como inter-hélice; mientras que la interacción espín-fonón se encuentra solo en intra-hélice con cambio de espín. Los fonones ópticos se acoplan a los electrones en primer orden mientras que los acústicos solo se acoplan en segundo orden, por lo que los modos ópticos son mucho más relevantes. El acoplamiento intra-hélice sin cambio de espín consiste en un término cinético de segundo orden, por lo que las interacciones de fonón y espín no afectan a este acoplamiento. En conclusión, el modelo fue capaz de hacer predicciones describiendo cualitativamente la persistencia de la coherencia implícita en los experimentos.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Application of an aquaculture byproduct-based biosorbent for the removal of pollutants in aquatic systems
No full textWater contaminants of any origin have caused harmful and alarming impacts on health and the environment. Therefore, to stop this problem, several remediation treatments have been developed, such as adsorption. The biomaterial chitosan has been identified as one of the most promising bioadsorbents for being non-toxic and biodegradable with inherent properties. The different applications of chitosan indicate that it has potential as a microbial agent, acts as drug delivery, and helps in environmental protection as a bioadsorbent. The main objective of this bibliographic review was to analyze the different applications, the remediation efficiency, the preparation methods, and the improvements in various modifications of the chitosan biomaterial resulting from a residue of animal origin in the elimination of contaminants based on the adsorption method in aquatic systems. The parameters in the chitosan preparation methods greatly influence the elimination of contaminants since it depends on the nature and composition, such as those of organic, inorganic, or biological origin. The results of several studies showed several advantages in adsorption capacity when using the modified biomaterial (nano-chitosan) than the application of chitosan in its natural form, where there is better selectivity in removing contaminants.Los contaminantes del agua de cualquier origen han causado impactos nocivos y alarmantes en la salud y el medio ambiente. Por ello, para frenar este problema, se han desarrollado varios tratamientos de remediación como el de adsorción. El biomaterial quitosano ha sido identificado como uno de los bioadsorbentes más prometedores por ser no tóxico y biodegradable con propiedades inherentes. Las diferentes aplicaciones del quitosano indican que tiene potencial como agente microbiano, actúa como liberador de fármacos, y ayuda en la protección ambiental como bioadsorbente. El objetivo principal de esta revisión bibliográfica fue analizar las diferentes aplicaciones, la eficiencia de remediación, los métodos de preparación y las mejoras en varias modificaciones del biomaterial quitosano resultante de un residuo de origen animal en la eliminación de contaminantes basada en el método de adsorción en sistemas acuáticos. Los parámetros en los métodos de preparación del quitosano influyen en gran proporción en la eliminación de contaminantes, ya que depende la naturaleza y composición como los de origen orgánico, inorgánico o biológico. Los resultados de varios estudios mostraron varias ventajas en la capacidad de adsorción al momento de usar el biomaterial modificado(nano-quitosano) que la aplicación del quitosano en su forma natural, donde existe mejor selectividad removiendo contaminantes.Ingeniero/a Biomédico/