Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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The unusual behavior of Galactose-Steroid Bingel-Hirsch reaction for functionalization of C60-fullerene: a theoretical study
No full textThe [60] fullerene is a molecule that has been functionalized to modify its chemical properties such as solubility and explore its biological and materials science applications. It has been exohedrally functionalized with hydrophilic groups, i.e., amino acids, peptides, steroids and sugars, which improves its hydrophilicity and biocompatibility. The Bingel-Hirsch reaction is an efficient tool for the regioselective cyclopropanation of C60 to methanofullerene, starting from malonic esters derivatives, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) as base and carbon tetrabromide (CBr4). It is an alternative strategy to the Bingel reaction, proposing the generation of the reactive monohalomalonate intermediate in situ. Herein, a Bingel-Hirsch reaction of D-galactose-diosgenin malonic ester derivatives is studied. The results showed that the awaited product suffers the ester hydrolysis promoting the Galactose release, followed by decarboxylation to obtain a Diosgenin-C60 hybrid. The full characterization of the final product through IR, NMR, and MALDI-TOF spectrometry is presented. Based on the experimental results, a plausible mechanism is proposed in which a DBUH+ or traces of H3O+, both possible byproducts in the Bingel-Hirsch procedure, to donate a proton to improve the observed acid-catalyzed hydrolysis through a unimolecular alkyl cleavage AAL1 mechanism because the highly stable galactose cation release. Theoretical calculations at the DFT PBE/6-31G level of theory predict the most stable structural geometries for all compounds involved in the proposed mechanisms. Relevant stereoelectronic parameters were investigated considering selected descriptors and properties, namely polarizability, dipole moment, lipophilicity, and topological polar surface area, showing that the hydrolysis and subsequent decarboxylation do not cause drastic changes in the properties analyzed. In addition, the PM3 semi-empirical method is used to calculate the Potential Energy Profile (PEP) of the acid-catalyzed hydrolysis of the galactose-diosgenin-fullerene hybrid by DBUH+ or H3O+ in the gas phase. According to the PEP, it is observed that hydrolysis responds to a bimodal process, and is thermodynamically favored with H3O+.El [60] fullereno es una molécula que ha sido funcionalizada para modificar sus propiedades químicas como la solubilidad y explorar sus aplicaciones biológicas y en ciencia de los materiales. Esta molécula ha sido funcionalizada exoédricamente con grupos hidrofílicos como aminoácidos, péptidos, esteroides y azúcares, para mejorar su hidrofobicidad y biocompatibilidad. La reacción de Bingel-Hirsch es eficiente para la ciclopropanación regioselectiva del C60 a metanofullereno, a partir de derivados de ésteres malónicos, 1,8-Diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno (DBU) como base y tetrabromuro de carbono (CBr4). Es una estrategia alternativa a la reacción propuesta por Bingel, que promueve la generación del intermedio monohalomalonato reactivo in situ. En esta investigación, se estudia la reacción de Bingel-Hirsch del derivado del éster malónico de D-galactosa-diosgenina y el C60. Los resultados mostraron que el producto esperado sufre la hidrólisis del éster promoviendo la liberación de galactosa, seguida de la descarboxilación para obtener un híbrido diosgenina-C60. Se presenta además una caracterización exhaustiva del producto final mediante espectroscopía IR, NMR y espectrometría de masas. Con base en los resultados experimentales, se propone un mecanismo en el que la DBU protonada (DBUH+) o trazas de H3O+, ambos posibles subproductos en el procedimiento de Bingel-Hirsch, donan un protón para asistir la hidrólisis catalizada por ácido a través de un mecanismo unimolecular de escisión de alquilo AAL1, debido a la liberación de un carbocatión en el fragmento de galactosa altamente estable. Los cálculos teóricos en el nivel de teoría DFT PBE/6-31G predicen las geometrías estructurales más estables para los compuestos involucrados en los mecanismos propuestos. Se investigaron parámetros estereoelectrónicos relevantes considerando descriptores y propiedades seleccionadas como la polarizabilidad, el momento dipolar, la lipofilia y el área de superficie polar topológica, mostrando que la hidrólisis y la descarboxilación posterior no causan cambios drásticos en las propiedades analizadas. Además, el método semiempírico PM3 se utiliza para calcular el perfil de energía potencial (PEP) de la hidrólisis catalizada por ácido del híbrido galactosa-diosgenina-[60] fullereno por DBUH+ o H3O+ en fase gaseosa. De acuerdo con los PEP obtenidos, se observa que la hidrólisis responde a un proceso bimodal y se favorece termodinámica y cinéticamente con H3O+.Químico/
Generation of native token using blockchain and distribution on faucet
No full textEl desarrollo de este trabajo se enfoca en el análisis, diseño y construcción de una
plataforma que sirva de guía y experimentación en ambientes de blockchain, para que más personas puedan tomarlo como inicio en el desarrollo de proyectos y desarrollos científicos.
Para este caso se ha utilizado la arquitectura blockchain basada en Proof of History (PoH), una prueba para verificar el orden y el paso del tiempo entre eventos. PoH se utiliza para codificar el paso del tiempo sin confianza en un libro mayor, una estructura de datos solo para agregar. Cuando se usa junto con un algoritmo de consenso como Prueba de trabajo (PoW) o Prueba de participación (PoS), PoH puede reducir la sobrecarga de mensajería en una máquina de estado replicada tolerante a fallas bizantinas, lo que resulta en tiempos de finalización inferiores a un segundo. La implementación ha utilizado los recursos de la red de Solana con entornos de comprobación como clústeres y nodos que aceptan solicitudes HTTP utilizando la especificación JSON-RPC 2.0. Estas implementaciones han hecho que se desarrolle de manera más dinámica y rápida la faucet para distribuir el token nativo creado. La criptomoneda se desarrolló y registro en la red de Solana de una manera rápida
por medio las devtool de Solana. Solana ha creado todo un ambiente de desarrollo para que pueda integrarse a la blockchain. Por medio del comand line (CLI) se pueden generar native token y añadir al nuevo proyecto por medio de dos lenguajes principales como Rust (es un lenguaje de programación compilado, de propósito general y multiparadigma) o Java Script por medio de @solana/web3.js. Se han logrado implementar el faucet en dos clusters, garantizando por etapas el testeo (Testnet) y producción final (Devnet). Dando como resultado final un web faucet con capacidades de conectar wallets, enviar tokens nativos, registrar y abstraer del bloque generado información, y como último mostrar todas las transacciones realizadas a detalle.He development of this work focuses on the analysis, design, and construction of a platform that serves as a guide and experimentation in blockchain environments so that more people can take it as a start in developing projects and scientific developments. For this case, the blockchain architecture based on Proof of History (PoH) has been used to verify the order and the passage of time between events. PoH is used to encode the trustless passage of time into a ledger, an aggregate-only data structure. When used in conjunction with a consensus algorithm such as Proof-of-Work (PoW) or Proof-of-Stake (PoS), PoH can reduce messaging overhead in a Byzantine fault-tolerant replicated state machine, resulting in lower completion times of one second. The implementation has used network resources of Solana with testing environments such as clusters and nodes that accept HTTP requests using the JSON-RPC 2.0 specification. This implementation has made the faucet to distribute the created native token more dynamic and faster. The cryptocurrency was quickly developed and registered on the Solana network using the Solana Devtool. Solana has created an entire development environment to be integrated into the blockchain.
Through the command line (CLI), native token can be generated and added to the new
project through two main languages, Rust or Java Script through @solana/web3.js. The
faucet has been implemented in two clusters, guaranteeing the testing (Testnet) and final
production (Devnet) in stages. As a final result, a web faucet with capabilities to connect
wallets, send native tokens, register and abstract information from the generated block, and finally show all the transactions carried out in detail.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Assessment of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of Cedrela montana along an Andean elevational gradient
No full textRhizosphere soil samples were taken from individuals of Cedrela montana along an elevational gradient in the northern Andes. The abundance of spores and the frequency of infection by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) were analyzed considering the elevation and edaphic factors. The spores extraction was determined by the sieving technique and their count by stereoscopy; the frequency of infection, by clarifying with KOH and staining with trypan blue. The abundance of spores was positively correlated with the elevation of the study sites, while the frequency of rootlet colonization was not affected by elevation. Spore abundance was marginally affected by edaphic factors. On the contrary, mycorrhization by hyphae, vesicles and arbuscles showed an important influence of edaphic conditions, highlighting P, K and pH, and where elevation continues to be an important factor.Se tomaron muestras de suelo rizosférico de individuos de Cedrela montana a lo largo de un gradiente elevacional en el norte de los Andes. Se analizó la abundancia de esporas y la frecuencia de infección por hongos micorrízicos arbusculares (HMA) considerando la elevación y factores edáficos. La extracción de esporas se determinó por la técnica de tamizado y el conteo de las mismas por estereoscopía; la frecuencia de infección, mediante clarificación con KOH y tinción con azul tripano. La abundancia de esporas se correlacionó positivamente con la elevación de los sitios de estudio, mientras que la frecuencia de la colonización de raicillas no se vió afectada por la elevación. La abundancia de esporas se vió marginalmente afectada por los factores edáficos. Por el contrario, la micorrización por hifas, vesículas y arbúsculos mostró una importante influencia de las variables edáficas, destacando P, K y pH, y en donde la elevación sigue siendo un factor importante.Ingeniero/a Biomédico/
A cellulose based composite as potential adsorbent for the removal of heavy metal ions from water
No full textThe purpose of this work is to obtain a hydrogel composed of carboxymethylcellulose (CMC), chitosan (CH), citric acid (CA), and glycerol (GL) which can be used to remove heavy metals from aqueous solutions and as well as in treatment methods in wastewater. This work focuses on proposing alternative materials with interesting applications by developing a hydrogel with the capacity to adsorb ion cerium species (Ce). Cerium is known to cause environmental problems that affect human health. CMC / CH / AC / GL compounds were the key to forming the hydrogel, providing its structure with carboxyl groups, hydroxyl, and amines. Glycerol played an essential role in the preparation of hydrogel, being the plasticizer of it. Citric acid was the one who promoted chemical reticulation cross-linking in the mixture of components. Once the hydrogel function was verified by being evaluated, chemical processes and morphological analyses using infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR) and X-ray photoemission (XPS). In addition, the swelling capacity of the desorption gel, X-ray electron photoemission spectroscopy, and scanning electron microscopy.
In addition, visible ultraviolet spectrophotometry (UV-Vis). The functionality of the hydrogel as cerium removal was verified through the analysis of graphs time vs. absorbance. Once the hydrogels were freeze-dried, having a homogeneous and elastic appearance. Some hydrogels presented degrees of plasticity. The main reason was that the different amounts of citric acid (6, 12, 24, and 48 mL) were used to synthesize the hydrogel compound. In this case, citric acid is the chemical reticulant. From the information obtained by the characterization techniques, hydrogel occurs through formed presented physical and chemical reticulation. It is suggested that the union of citric acid with chitosan and carboxymethylcellulose produces chains and bonds of amides also ester groups, helping to enrich the absorption properties of the hydrogel.El propósito de este trabajo es obtener un hidrogel compuesto de carboximetilcelulosa (CMC), quitosano (CH), ácido cítrico (CA) y glicerol (GL), que se pueda usar para eliminar metales pesados en soluciones acuosas y ser utilizados como un método de tratamiento en aguas residuales. Este trabajo se enfoca en proponer materiales alternativos con aplicaciones interesantes a través del desarrollo de un hidrogel con la capacidad de adsorber especies de cerio (Ce). Se sabe que el cerio genera problemas ambientales que afectan a muchas personas en su salud. Los compuestos CMC / CH / AC / GL fueron clave para la formación del hidrogel, proporcionando a su estructura grupos carboxilo, hidroxilo y aminas. El glicerol desempeñó un papel esencial en la preparación de hidrogel, siendo el plastificante del mismo. El ácido cítrico fue el que promovió la reticulación química en la mezcla de componentes. Una vez que se verificó la función del hidrogel, los análisis químicos y morfológicos se llevaron a cabo a través de varias técnicas de caracterización, mediante el uso de espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y de foto emisión de rayos X (XPS). Además, se evaluó la capacidad de hinchamiento del gel de desorción, la espectroscopia de rayos X y la microscopía electrónica de barrido.
Además, mediante espectroscopía visible ultravioleta (UV-Vis) fue posible evaluar la funcionalidad del hidrogel para la remoción de iones de cerio en fase acuosa a través del análisis de los gráficos (tiempo vs. absorbancia). Una vez que los hidrogeles se liofilizaron, adquirieron un aspecto homogéneo y elástico. Algunos hidrogeles presentaron grados de plasticidad. La razón principal fue las diferentes cantidades de ácido cítrico (6, 12, 24 y 48 mL) se utilizaron para sintetizar el compuesto de hidrogel. En este caso, el ácido cítrico es el reticulante químico. Fue útil comparar grados de absorción entre diferentes compuestos de hidrogel. De la información obtenida por las técnicas de caracterización, se pudo evidenciar que el hidrogel formado presentó reticulación física y química. Sugiriendo que la unión de ácido cítrico con quitosano y carboximetilcelulosa produce cadenas, enlaces de amidas y grupos éster; ayudando a enriquecer las propiedades de absorción del hidrogel.Petroquímico/
Comprehensive analysis of natural gas processing schemes for power generation
No full textCorrosion is a continuous chemical process in the oil and gas industry. This phenomenon affects the integrity of the pipeline system that carries natural gas. The formation of corrosion products inside the pipes is due to the presence of CO2, H2S, and the presence of microorganisms. For this reason, this work tries to prevent the corrosion of gas pipelines through operational methods such as the identification of potential threats, risk assessment, the assessment of the integrity of the pipeline system, and response and mitigation of the threats found. In the first place, the potential threats must be identified by reviewing the available documentation of the operation of the gas pipeline under study, the risks and possible consequences must be analyzed at this point. Then, these risks must be evaluated through qualitative methods such as the categorization of the probability of their occurrence and a category of the consequence of the risk. As a result, the two methods must be interpolated to design a risk matrix and evaluate the risks in consequences and the probability of their occurrence. Then, the integrity of the piping system must be valued through intrusive and non-intrusive methods. To apply either of the two methods, it must be taken into account that intrusive methods are those that interfere with the structure of the gas pipeline and non-intrusive methods are those that do not interfere with the structure of the gas pipes. Likewise, intrusive methods are ranked with the use of cleaning "Pigs", pressure tests, and direct assessment of external corrosion. On the other hand, non-intrusive methods are ranked with the use of Magnetic Flux Leakage (MFL), Ultrasound (UT), Electric Acoustic Transducers (EMAT), and Eddy currents (ET). To use an intrusive and non-intrusive method, the operational characteristics of the study pipeline must be known. Next, the risks found must be mitigated and through the selection of construction materials, use of organic and inorganic coatings, pigs run, leak studies, corrective and preventive maintenance, and finally, provide recommendations so that the risks do not return, do not occurred or if it happens, they can be mitigated quickly. Finally, a concept map is developed for decision making to mitigate early corrosion.La corrosión es un proceso químico continuo de la industria del petróleo y el gas. Este fenómeno afecta la integridad del sistema de tuberías que transportan gas natural. La formación de productos de corrosión dentro de las tuberías se debe a la presencia de CO2, H2S y presencia de microrganismos. Por esa razón, este trabajo trata de prevenir la corrosión de los gaseoductos a través de métodos operacionales tales como la identificación de amenazas potenciales, la evaluación de riesgos, la valorización de la integridad del sistema de tuberías y respuesta y mitigación de las amenazas encontradas. En primer lugar, se deben identificar las amenazas potenciales revisando la documentación disponible de la operación del gaseoducto de estudio, se deberán analizar los riesgos y posibles consecuencias en este punto. Luego, estos riesgos deberán ser evaluados a través de métodos cualitativos como es la categorización de probabilidad de que ocurra y una categoría de consecuencia del riesgo. Como resultado, se deben interpolar los dos métodos para el diseño de una matriz de riesgos y evaluar los riesgos en consecuencias y probabilidad a que ocurra. Entonces, se debe valorizar la integridad del sistema de tuberías a través de métodos intrusivos y no intrusivos. Para aplicar alguno de los dos métodos se debe tener en cuenta que los métodos intrusivos son aquellos que interfieren con la estructura del gaseoducto y los métodos no intrusivos son aquellos que no interfieren con la estructura de las tuberías de gas. Así mismo, los métodos intrusivos se jerarquizan con el uso de “Pigs” de limpieza, pruebas de presión y valoración directa de la corrosión externa. Por otro lado, los métodos no intrusivos se jerarquizan con el uso de Magnetic Flux Leakage (MFL), Ultrasound (UT), Electric Acoustic Trnsducers (EMAT), y Eddy currents(ET). Para usar un método intrusivo y no intrusivo se debe conocer las características operacionales del ducto de estudio. A continuación, se debe mitigar y dar respuesta a los riesgos encontrados a través de la selección de materiales de construcción, uso de revestimiento orgánicos e inorgánicos, corridas de “pigs”, estudio de fugas, mantenimiento correctivo y preventivo y por último brindar las recomendaciones para que el riego no vuelva a ocurrir o si ocurre poderlos mitigar rápidamente. Finalmente, se desarrolla un mapa conceptual para la toma de decisiones para mitigar la corrosión temprana.Petroquímico/
Path planning based on fast marching method
No full textPath Planning has become a very active research area due to the advancement of information technology. Path Planning is very important in different areas; for example, tumor modeling, robotic navigation, seismological analysis, image processing, video games, etc. The use of these search techniques has shown that there are optimization and efficiency problems, both in their implementation and in their design. This is why many solutions and modifications of algorithms have been developed that have tried to solve these problems based on different types of storage, these alternatives have been proposed with two main objectives: to reduce its computational time and to improve its accuracy. Although several algorithms solve the route planning problem, the Fast Marching method has not been the most popular. FMM is a very popular algorithm to compute times-of-arrival maps. FMM is a special case of level set methods, it is able to provide a smooth path from one point to another. The Fast Marching method has been modified in different ways, both in its way of storing data and in its workflow to solve problems of computational complexity. Therefore, the first step is to describe all these alternatives that this method presents within a common framework and to compare the different methods, based on previously defined metrics to answer the research question: How to achieve optimal FMM performance applied to route planning? In the present work, we carry out an algorithm based on the FMM focused on Path Planning, and we reduce the execution time of the FMM algorithm.
The present work consists of six chapters. Chapter 2 presents the literature review of research related to Path Planning and the Fast Marching method. Here, the main concepts of the Eikonal equation in the road panorama and the main components of the Fast Marching method algorithm are covered. The next chapter explains the modification of the Fast Marching method and the use of a stack for the implementation of the algorithm. Chapter 4 presents the statement of the problem and the methodology of this research. Also, we explain in detail our proposal to modify the Fast Marching method in this chapter. In the last chapters, we present the results of this project, the simulation scenarios, and how the algorithms were evaluated.
The results of this research work were gratifying. For each evaluated scenario, the FMM modification presented in this work obtained the shortest execution time. Our FMM modification had an improvement of about in the execution time compared with the classic FMM.Con el avance de la tecnología de la información, la planificación de rutas se ha convertido en un área de investigación muy activa. La planificación de rutas es muy importante en diferentes áreas; por ejemplo, modelado de tumores, navegación robótica, análisis sismológico, procesamiento de imágenes, videojuegos, etc. El uso de estas técnicas de búsqueda ha demostrado que existen problemas de optimización y eficiencia, tanto en su implementación como en su diseño. Es por esto que actualmente se han desarrollado muchas soluciones y modificaciones de algoritmos que han intentado solucionar estos problemas en base a diferentes tipos de almacenamiento, estas alternativas se han propuesto con dos objetivos principales: reducir su tiempo computacional y mejorar su precisión. Aunque varios algoritmos resuelven el problema de planificación de rutas, el método Fast Marching no ha sido el más popular entre ellos. FMM es un algoritmo utilizado principalmente para calcular mapas de tiempos de llegada. FMM es un caso especial de métodos de ajuste de nivel, éste es capaz de proporcionar un camino suave de un punto a otro. El método Fast Marching se ha modificado de diferentes formas, tanto en su forma de almacenar datos como en su flujo de trabajo para resolver sus problemas de complejidad computacional. Por tanto, el primer paso es describir todas estas alternativas que presenta este método dentro de un marco común y comparar los diferentes métodos, con base en métricas previamente definidas para dar respuesta a la pregunta de investigación: ¿Cómo lograr un desempeño óptimo de FMM aplicado a la planificación de rutas? En el presente trabajo realizamos un algoritmo basado en el FMM enfocado en planificación de rutas, y reducimos el tiempo de ejecución del algoritmo FMM.
El presente trabajo consta de seis capítulos. El Capítulo 2 presenta la revisión de la literatura de la investigación relacionada con la planificación de rutas y el método Fast Marching. Aquí se cubren los conceptos principales de la ecuación de Eikonal en la planificación de rutas y los componentes principales del método Fast Marching. El siguiente capítulo presenta información relacionada con la modificación del método Fast Marching y el uso de pilas en la implementación del algoritmo. El Capítulo 4 presenta el planteamiento del problema y la metodología utilizada en este proyecto de investigación. Además, nuestra propuesta para modificar el método Fast Marching se explica en detalle en este capítulo. En los últimos capítulos, presentamos los resultados de este proyecto, los escenarios de simulación y cómo se evaluaron todos algoritmos.
Los resultados de este trabajo de investigación fueron muy gratificantes. En todos los escenarios evaluados la modificación de FMM presentada en este trabajo obtuvo el menor tiempo de ejecución. Nuestra modificación de FMM tuvo una mejora en el tiempo de ejecución de alrededor del con relación al FMM clásico.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Effect of husk rice SiO2 on the thermal and mechanical properties of PLLA/PEG/SiO2 composites
No full textEste estudio investigó el efecto del SiO 2 obtenida la de cáscara de arroz en la
preparación de compositos de ácido poli-L-láctico/SiO 2 (PLLA/SiO 2 ) y ácido poli-L-
láctico/SiO 2 /polietilenglicol (PLLA/SiO 2 /PEG) por el método de extrusión por fusión. Para
los compuestos de PLLA/SiO 2 , el SiO 2 se obtuvo de la incineración de cáscara de arroz y se
mezcló con PLLA en varias concentraciones (5, 10 y 15 % en peso). Al mismo tiempo, los
compuestos PLLA/SiO 2 /PEG utilizaron PEG con un peso molecular de 6000 g/mol con
varias concentraciones (0, 3, 5, 10 % en peso) y 10 % en peso de SiO 2 . La morfología de la
muestra se estudió empleando microscopía electrónica de barrido (SEM) para analizar la
superficie y la miscibilidad del PEG en PLLA y la dispersión de SiO 2 en la matriz
polimérica. Se desarrollo un estudio de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para
realizar un análisis no isotérmico e isotérmico de todas las muestras. La estabilidad térmica
de los compositos se estudió mediante análisis termogravimétrico (TGA). Se utilizó el
análisis de reología de fusión para investigar el comportamiento viscoelástico de los
compositos. Las propiedades mecánicas de los compuestos se realizaron a temperatura
ambiente utilizando una máquina universal Instron 5565 y el software Blue Hill. Para
corroborar los resultados de cristalización obtenidos mediante DSC, se realizo análisis de
difracción de rayos X (XRD). Finalmente, se desarrollaron las medidas de permeabilidad
de gases utilizando un método de presión variable (volumen constante) para analizar el
comportamiento de permeabilidad de las muestras a CO 2 , CH 4 , O 2 y H 2 . Los resultados
finales demostraron que las partículas de SiO 2 reducen la movilidad de la cadena de PLLA,
lo que ralentiza el proceso de cristalización, aumenta el módulo de Young, la estabilidad
térmica y la viscosidad, y reduce su permeabilidad a los gases. Sin embargo, la adición de
PEG a los compuestos hizo que su tasa de cristalización aumentara incluso más que la del
PLLA puro (>40 %), aumentando su elongación a la rotura (>26 %) y aumentando la
flexibilidad del polímero. Debido a la mejor dispersión de sílice en la matriz polimérica y al
aumento de la movilidad de la cadena PLLA, la viscosidad del material y la permeabilidad
a los gases (>50 %) mejoran con la adición de PEG.This study investigated the effect of rice husk SiO 2 on the preparation of Poly(L-
lactic acid)/SiO 2 (PLLA/SiO 2 ) and Poly(L-lactic acid)/SiO 2 /Poly(ethylene glycol)
(PLLA/SiO 2 /PEG) composites by the melt extrusion method. SiO 2 was obtained from rice
husk incineration and mixed with PLLA preparation involves the use of various
concentrations (5,10, and 15 wt%). At the same time, PLLA/SiO 2 /PEG composites used
PEG with a molecular weight of 6000 g/mol with various concentrations (0, 3, 5, 10 wt%)
and 10 wt% SiO 2 . The sample morphology was studied by scanning electron microscopy
(SEM) to analyze the surface morphology and miscibility of PEG in PLLA and the
dispersion of SiO 2 in the polymer matrix. A differential scanning calorimetry (DSC) study
was used for non-isothermal and isothermal analysis of all the samples. The composites'
thermal stability was studied using thermogravimetric analysis (TGA). Melt rheology
analysis was used to investigate the viscoelastic behavior of the composites. Mechanical
properties of the composites were evaluated at room temperature using an Instron 5565
universal machine and Blue Hill software. In order to corroborate the results of
crystallization obtained in DSC, X-ray diffraction analysis (XRD) was used. Finally, gas
permeation measurements were carried out using a variable pressure (constant volume)
method to analyze the permeability behavior of samples to CO 2 , CH 4 , O 2 , and H 2 . The final
results demonstrated that SiO 2 particles reduce the chain mobility of PLLA, which slows
the crystallization process, raises Young's modulus, thermal stability, and viscosity, and
decrease its gas permeability. However, adding PEG to the composites caused their
crystallization rate to rise even higher than pure PLLA (>40%), increasing its elongation at
break (>26%) and increasing the polymer's flexibility. Due to improved silica dispersion in
the polymeric matrix and increased PLLA chain mobility, the material's viscosity and gas
permeability (>50%) improve with the addition of PEG.Ingeniero/a en Polímero
State of the art in the use of carbon fibers and their mechanical properties
No full textThe present work is based on the investigation and collection of bibliographic data about
carbon fibers as reinforcing material in composites. Therefore, for its understanding, a compilation of historical, conceptual and investigative data was carried out on these. Where you get to know in depth the origin, obtaining, handling, manufacturing and properties of these materials, in addition to their applications today.
Carbon fibers currently have very useful properties that when combined with different materials provide unique properties to different compounds. Carbon fibers were developed in the nineteenth century for bulbs, since then they have been perfected in their properties and purity. Although its use entails some inconveniences such as production cost or the polluting residues that its manufacture entails, carbon fibers are widely used around the world. At present these are used in very varied industries such as: aeronautics, motor racing, wind energy, and boats among others. The use of carbon fibers as a reinforcing material in the development of new materials contributes to the optimization of resources, technological and scientific development in various fields of society.El presente trabajo se basa en la investigación y recopilación de datos bibliográficos sobre fibras de carbono como material de refuerzo en composites. Por ello, para su comprensión, se realizó una recopilación de datos históricos, conceptuales e investigativos sobre estos. Donde conocer en profundidad el origen, obtención, manipulación, fabricación y propiedades de estos materiales, además de sus aplicaciones en la actualidad.
Las fibras de carbono tienen actualmente propiedades muy útiles que cuando se combinan con diferentes materiales proporcionan propiedades únicas a diferentes compuestos. Las fibras de carbono fueron desarrolladas en el siglo XIX para bombillas, desde entonces se han perfeccionado en sus propiedades y pureza. Aunque su uso conlleva algunos inconvenientes como el coste de producción o los residuos contaminantes que conlleva su fabricación, las fibras de carbono son muy utilizadas en todo el mundo. En la actualidad estos se utilizan en industrias muy variadas como: aeronáutica, automovilismo, energía eólica y embarcaciones entre otras. El uso de fibras de carbono como material de refuerzo en el desarrollo de nuevos materiales contribuye a la optimización de recursos, desarrollo tecnológico y científico en diversos campos de la sociedad.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Modified Chitosan Films with CPH-based additives for Food Packing Applications
No full textLas películas de quitosano diseñadas con la adición de fillers han sido ampliamente estudiadas por su potencial aplicación en numerosos campos. En este proyecto, se prepararon películas de quitosano utilizando aditivos extraídos de la cáscara de la mazorca de cacao (CPH). Como matriz se utilizó quitosano de alto peso molecular y como aditivos funcionales nano cristales de celulosa (CNC), nano celulosa di aldehído (DANC) y extractos fenólicos (PCPH). Estos aditivos se utilizaron para mejorar las propiedades mecánicas y de barrera del quitosano. El enfoque de esta tesis fue la extracción de aditivos CPH para el procesamiento y caracterización de películas para aplicaciones de envasado de alimentos. La celulosa se extrajo mediante tratamiento alcalino combinado con blanqueo e hidrólisis enzimática. Los análisis FTIR y los estudios de difracción de rayos X revelaron que el tratamiento alcalino resultó en la obtención de celulosa de alta cristalinidad, mientras que el enzimático da como resultado la holocelulosa. Los tres aditivos se mezclaron por separado con quitosano como matriz y glicerol como plastificante a diferentes radios para obtener películas homogéneas a excepción de la formulación con DANC. El estudio de microscopía no mostró agregaciones de CNC, pero lo hizo para DANC en una escala micro. El entrecruzamiento se realizó eficientemente en películas DANC formando una base Shiff. Las pruebas mecánicas revelaron una disminución de la resistencia a la tracción del quitosano al agregar un 0,5% de glicerol y aditivos, mostrando un mejor rendimiento al agregar un 3% de CNC. Todas las formulaciones pueden ser bloqueadores UV. Además, las propiedades de barrera mejoraron ligeramente al agregar CNC y DANC, mientras que las películas formuladas con PCPH revelaron la inhibición del crecimiento de moho. Las películas a base de quitosano tienen el potencial de usarse en la industria alimentaria como materiales de bioempaque, con la posibilidad de mejorarse para actuar como empaque inteligente.Chitosan films designed with the addition of fillers have been widely studied for their potential application in numerous fields. In this project, chitosan nanocomposite films were prepared using additives extracted from cocoa pod husk (CPH). High molecular weight chitosan was used as the matrix, and cellulose nanocrystals (CNC), dialdehyde nanocellulose (DANC), and phenolic extracts (PCPH), as the functional additives. These additives were used to improve the chitosan's mechanical and barrier properties. The focus of this thesis was the extraction of CPH-additives for the processing and characterization of films for food packing applications. Cellulose was extracted via alkaline treatment combined with bleaching and enzymatic hydrolysis. FTIR analysis and X-ray diffraction studies revealed alkaline treatment derivatives in high crystalline cellulose, while the enzymatic one results in holocellulose. The three additives were blended separately with chitosan as a matrix and glycerol as a plasticizer at different ratios to obtain homogeneous films except for the DANC formulation. The microscopy study showed no CNC aggregations but did it for DANC on a micro-scale. Crosslinking was efficiently performed on DANC films by forming a Shiff base. Mechanical testing revealed decreased chitosan's tensile strength by adding 0.5% glycerol and additives, showing better performance at the addition of 3% CNC. All formulations can be UV-blockers. Moreover, barrier properties slightly improved by adding CNC and DANC, while PCPH formulated films reveal inhibition of moho growth. Chitosan-based films have the potential to be used in the food industry as bio
packaging materials, with the chance to be improved to act as active packing.Químico/
Functional data analysis: methods and a study case in Ecuador
No full textNowadays, we have seen the growth of all kinds of data, as well as the rise of data sciences. An example of this is Functional Data Analysis (FDA), which gives us a wide range of functions to study, analyze and project the reality of this data. Recently, there has been a great interest in applying FDA in different areas of study in Ecuador. One of these areas is meteorology. The present work has two parts; first, we will use FDA to analyze the annual temperature and precipitation rate through data provided by three meteorological stations in Ecuador: Quito, Inguincho, and San Gabriel between the years 1988 and 2018. In the second part, we will analyze the results of Principal Component Analysis (PCA) applied to functional data or better known as Functional Principal Component Analysis (FPCA), in three different cases with one replication, two replications, and three replications. Because FPCA works with covariance (correlation) matrices, we have observed that the first case is obsolete in the face of this method. For the cases with two to three replications, we have obtained three different ways of explaining the results. Finally, we have seen that it is advisable to apply more variables for future work to appreciate the overall effectiveness of Functional Principal Component Analysis.En la actualidad, hemos visto el crecimiento de todo tipo de datos, así como el auge de las ciencias de los datos. Un ejemplo de ello es el Análisis de Datos Funcionales (FDA), que nos da una amplia gama de funciones para estudiar, analizar y proyectar la realidad de estos datos. Recientemente, ha habido un gran interés por aplicar el FDA en diferentes áreas de estudio en Ecuador. Una de estas áreas es la meteorología. El presente trabajo tiene dos partes; primero, utilizaremos el FDA para analizar el índice de temperatura y precipitación anual a través de los datos proporcionados por tres estaciones meteorológicas del Ecuador: Quito, Inguincho y San Gabriel entre los años 1988 y 2018. En la segunda parte, analizaremos los resultados del Análisis de Componentes Principales (PCA) aplicado a datos funcionales o mas conocido como Análisis Funcional de Componentes Principales (FPCA) en tres casos diferentes con una replicación, dos replicaciones y tres replicaciones. Debido a que el FPCA trabaja con matrices de covarianza (correlación), hemos observado que el primer caso es obsoleto ante este método. Para los casos de dos a tres replicaciones, hemos obteniendo tres formas diferentes de explicar los resultados. Finalmente, hemos visto que es recomendable usar más variables para futuros trabajos para apreciar la eficacia total del Análisis Funcional de Componentes Principales.Matemático/