Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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Low-cost system for wrist rehabilitation and treatment
No full textIn Ecuador there are no companies or firms related to the assembly and programming of systems oriented to physical rehabilitation. And at least in the public sectors there are no engineering departments oriented to this or that have stood out nationally and focused on wrist rehabilitation. From this, the need arises to provide accessible and low cost tools for physical therapists that are open source and allow them to adapt to their needs and aims to facilitate patient involvement. This is why a system based on inertial sensors was developed, whose data is taken by a system based on the Python programming language for its later processing and analysis. This Python-based system contains the graphic interface, as well as a three-dimensional visualization system based on the development of the Serious Games. The developed system can be used to evaluate the basic type of wrist movement performed, as well as a tool to store patient in formation in a data base to facilitate the task of the physiotherapist. This provides a low cost tool (± 30) and easy to use and customize. In future Works the system Will be implemented with other types of sensors of greater accuracy and being a system built from basic electronic instruments other types of sensors can be added to improve the treatments, as well as for its use in telerehabilitation.En el Ecuador no existen empresas o firmas relacionadas con el montaje y programación de sistemas orientados a la rehabilitación física. Y al menos en el sector público no hay departamentos de ingeniería orientados a esto o que se hayan destacado a nivel nacional y enfocados a la rehabilitación de la muñeca. De ahí la necesidad de proveer herramientas accesibles y de bajo costo para los fisioterapeutas que sean de código abierto y que les permitan adaptarse a sus necesidades y objetivos para facilitar el involucramiento y participación del paciente. Para ello se desarrolló un sistema basado en sensores inerciales, cuyos datos son tomados por un sistema basado en el lenguaje de programación Python para su posterior procesamiento y analisis. Este sistema basado en Python contiene la interfaz gráfica, así como un sistema de visualización tridimensional basado en el desarrollo de los Juegos Serios. El sistema desarrollado puede utilizarse para evaluar el tipo básico de movimiento de muñeca realizado, así como una herramienta para almacenar la información del paciente en una base de datos para facilitar la tarea del fisioterapeuta. Esto proporciona una herramienta de bajo costo (± 30) y fácil de usar y personalizar. En futuros trabajos el sistema se implementaría con otros tipos de sensores de mayor precisión y al ser un sistema construido a partir de instrumentos electrónicos básicos se pueden añadir otros tipos de sensores para mejorar los tratamientos, así como para su uso en telerehabilitación.Ingeniero/a Biomédico/
Expression and purification of Lassa virus cap-snatching endonuclease
No full textLassa fever is an acute multisystemic viral disease characterized by high mortality. This disease is caused by the Lassa virus (LASV), belonging to the order of the Bunyavirales. The World Health Organization classifies it as one of the eight priority diseases for research and development.
Structural studies of the proteins involved in the infectious cycle of different viruses have opened a new world of therapeutic opportunities. Among these, new broad-spectrum antiviral strategies have been developed. Members of the Bunyavirales taxonomic order are characterized by a segmented single-stranded RNA genome with negative or ambisense polarity. Each segment is encapsulated by multiple nucleoproteins (NP) and bound to an RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), also known as L-protein. So far, an endonuclease domain has been discovered in the N-terminal region of several bunyaviral L-proteins involved in viral genome transcription.
In this study, we optimized the purification conditions of the LASV L protein endonuclease domain for its later use in structural studies. The purification was performed using a two-step approach, an affinity chromatography followed by a final size exclusion. Two tags were compared for affinity chromatography, an MBP and a GST -tag, with the latter showing the most promising results. To optimize the purification, a thermal stability assay was carried out. It was determined that the best solvent conditions for purification are HEPES buffer at pH 7.5, 1 M NaCl, and 5 mM MnSO4. A final pure sample was obtained with a 3.9 mg/ml concentration.La fiebre de Lassa es una enfermedad vírica multisistémica aguda caracterizada por una alta mortalidad. Esta enfermedad es causada por el virus Lassa (LASV), perteneciente al orden de los Bunyavirales y está catalogada por la Organización Mundial de la Salud como una de las ocho enfermedades prioritarias para la investigación y el desarrollo.
Los estudios estructurales de las proteínas que participan en el ciclo infeccioso de diferentes virus, han abierto un nuevo mundo de oportunidades terapéuticas. Entre estas, nuevas estrategias antivirales de amplio espectro. Los miembros del orden taxonómico Bunyavirales se caracterizan por presentar genomas segmentados de una sola hebra de ARN con polaridad negativa o ambisentido. Cada segmento está encapsulado por múltiples nucleoproteínas (NP) y unido a una ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp), también conocida como proteína L. Hasta ahora, se ha descubierto un dominio de endonucleasa en la región N-terminal de varias proteínas L de Bunyavirales que participan en la transcripción del genoma viral.
En este estudio se optimizó las condiciones de purificación del dominio endonuclease de la proteína L de LASV para su posterior uso en estudios estructurales. La purificación se realizó usando un enfoque de dos pasos, una cromatografía de afinidad seguida de una exclusión molecular. Se compararon dos marcadores diferentes para la cromatografía de afinidad, un marcador MBP y uno GST, mostrando el último los resultados más prometedores. Con el fin de optimizar la purificación, se realizó un proceso de ensayo de estabilidad térmica y se determinó que las mejores condiciones de solvente para la purificación es tampón HEPES a pH 7,5 una concentración de sal de NaCl 1 M y MnSO4 5 mM. Se obtuvo una muestra final pura con una concentración de 3,9 mg/ml.Biólogo/
A kernel-based strategy to design Convolutional Neural Network Architecture for learning spatial and temporal representation of weather variables
No full textEven though there exists no universal definition for extreme precipitation events, they can
be referred to the period of time in which empirical rainfall thresholds are abruptly exceeded.
Therefore, their timely forecasting is of great interest for decision makers from
many fields, such as: urban planning entities, water researchers, and in general, climate
related institutions. In this work, a data-driven approach is performed to analyze, nowcast,
and classify extreme precipitation events through the study of hydroclimate features over
the time of two climatological stations. Since the analysis of precipitation-events-related
time series involves complex patterns, input data requires undergoing pre-processing steps,
data preparation and analysis techniques. In this sense, feature selection and feature engineering
methods are employed in order to achieve a high performance at the data classification
and regression stage. Specifically, correlation analysis, principal component analysis
(PCA) and regressional Relief-F (RR) are considered as an exploratory analysis of the
variables. Subsequently, a classification is performed by a support-vector-machine-based
(SVM) classifier and a regression algorithm is suited by a convolutional neural network
(CNN).
Results reflect that a reduced dataset obtained by non-standardized RR discriminates
better than PCA, but not as good as the standardized all-variables dataset. The correlation
analysis indicates common patters between the two climatological stations. Finally, the
regression algorithm shows the capability of the CNN mixed with deep learning algorithms
such as long-short term memory and 1-D, 2-D convolutions to learn the spatio-temporal
representation of data by means of kernels, providing a forecast of extreme precipitation
events with promising nowcasting results.Aunque no existe una definición universal para los eventos de precipitación extrema, puede
referirse como el período de tiempo en el que se supera abruptamente umbrales empíricos
de precipitación. Por lo tanto, su pronóstico oportuno es de gran interés para los tomadores
de decisiones de muchos campos, como: entidades de planificación urbana, investigadores
del agua y en general, instituciones relacionadas con el clima. En este trabajo, se realiza
un enfoque basado en datos para analizar, pronosticar y clasificar eventos de precipitación
extrema a través del estudio de variables hidroclimáticas a lo largo del tiempo de dos estaciones
climatológicas. Dado que el análisis de series de tiempo relacionadas con eventos de
precipitación implica patrones complejos, los datos de entrada requieren pasar por etapas
de pre-procesamiento, preparaci´on de datos y técnicas de análisis. En este sentido, se emplean
métodos de selección de características e ingeniería de características para lograr un
alto rendimiento en la etapa de clasificación y regresión de datos. Específicamente, análisis
de correlación, análisis de componentes principales (PCA) y relief -F de regresión (RR)
se consideran un análisis exploratorio de variables. Posteriormente, un clasificador basado
en máquina de vectores de soporte (SVM) realiza una clasificación y una red neuronal
convolucional (CNN) ajusta un algoritmo de regresión.
Los resultados reflejan que el conjunto de datos reducido obtenido por RR no estandarizado
discrimina mejor que el PCA pero no tan bien como el conjunto de datos
estandarizado con todas las variables. El análisis de correlación indica patrones comunes
entre las dos estaciones climatológicas. Finalmente, el algoritmo de regresión muestra la
capacidad de la CNN combinada con algoritmos de aprendizaje profundo como long-short
term memory y convoluciones 1-D, 2-D para aprender la representación espacio-temporal
de datos mediante filtros, proporcionando un pronóstico de eventos de precipitación extrema.
con resultados prometedores de pronóstico inmediato.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Structural characterization and electrochemical properties of natural carbon fibers decorated with nanoparticles
No full textThe development of environmentally friendly energy and storage devices is of great importance nowadays.
Among these, the development of Carbon fibers (CFs) based on biomass precursors is of particular interest due to the low-cost of production and the applications that can be granted to them due to the addition of nanoparticles that can affect their structural and electrochemical properties. This work is focused on CFs generated from renewable resources. Carbon materials have been studied for different applications due to their excellent electrical conductivity, high surface area, and electrochemical properties. Thus, biomass-based CFs have been reported as one of the most promising materials for being used as electrodes and energy-storage devices. Incorporating heteroatoms into the carbon framework is an efficient approach for enhancing the electrochemical properties. CFs have a great potential for improving their capacitive properties by providing extra pseudo-capacitance and enhancing the surface
wettability and carbons’ electronic conductivity. Currently, biomass-based CFs electrodes have been reported to have an excellent capacitive response when treating them with KOH and ZnCl2 as pore formers by the pyrolysis process, for being applied as electrical double-layer capacitors, as well as, electrodes fabricated from N-doped carbon fiber aerogel. Looking for more economical resources to fabricate these devices based on natural waste, the present work proposes the structural and electrochemical characterization of natural banana fibers waste. The natural banana fibers were pyrolyzed and subsequently doped with Au, Ag, CeO2, CoFe2O4 and Au/Fe3O4 nanoparticles. The materials were characterized by FTIR, XPS, SEM, and cyclic voltammetry. Overall, the present study presents a new opportunity for low-cost, natural, and new materials for electrodes and capacitor applications.El desarrollo de dispositivos de almacenamiento y energía respetuosos con el medio ambiente es de gran importancia en la actualidad. Entre estos, el desarrollo de fibras de Carbono (FC) a base de precursores de biomasa es de especial interés por el bajo costo de producción y las aplicaciones que se les pueden otorgar debido a la adición de nanopartículas que pueden afectar sus propiedades estructurales y electroquímicas. Este trabajo se centra en las fibras de carbono generadas a partir de recursos renovables. Los materiales de carbono han sido estudiados para diferentes aplicaciones debido a su excelente conductividad eléctrica, alta superficie y propiedades electroquímicas. Por lo tanto, se ha informado que los CF basados en biomasa son uno de los materiales más prometedores para su uso como electrodos y dispositivos de almacenamiento de energía. La incorporación de heteroátomos en la estructura del carbono es un enfoque eficaz para mejorar las propiedades electroquímicas. Las FC tienen un gran potencial para mejorar sus propiedades capacitivas al proporcionar una pseudocapacidad adicional y mejorar la superficie. humectabilidad y conductividad electrónica de los carbones. Actualmente, se ha reportado que los electrodos de FC basados en biomasa tienen una excelente respuesta capacitiva al tratarlos con KOH y ZnCl2 como formadores de poros por el proceso de pirólisis, para ser aplicados como capacitores eléctricos de doble capa, así como electrodos fabricados con N- aerogel de fibra de carbono dopado. Buscando recursos más económicos para fabricar estos dispositivos basados en residuos naturales, el presente El trabajo propone la caracterización estructural y electroquímica de los residuos de fibras naturales de banano. Las fibras naturales de banano fueron pirolizadas y posteriormente dopadas con nanopartículas de Au, Ag, CeO2, CoFe2O4 y Au / Fe3O4. Los materiales se caracterizaron por FTIR, XPS, SEM y voltamperometría cíclica. En general, el presente estudio presenta una nueva oportunidad para materiales nuevos, naturales y de bajo costo para aplicaciones de electrodos y capacitores.Físic
Earthquakes prediction using artificial intelligence
No full textThroughout time, Earthquakes have been an important issue to human beings because this phenomenon has caused thousands of deaths, destroying buildings, and enormous economic losses through history. On the other hand, computational science has a powerful study area called artificial intelligence (AI) which allows to make predictions of time series events, by using techniques such as deep learning, machine learning, classification, and clustering. The main goal of this thesis is to study and develop good computational tools to predict earthquakes or their related events with a reasonable precision. It is well known that earthquake prediction is a difficult task, this study improves previous results by incorporating new tools like deep learning and artificial intelligence. The used data was obtained from The Geophysical Institute in Quito, at the Escuela Politécnica Nacional (IGEPN), and it comprises digital information about Ecuador earthquakes phenomena compiled during several years. For data processing purposes, machine learning techniques based on Support Vector Machine (SVM) and Principal Component Analysis (PCA) where used. This allow to reduce the dimensionality of the data to be fed in an artificial neural network (ANN) which comprises an autoencoder with data reconstructing capacities. The found results show that it could be possible to obtain reasonable prediction for dangerous earthquakes related events, thus contributing with an AI tool to the planning of preventive measures that minimize earthquakes effects in Ecuador.A través del tiempo, los terremotos son y serán un fenómeno natural de fatales consecuencias para los seres humanos, debido a que estos causan cientos de miles de muertes, destrucción de edificaciones y enormes pérdidas económicas. Por otro parte, la ciencia computacional crece a pasos gigantes en el área de estudio llamada inteligencia artificial (AI), esta ciencia permite realizar predicciones de eventos de series de tiempo mediante el uso de técnicas como aprendizaje profundo, aprendizaje automático, clasificación, agrupación de datos, etc. El objetivo principal de esta tesis es desarrollar procedimientos con herramientas computacionales para predecir la magnitud de los terremotos con un grado de precisión razonable, se conoce que predecir terremotos es una tarea difícil pero este estudio pretende hacer y mejorar los resultados de investigaciones anteriores al combinar herramientas de AI. Por otro lado, los datos utilizados en este trabajo para la predicción de sismos fueron proporcionados por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica del Ecuador (IGEPN); estos datos comprenden información digital sobre los fenómenos sísmicos del Ecuador recopilados durante el periodo comprendido entre el año 1901 y el año 2020. Para procesar estos datos se utilizaron técnicas de aprendizaje automático basadas en Maquinas de soporte de vectores (SVM) y análisis de componentes principales (PCA), estas técnicas permiten reducir la dimensionalidad de los datos para posteriormente alimentar una red neuronal artificial (ANN) que esta´ diseñada con la técnica de autocodificador, el cual es capaz de auto reproducir los datos de la capa de entrada en la capa de salida. Finalmente, Los resultados de este trabajo muestran que podría ser posible obtener una predicción razonable de fenómenos naturales altamente peligrosos relacionados con los terremotos. Es de esperar que los resultados obtenidos en este estudio sean utilizados en la construcción de medidas preventivas para minimizar los terribles efectos de los sismos de gran magnitud en Ecuador.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació
Catalyst dependency for the growth of carbon nanotubes
No full textThe synthesis of carbon nanotubes has become more common in the last years due to the high importance of their properties for many different areas in science and engineering. Improved techniques with defined parameters have been studied to obtain high-quality carbon nanotubes. However, the most interesting studies on the Single-walled carbon nanotubes are related to their outstanding electronic and optical properties. In this work, as far as we know, we are the first ones in Ecuador to fabricate single-walled carbon nanotubes. Raman Spectroscopy was our main characterization method used as a guide to define the quality and type of nanotubes finding as an optimal temperature at range between 775◦C to 800◦C. X-Ray Diffraction and X-Ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the catalyst surface composition and to understand their relationship during the process related withing the carbon nanotubes type and morphology. The best catalyst ratio was 2.1% and 1.3% Fe and Co respectively in atomic percentages that represent the best composition for high yield. Scanning electron microscopy was used to explore the amount of material and morphology. In the range of 0,87 nm - 1.32 nm, carbon nanotubes were found in the final sample based on its Raman resonance for the radial breathing mode region. The purification process was tried on its first stage, preparing the way for future studies.La síntesis de nanotubos de carbono se ha vuelto más común en los últimos años debido al alta importancia de sus propiedades para muchas áreas diferentes de la ciencia y la ingeniería. Se han estudiado técnicas mejoradas con parámetros definidos para obtener nanotubos de carbono de alta calidad. Sin embargo, los estudios más interesantes sobre los nanotubos de carbono de pared simple están relacionados con sus excelentes propiedades ópticas y electrónicas. En este trabajo, hasta donde sabemos, somos los primeros en Ecuador para fabricar nanotubos de carbono de pared simple. La espectroscopia Raman fue nuestro método de caracterización principal utilizado como guía para definir la calidad y el tipo de nanotubos, encontrando una temperatura de síntesis óptima en un rango entre 775°C y 800°C. Difracción de rayos X y espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X, fueron utilizadas para caracterizar la composición de la superficie del catalizador y para comprender su relación durante el proceso relacionado con el tipo de nanotubos de carbono y morfología. La mejor relación de catalizador fue 2,1% y 1,3% Fe y Co respectivamente en porcentajes atómicos que representan la mejor composición para un alto rendimiento. Se utilizó microscopía electrónica de barrido para explorar la cantidad de material y morfología. En el rango de 0,87 nm-1,32 nm se encontraron nanotubos de carbono en la muestra final basándose en su resonancia Raman para la región del modo de respiración radial. El proceso de purificación se probó en su primera etapa, preparando el camino para futuros estudios.Ingeniero en Nanotecnologí
Small organic molecules and conducting polymers as hole extracting layers in organic photovoltaic devices
No full textGlobal energy demand is increasing; thus, emerging renewable energy sources, like solar cells, are fundamental to mitigate fossil fuels consumption negative effect. Organic solar cells (OSCs), which polymers or organic molecules compose photoactive layer, have some advantages such as fast and low-cost production, solution process, low energy payback time, light weight and less adverse environmental impact. Improvements in OSCs efficiency and stability are fundamental. In this way, the use of hole transport layers (HTLs) based on organic materials is explored because its high impact on OSCs' power conversion efficiency and stability and suitable for roll-to-roll production. This work presents a state-of-the-art review of the research about conducting polymers and small organic molecules used as HTL in OSCs, highlighting the improvements in device photovoltaic parameters and OSCs' stability. This review considers high-impact scientific publications from 2016 to 2020. OSCs' stability.La demanda mundial de energía está aumentando, por lo que son fundamentales las fuentes de energía renovables emergentes, como las celdas solares, que mitigan el efecto negativo del consumo de combustibles fósiles. Las celdas solares orgánicas (OSCs, por sus siglas en inglés), cuya capa fotoactiva está compuesta por polímeros o moléculas orgánicas, tienen algunas ventajas como la rapidez y el bajo costo de producción, el procesamiento en solución, el bajo tiempo de recuperación de la energía, la ligereza y un menor impacto medioambiental adverso. La mejora de la eficiencia y la estabilidad de las OSCs son fundamentales. En este sentido, se ha explorado el uso de la capa de transporte de agujeros (HTL, por sus siglas en inglés) basada en materiales orgánicos por su alto impacto en la eficiencia de conversión de energía y la estabilidad de las OSCs y por ser adecuada para la producción masiva (e.g., tecnología rollo a rollo). Este trabajo presenta una revisión del estado del arte de la investigación sobre polímeros conductores, sus compósitos y pequeñas moléculas orgánicas utilizadas como HTLs en las OSCs, destacando las mejoras en los parámetros fotovoltaicos y la estabilidad de los OSCs. Esta revisión bibliográfica considera las publicaciones científicas más relevantes realizadas desde 2016 hasta 2020.Químico/
Adding value to avocado oil industry wastes: textile wastewater treatment filters made up of activated carbon
No full textThe present work has been focused on using organic solid waste produced by the avocado oil industry (processed seeds) to study the effectiveness of removing the methylene-blue dye and giving valuation to these wastes as the raw material of a low cost and eco-friendly adsorbent.
The activated carbon production methodology from avocado seeds was done through a previous chemical activation using a concentration of 20% and 85% v/v of phosphoric acid, followed by a pyrolytic treatment of 600 °C for 3 hours. About 20 grams of each of the different seed samples (non-starch, dehydrated and starchy) were used to obtain 12 activated carbons under different activation and neutralization conditions. The processed seed samples and activated carbons were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy using Attenuated Total Reflectance (FTIR ATR), while for adsorption tests, Ultraviolet-Visible (UV-Vis) spectroscopy was used to monitor adsorption kinetics. The adsorption tests were carried out in batch experiments at room temperature, adding 50 mg of the adsorbent with a stirring of 150 rpm for 2 hours. Concentrations of 100, 200, 300, 400, and 500 mg/L of methylene blue dye were used for batch experiments.
The SEM results showed obtaining a porous material, while the adsorption tests confirmed the effectiveness of this material for the removal of the methylene blue dye. Under the different parameters of activated carbon production, and together with the results of the adsorption tests, it can be seen that the neutralized activated carbon samples present higher percentages of dye removal. On the other hand, the avocado seeds as adsorbents showed percentages of dye removal, being that the non-starchy avocado seed was the one that obtained the highest performance. All neutralized activated carbons had dye removal percentages greater than 90% for all dye concentrations studied after two hours of stirring. The activated carbon obtained from the starchy seed activated to 85% phosphoric acid and neutralized, removed more than 90% of the dye in 15 minutes of stirring for all concentrations, making it the best-activated carbon. It is determined that obtaining a highly effective adsorbent in removing the methylene blue dye was successful, so the precursor material (processed seeds) can be valued as raw material for getting adsorbents.El presente trabajo se ha enfocado en la utilización de los residuos sólidos orgánicos producidos por la industria del aceite del aguacate (semillas procesadas) para estudiar la efectividad en la remoción del tinte azul de metileno y así dar una valorización a estos desperdicios como materia prima de un adsorbente de bajo costo y eco amigable.
La metodología de producción de carbón activado a partir de las semillas de aguacate fue a través de una activación química previa empleando una concentración de 20% y 85% v/v de ácido fosfórico, seguido de un tratamiento pirolítico de 600 °C por 3 horas. Se emplearon alrededor de 20 gramos de cada una de las diferentes muestras de semillas (sin almidón, deshidratadas y almidonadas) para la obtención de 12 carbones activados bajo diferentes condiciones de activación y neutralización. Las muestras de semillas procesadas y los carbones activados se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier mediante reflectancia total atenuada (FTIR ATR), mientras que para las pruebas de adsorción se empleó espectroscopia Ultravioleta-Visible (UV-Vis) para el seguimiento de la cinética de adsorción. Las pruebas de adsorción se realización en experimentos batch a temperatura ambiente agregando 50 mg del adsorbente con una agitación de 150 rpm por 2 horas. Se emplearon concentraciones de 100, 200, 300, 400 y 500 mg/L del tinte azul de metileno para los experimentos batch.
Los resultados de SEM mostraron la obtención de un material poroso, mientras que las pruebas de adsorción confirmaron la efectividad de este material para la remoción del tinte de azul de metileno. Bajo los diferentes parámetros de producción del carbón activado, y conjuntamente con los resultados de las pruebas de adsorción, se aprecia que las muestras de carbón activado neutralizadas presentan mayores porcentajes de remoción del tinte. Por su lado, las semillas de aguacate como adsorbentes mostraron porcentajes de remoción de tinte no tan relevantes, siendo que la semilla de aguacate sin almidón fue la que obtuvo el más alto rendimiento. Todos los carbones activados neutralizados tuvieron porcentajes de remoción de tinte superiores al 90 % para todas las concentraciones de tinte estudiadas tras las dos horas de agitación. El carbón activado obtenido de semilla almidonada, activado al 85% de ácido fosfórico y neutralizado removió más del 90% del tinte en 15 minutos de agitación para todas las concentraciones, lo cual le convierte en el mejor carbón activado. Se determina que la obtención de un adsorbente altamente eficaz en la remoción del tinte azul de metileno fue exitosa, con lo cual el material precursor (semillas procesadas) pueden ser valorizadas como materia prima para la obtención de adsorbentes.Petroquímico/
Spatial analysis of a critical slope instability area through multitemporal UAV photogrammetry
No full textRecent years have seen a rapid worldwide rise in the vulnerability to natural hazards that affect humans. Inadequate government regulations and ineffective implementation of territorial planning policies result in frequent construction of buildings in marginal and high-risk areas to natural hazards. One of these wrong decisions is the expansion of semi-urban settlements in areas susceptible to slope failure. In the present study, geomatic approaches to assess volumetric and topography changes over time were implemented in an area of critical slope instability at the northwest outskirts of the city of Urcuquí, Ecuador. The methodology applied allowed recording spatial changes in the soil surface topography over an area of approximately 0.171 km2 over a period of ~6 months (October 2020 to March 2021). The main equipment used to acquire the data was a DJI Inspire 2 unmanned aerial vehicle. From the aerial photogrammetry data processed with Structure from Motion software Pix4D Mapper dense point clouds at high resolution (0.5 to 4 cm/pixel) were generated, which were our data base for the development of the study. Our results from spatial analysis show that the slope undergoes a continuous change during the period of study. Results of the C2M and M3C2 comparisons in Cloud Compare software show critical regions of constant movement and slope failure in the two sides of the Pinchinguela ravine in which the study was developed. However, it is not possible to reach the resolution of millimeters which was obtained to describe the 3D vectors motion obtained from ground control points data by traditional topographic surveys with Trimble Total Station S5. Even though the identified slope instability area showed specific sections of slope failure and displacements, it can result in a catastrophic event if the Municipal Autonomous Decentralized Government of San Miguel of Urcuquí does not apply any kind of planning and territorial measurements to mitigate this hazard. Finally, the methodology of this study can be used to risk detection of any type of mass movements as well as land use planning in semi-urban settlements in Ecuador and the rest of the world.En los últimos años se ha observado un incremento sustancial a nivel mundial de la vulnerabilidad ante los desastres naturales que afectan a los seres humanos. Las inadecuadas regulaciones gubernamentales y la ineficaz implementación de políticas de planificación territorial han dado por resultado una frecuente construcción de edificaciones en áreas marginales y de alto riesgo frente amenazas naturales. Una de estas decisiones equivocadas es la expansión de asentamientos semiurbanos en áreas susceptibles a deslizamientos de ladera. En el presente estudio, se implementó un enfoque geomático para evaluar cambios volumétricos y topográficos a lo largo del tiempo en un área que presenta inestabilidad en sus taludes, localizada en las afueras del noroeste de la ciudad de Urcuquí, Ecuador. La metodología aplicada permitió registrar cambios espaciales en la topografía de la superficie del suelo en un área de aproximadamente 0.171 km2 durante un período de ~6 meses (Octubre 2020 a Marzo 2021). El principal equipo utilizado para adquirir los datos fue un vehículo aéreo no tripulado, DJI Inspire 2. A partir de la fotogrametría aérea procesada con el SfM software Pix4D Mapper se generaron nubes de puntos densas de alta resolución (0,5 a 4 cm / píxel), las cuales fueron la información base para el desarrollo del estudio. Los resultados del análisis espacial muestran que la pendiente presenta un cambio continuo durante el período de estudio. Los resultados de las comparaciones usando los algoritmos C2M y M3C2 en el software Cloud Compare muestran regiones críticas de movimiento constante y fallas de pendiente en los dos lados de la quebrada Pinchinguela. Sin embargo, no es posible alcanzar la resolución milimétrica que se obtuvo para describir el movimiento de los vectores 3D, obtenidos a partir de los datos de los puntos de control terrestre mediante levantamientos topográficos tradicionales con la estación total Trimble S5. Si bien el área de taludes identificada identificado mostro áreas específicas de fallas y desplazamientos, puede resultar en un evento catastrófico si el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de San Miguel de Urcuquí no implementa ningún tipo de planificación y restricciones territoriales para mitigar este peligro. Finalmente, la metodología de este estudio se puede utilizar como método de detección de riesgos de deslizamientos de tierra y planificación del uso del suelo en asentamientos semiurbanos en Ecuador y el resto del mundo.Geólogo/
MicroRNAs in body fluids: the role and importance in the development and diagnosis of diseases
No full textAccording to biology's central dogma, DNA transcript into RNA, and then RNA is translated into proteins. However, non-coding RNAs (ncRNAs) are RNAs produced from transcription but do not encode proteins. ncRNAs have been shown in recent years to represent the majority of the human genome, performing functions in gene regulation. MiRNAs are 22-nucleotide short non-coding RNAs that regulate various processes such as differentiation, proliferation, apoptosis, hematopoiesis, and even tumorigenesis. The biogenesis of miRNA is conducted by RNase III enzymes, Drosha and Dicer, directed towards target mRNA to induce mRNA degradation and translation suppression. Still, in some cases, the miRNA is responsible for activating translation or regulating transcription, depending on the miRNA's interaction and affinity.
On the other hand, some miRNAs are secreted into the extracellular medium via microvesicles to bind to their target cell and interfere with the activation or inhibition of biological processes. Circulating miRNAs, like intracellular miRNAs, participate in various physiological functions, including abnormal or pathological processes such as cancer involvement. This review explains the canonical and non-canonical miRNA generation pathways, interaction with target molecules, and mechanism of action. Also, evidence is being gathered on the transport of miRNAs secretion to extracellular fluids, its mechanism of interaction with its target cell, and its role as a tool for diagnosing and predicting diseases, in other words, their potential as biomarkers. We focus on the miRNAs found in body fluids such as saliva, urine, blood, and especially in breast milk and its relationship to breast cancer prognosis.De acuerdo al dogma central de biología, el ADN se transcribe en ARN y luego el ARN se traduce en proteínas. Sin embargo, los ARN no codificantes (ncRNA) son ARN producidos a partir de la transcripción, pero no codifican proteínas. En los últimos años se ha demostrado que los ncRNAs representan la mayor parte del genoma humano, desempeñando funciones en la regulación genética. Los miARNs son ARN cortos no codificantes de 22 nucleótidos que regulan varios procesos como diferenciación, proliferación, apoptosis, hematopoyesis e incluso tumorigénesis. La biogénesis del miARN es conducida por las enzimas RNasa III, Drosha y Dicer, dirigidas hacia el ARNm diana para inducir la degradación del ARNm y la supresión de la traducción. Aun así, en algunos casos, el miARN es responsable de activar la traducción o regular la transcripción, dependiendo de la interacción y afinidad del miARN.
Por otro lado, algunos miARNs se secretan en el medio extracelular a través de microvesículas para unirse a sus ARNm diana e intervenir en la activación o inhibición de procesos biologicos. Los miARNs circulantes, como los miARNs intracelulares, participan en diversas funciones fisiológicas, incluidos procesos anormales o patológicos como su implicación en el cáncer. Esta revisión explica las vías canónicas y no canónicas de la generación de miARNs, la interacción con las moléculas diana y el mecanismo de acción. Asimismo, se está recopilando evidencia sobre el transporte de la secreción de miARN a los fluidos extracelulares, su mecanismo de interacción con su célula diana y su papel como herramienta para el diagnóstico y la predicción de enfermedades, es decir, su potencial como biomarcadores. Nos centramos en los miARNs que se encuentran en los fluidos corporales como la saliva, la orina, la sangre y especialmente en la leche materna y su relación con el pronóstico del cáncer de mama.Ingeniero/a Biomédico/