vol. 13 núm. 1 (2022): vol. 13 núm. 1 (2022): vol 13, núm.1 (2022): enero-junio

El modelo propuesto por Colebrook-White para el cálculo del coeficiente de fricción ha sido aceptado universalmente estableciendo una función trascendental implícita. Esta ecuación determina el coeficiente de fricción para flujos completamente desarrollados, es decir, para flujos turbulentos con un Número de Reynolds superior a 4000. En el presente estudio se desarrolló una Red Neuronal a partir del enfoque del método de Retropropagación de Regularización Bayesiana para estimar el coeficiente de fricción. Se estableció un conjunto de 200,000 datos de entrada (inputs) para la rugosidad relativa (ε/D) y el Número de Reynolds (Re) y 200,000 datos de salida (outputs) para el coeficiente de fricción. La arquitectura neuronal que mejor se desempeñó correspondió a dos capas ocultas con 25 neuronas cada una (2-25-25-1). Se evaluó el rendimiento de la red utilizando el error medio cuadrático, el análisis de regresión y la función de entropía cruzada. El modelo neuronal obtenido presentó un error medio cuadrático de 7.42E-13 y un error relativo igual a 0.0035 % para los datos de entrenamiento. Finalmente, la red de retropropagación de Regularización Bayesiana demostró la capacidad de calcular el coeficiente de fricción para flujos turbulentos con una aproximación de 10E-7 con respecto a la ecuación de Colebrook-White.

Se estudia teóricamente el efecto de la concentración de aluminio sobre la generación del segundo armónico (SHG) en un punto cuántico cilíndrico (CQD), usando el formalismo de la matriz densidad y un procedimiento perturbativo. Los niveles de energía y las funciones de onda de un electrón en el CQD se obtuvieron solucionando la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo en el marco de la aproximación de masa efectiva. Los cálculos numéricos se efectúan para un CQD de AsGa/AsGa1−xAlx. Se encontró que el aumento de la concentración de alumnio produce una disminución de la intensidad de la SHG y un corrimiento al azul en los picos resonantes de la respuesta óptica objeto de estudio.

El desarrollo de nanomateriales cerámicos con propiedades autolimpiantes es un campo de investigación importante ya que pueden ser usados en diferentes sectores como la industria textil, aeroespacial, automotriz y en elementos de protección biomédica. En este contexto, el objetivo del trabajo es analizar e identificar las tendencias mundiales en investigación, nivel de innovación, así como las tecnologías emergentes en el desarrollo de nanopartículas de TiO2/ZnO con propiedades antibacteriales y autolimpiantes; a partir del seguimiento tecnológico de patentes y Trabajos académicos mediante el uso de métodos bibliométricos usando el software de análisis bibliométrico Lens. Se estimaron las etapas de desarrollo tecnológico a través del modelo logístico usando el software Loglet Lab 4 y se calcularon los parámetros de Yoon, tasa de madurez tecnológica (TMR), patentes potenciales por aparecer (EPP), tiempo de vida remanente (ERL), con 4 indicadores definidos: Patentes otorgadas (i1), aplicaciones de patentes (i2), trabajos académicos (i3) y capital humano (i4). La tendencia tecnológica de las patentes para el primer periodo (período I) se enfocaron en el desarrollo de procesos de catálisis, mientras que en el período II en tecnología de fabricación de cosméticos y desinfectantes. En el período III aparece la nanotecnología aplicada en cosméticos y procesos de desinfección, finalmente, en el período IV se observó una tendencia hacia los procesos de desinfección y recubrimientos, así como también la cantidad de aplicaciones de patentes para este período. Japón es el país líder en esta tecnología actualmente y la compañía Gearbox LLC encabeza la lista de mayor cantidad de patentes otorgadas. Esta tecnología de superficies autolimpiantes registró en promedio una tasa de madurez del 51.48%, con lo cual se ubica en una etapa de madurez, siendo una tecnología catalogada en el inicio de su fase como “tecnología líder” con posibilidad de inversión en el desarrollo de   nuevos productos y procesos.

Los modelos jerárquicos Bayesianos son utilizados en la modelación de datos en diferentes áreas en las cuales las estructuras jerárquicas se reflejan a través de efectos aleatorios. La distribución de probabilidad considerada como elección natural para el modelamiento de los efectos aleatorios es la Normal. Como distribución a priori para el parámetro de escala regularmente se utiliza Gamma-inversa (ε,ε) (IG) con valores de ε muy pequeños y esta selección ha tenido críticas, algunos autores comentan que se pueden obtener distribuciones posteriores inestables, lo cual ocasiona que la inferencia no sea robusta. Distri- buciones como half -Cauchy, Beta2 escalada (SBeta2) y Uniforme son consideradas como alternativas por diversos autores para modelar el parámetro de escala. En el presente trabajo de investigación se examinó el comportamiento de las estimaciones de los efectos aleatorios de un modelo jerárquico con un enfoque Bayesiano. Se asumió efectos aleatorios distribuidos t-Student y parámetro de escala distribuidos half - Cauchy, SBeta2 y Uniforme. Se llevó a cabo un estudio de simulación para evaluar el comportamiento del error de estimación de los efectos del modelo. Con base a los resultados obtenidos, y bajo los diferentes escenarios en consideración, fue posible examinar el encogimiento de los parámetros a posteriori del mo- delo y se pudo establecer que en presencia de valores atípicos, esta medida es menor cuando los efectos se modelan con una distribución t de Student comparados con los obtenidos cuando se le asocia a los efectos una distribución Normal bajo las misma distribuciones a priori para el parámetro de escala. 3

Las propiedades físicas de los minerales arcillosos son esenciales en la evaluación de aplicaciones y nuevos usos potenciales de materiales geológicos. Este estudio presenta resultados de análisis óptico, eléctrico, estructural, composicional y morfológico de mineral de arcilla Illita (0.967) / Clorita (0.013) / Hematita (0.02) extraído de la región montañosa de Machado en el municipio de Tarairá, departamento de Vaupés, Colombia. La arcilla extraída fue sometida a tratamientos para separarla de los demás compuestos geológicos antes del proceso de caracterización. La morfología laminar observada permitió realizar un análisis de tamaño de grano que confirmó la extracción de arcilla. Se encontraron partículas con un diámetro de 0,8 a 1,4 mm y dos pseudo-modos de distribución en el histograma de áreas. Se supone que la distribución bimodal se debe a las diferencias entre las edades periódicas de formación de los minerales en la región de extracción. Estructuralmente, encontramos una estructura monoclínica con residuos de estructuras segregadas polimorfas triclínicas y escalenoédricas hexagonales. El análisis XRD se basó en las medidas de EDS, dada la estequiometría de la muestra. Además, se encontró una gran absorción en el rango óptico UV con un intervalo de banda efectivo en la arcilla a 2.852 (8) eV. Las propiedades eléctricas de la arcilla mostraron un fuerte comportamiento aislante no lineal. Las pérdidas eléctricas por polarización de la muestra fueron disminuidas por un calentamiento previo. Finalmente, el análisis completo de las propiedades físicas permitió introducir este material como un aislante económico y eficiente en el tiempo.

Los biomateriales se han constituido como una herramienta fundamental en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, debido a que tratan y en algunos casos logran mimetizar el tejido original. Actualmente se estudian los cementos óseos como biomateriales sustitutos de hueso en diferentes patologías, y se analizan diferentes compuestos con contenido de hidroxiapatita para dotarlos de bioactividad. En el presente estudio se tuvo como objetivo evaluar el carácter bioactivo en muestras de hidroxiapatita obtenida a partir de cáscara de huevo para usarse como posible adición a los cementos óseos. La síntesis de la hidroxiapatita se realizó por el método de precipitación, en la que se usó el óxido de calcio proveniente de las cáscaras de huevo y el ácido fosfórico como fuentes de calcio y fósforo, respectivamente. La caracterización química realizada por medio de espectroscopia Raman y EDS, permitió evidenciar que se logró obtener hidroxiapatita a partir de éste residuo con una relación Ca/P de 2,187. Para el estudio de bioactividad, se sumergieron las muestras en polvo en un fluido biológico simulado durante 14 y 28 días, y con espectroscopia Raman y microscopía SEM-EDS, se caracterizaron las muestras tanto antes como después del tratamiento para determinar su relación Ca/P y comportamiento con el tiempo. Las técnicas de caracterización permitieron determinar que la hidroxiapatita de cáscara de huevo presenta propiedades bioactivas y que además es un material estable al estar en contacto con el fluido biológico simulado, una gran candidata para usarse como adición a los cementos óseos convencionales.

Molybdophosphoric acid/silica-alumina composites are synthesized a through a process described, in which the heteropolyacid was impregnated on different silica-aluminas, obtained by sol-gel. Three different techniques were used to prepare the samples. The catalysts were prepared by incipient wetness impregnation and different thermal treatments were applied. The hybrid systems were characterized by using SBET, DRX, XRD and acidity measurements.  The catalytic activity of these materials was tested in the solvent-free cyclization of 1-(2-hydroxyphenyl)-3-(2-furyl)-1,3-propanedione to 2-(2-furyl)-chromones. The transformation gives very good yields of product, free of secondary products. Environmental benign procedure, and easy catalyst separation, is relevant features of this methodology. In this way the catalyst can be used and reused six cycles without loss of catalytic activity. The most active catalyst was also used in the solvent-free cyclization of 1-(2-hydroxyphenyl)-3-(2-furyl)-2-propen-1-one and the methodology can be extended to the synthesis of other 2-(2-(furyl)-chromones and chromanones. The green context for this new procedure was confirmed by greenmetrics parameters.

En este artículo se determina el comportamiento en el tiempo del campo magnético terrestre en el municipio de Fúquene, Colombia. A partir de la serie histórica de mediciones de campo magnético sobre la superficie de la tierra, proporcionada por el observatorio geomagnético de Fúquene, que contiene el registro histórico de 60 años de mediciones por hora de las componentes del campo magnético terrestre, se realizó un análisis de regresión de las componentes del campo magnético terrestre en función del tiempo. Se utilizaron dos métodos para eliminar los valores atípicos que se complementaban entre sí, el método Z_score y el filtro Hampel. En el período analizado desde 1955 hasta 2015, la intensidad del campo magnético terrestre ha disminuido en un 14 %, con una variación proyectada de más del 25 % para el año 2055. Se calculó la tasa de cambio de intensidad del campo magnético 0.08675 [μT/año] y se comparó con la información reportada por NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica) encontrando una excelente concordancia. Además, se determinó la ocurrencia de tormentas geomagnéticas en los datos, a partir de los gradientes de la componente horizontal del campo magnético durante los principales eventos solares ocurridos en el período de estudio. Según el comportamiento histórico de las componentes del campo magnético terrestre, en el futuro esperamos que continúe la disminución del Campo magnético terrestre, lo que implica una mayor amenaza a los efectos del clima espacial en el país, como la generación de GICs (Corrientes Inducidas Geomagnéticamente) en el sistema eléctrico colombiano.

Se estudian los efectos del bombeo incoherente de excitones sobre una nanoestructura semicondutora con geometría esférica que interactua con luz monocromática. Se consideraron los procesos disipativos pér- dida por emisión espontánea y pérdida de fase coherente mediante el formalismo de sistemas cuánticos abiertos, usando una ecuación maestra con términos de Lindblad, donde también se incluye el bombeo incoherente. Se usó la técnica de la expansión perturbativa sobre el operador densidad aplicado sobre el operador de polarización. Se obtuvo una expresión de la susceptibilidad óptica lineal en una nanoestruc- tura que incluye el bombeo incoherente. Además se encontró que el bombeo incoherente de excitones no afecta la separación energética de los niveles del sistema cuántico.

Los datos con censura a intervalo son comunes en varias áreas del conocimiento, tales como: epidemiolo- gía, finanzas, demografía, medicina, entre otras. Ocurren cuando el evento de interés, el tiempo de falla, no se observa exactamente, sino que se encuentra dentro de algún intervalo del tiempo de observación. Con frecuencia en esta situación se realiza una imputación de los datos que no se conocen exactamente. Algunos de los métodos de imputación múltiple propuestos en la literatura son el algoritmo PMDA (Poor Man’s Data Augmentation) y el algoritmo ANDA (Asymptotic Normal Data Augmentation), los cuales per- miten estimar los parámetros del modelo de riesgos proporcionales de Cox utilizando métodos clásicos de estimación. También existen métodos alternativos para realizar estas estimaciones, como el algoritmo ICM (Iterative Convex Minorant) y un enfoque Bayesiano, que no realizan imputación de los datos con censura a intervalo. En este trabajo se realizó una comparación vía simulación del desempeño de los estimadores de los pa- rámetros del modelo de Cox producidos por cada uno de los métodos anteriormente mencionados. Los resultados evidenciaron que en términos generales los métodos ICM y el enfoque Bayesiano presentan va- lores de probabilidad de cobertura más altos y errores cuadráticos medios más bajos, además al aumentar el tamaño de la muestra estos valores mejoran notablemente comparados con los métodos PMDA y ANDA. En estos últimos no se evidenciaron diferencias considerables entre los resultados. Finalmente, se realizó una aplicación con datos reales asociados a un estudio de mastitis en ganado lechero.

En este trabajo se analizó el modelo dinámico del motor síncrono, el cual tiene una estructura típica de los sistemas tipo Lienard. Para ello se utilizó la teoría de los sistemas dinámicos, en especial la bifurcación de Hopf. El objetivo es aplicar este tipo de bifurcación al modelo descrito para mostrar las variaciones en los puntos de equilibrio del sistema tomando como parámetro variable la tensión de la barra a la que está conectado. Las condiciones que debe cumplir la tensión de la barra infinita a la que está conectada la red para que tenga estabilidad asintótica o espiral. Entonces se puede demostrar que cuando la tensión de la barra presenta variaciones, los puntos de equilibrio cambian su dinámica de estabilidad asintótica a estabilidad espiral.