Determinación de las condiciones de vitrificación del sistema de BaO-TiO₂-Nb₅, con adiciones de AI₂O₃ y B₂O₃, para la generación de precursores dieléctricos

Propósito y Método de estudio: Este estudio se ha basado en la determinación de las condiciones de vitrificación del sistema óxido: BaO-TiO2-Nb2O5 con adiciones de Al2O3 y -B2O3. Este método representa una alternativa para la obtención de fases cristalinas de titanato de niobio, que presenten propiedad dieléctrica, ya que estas fases cristalinas contribuyen al desarrollo vitrocerámico dieléctrico dentro de la industria de la electrónica. Para la caracterización del vidrio y la posterior caracterización del vitrocerámico se utilizaron las técnicas de DRX, ATD y espectroscopia de impedancia, cuyos datos obtenidos se utilizaron para obtener un vidrio estable y someterlo a un tratamiento térmico adecuado para la producción y el control de la cristalización del vitrocerámico, así como también para determinar las fases cristalinas presentes. Conclusiones y contribuciones: Se obtuvieron vidrios estables en el rango de composición (en% peso) 50BaO-25Nb2O3-25TiO2 con adiciones del 5, 10, 15 y 20% en peso de B2O3, mediante un tratamiento térmico a 1450°C por 2 horas para producir un material homogéneo, dado que se obtuvieron vidrio estables solo con la adición de B2O3 se optó por omitir el Al2O3. Posteriormente, se realizaron tratamientos térmicos a los vidrios estables, para inducir su cristalización controlada. Las propiedades dieléctricas de los vitrocerámicos producidos fueron medidas por espectroscopia de impedancia.

Síntesis, caracterización, propiedades eléctricas y electroquímicas de Na₃V₂-xAlx(PO₄)2F₃ (x=0,0.02, 0.05, 0.1) como cátodos para su aplicación en baterías de ion-litio

Propósito y Método del Estudio: La demanda de baterías recargables ha aumentado de manera significativa cada año durante la última década impulsada por las necesidades vinculadas con el desarrollo tecnológico (portabilidad, alto desempeño de dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos). La batería ión-litio es el dispositivo de mayor consumo, está diseñado para el almacenamiento y conversión de energía eléctrica basado en electrodos de intercalación. En la actualidad los esfuerzos están dirigidos a la mejora y/o remplazo de los componentes actuales de las baterías: ánodo, cátodo (LiCoO2) y electrolito, por materiales que tengan más altos rendimientos en términos de energía, potencia, costo, confiabilidad, tiempo de vida y seguridad. En este trabajo de investigación se prepararon y caracterizaron cuatro compuestos Na3V2-xAlx(PO4)2F3 (x= 0, 0.02, 0.05, 0.1) como materiales catódicos para baterías ión-litio. Estos materiales se obtuvieron mediante el método Pechini. La caracterización morfológica y microestructural se llevó a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), el análisis textural por Fisisorción de N2 por la técnica BET; la composición química y cristalográfica se determinó por Espectroscopia de Emisión de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES), Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos X (EDXS) y Difracción de Rayos X (XRD), mientras que por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) se realizó la caracterización eléctrica; por último la aplicación de los materiales como cátodos en baterías ión-litio se evaluó mediante pruebas Galvanostáticas de carga/descarga. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las condiciones de síntesis para los materiales Na3V2-xAlx(PO4)2F3 x= 0, 0.02, 0.05 y 0.1 vía método Pechini. El dopaje de la fase Na3V2-xAlx(PO4)2F3 se llevó a cabo con éxito hasta x=0.1 moles de aluminio, dado que se conservó la estructura cristalina tetragonal del Na3V2(PO4)2F3 (JCPDS 01-089-8485). Los materiales obtenidos tienen una microestructura formada por partículas de forma granular de tamaño nanométrico (40-100nm), esto se atribuye al efecto del carbono residual en la muestra (en promedio 8% en peso) ya que inhibe el crecimiento de partícula, además que permite mejorar el contacto entre las partículas lo que beneficia a la conductividad electrónica del material. Los materiales obtenidos tienen en promedio un tamaño de poro de 20 nm, con un área superficial del orden 30 m2/g. La fase con 0.05 moles de aluminio presentó el mejor resultado bajo las condiciones de estudio. Conjuga dos de las características básicas de una batería, presenta una alta capacidad de carga/descarga (123/101 mAh/g a un voltaje de celda de 4.4 V vs Li) y una buena capacidad de retención (82%), en comparación al material sin dopar (128/63 mAh/g y 49% de retención). Por lo anterior, el dopaje de la fase Na3V2(PO4)2F3 con Al, logró la estabilización de la estructura frente a los procesos de ciclado. Por lo cual es un material prometedor para su aplicación como cátodos en baterías ión-litio o ión-sodio.

Determinación de metales pesados y evaluación de la biotransferencia de especies inorgánicas de arsénico en leche bovina cruda

Propósito y método de estudio: En el presente estudio se evaluó el factor de biotransferencia (FBT) de arsénico (As) inorgánico en leche bovina cruda a través de agua de consumo en zonas contaminadas con este metaloide en México. Las muestras de leche y agua fueron colectadas en municipios de Durango, San Luis Potosí y Zacatecas zonas lugares donde se lleva a cabo la minería y con antecedente de contaminación por As. Para el análisis de As total fue empleado el método de digestión acida asistido por microondas (EPA 3052). La extracción de especies inorgánicas de As fue asistida por microondas empleando H3PO4 0.3 M a 90 °C durante 30 min, para su posterior separación en una resina de intercambio aniónico fuerte (SAX). La determinación de As total y de especies de arsénico se llevó a cabo por Espectrometría de Masas con Fuente de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-MS). Adicionalmente en las muestras leche previamente digeridas se analizó el contenido total de Pb, Cd, Cu, Zn y Fe por ICP-MS con la finalidad de evaluar el grado de contaminación por estos metales y establecer una correlación con la concentración de As en leche y el posible origen de la contaminación. Contribuciones y conclusiones La concentración de As total en el agua de la mayoría de las zonas de estudio superó el límite permisible para agua de consumo según la norma oficial NOM-127-SSA1-1994-2000 (25 μg/L). En cuanto a las muestras de leche, las concentraciones de As se encontraron entre el límite de detección y 472.80 μg/kg, siendo los estados de Durango y San Luis Potosí los que presentaron las concentraciones mayores. Las concentraciones de los otros metales analizados en leche mostraron que el promedio de Pb en leche en Zacatecas y San Luis Potosí, superó el límite permisible de acuerdo a la Comisión Europea. Así mismo para el caso del Cd la concentración media en el estado de San Luis Potosí superó los niveles ya reportados. Las zonas de San Luis Potosí, Durango y Zacatecas presentaron niveles altos de metales esenciales (Zn, Cu y Fe). Además se encontró que para los metales analizados (Pb, Cd, Cu, Zn y Fe) se presentó una correlación positiva estadísticamente significativa (p < 0.05) con As en leche, lo cual sugiere una fuente de contaminación común la minera que se realiza en los sitios de estudio. En cuanto a la concentración de especies de As inorgánico en leche, las concentraciones para la especie de As (V) fueron mayores (79.60-242.20 μg/kg) que las de As (III) (31.00-96.81 μg/kg); dado que la especie de As (V) presenta un menor grado de toxicidad podría indicar menor riesgo para la población que ingiere este alimento. Por último, se determinó el FBT de especies de As inorgánicas a través del agua de consumo, obteniéndose valores superiores a los ya reportados para As total (2.6 x 10-6 a 6 x 10-4); sin embargo, no se encontró una correlación significativa entre As en leche y arsénico en agua (p ˃0.05), lo cual sugiere que el agua no es la única vía de exposición de este metaloide. Para una posterior evaluación del factor de biotransferencia se sugiere el analizar el contenido de As en alimento y el suelo donde habita el organismo e incorporar estas fuentes de contaminación al modelo del FBT.

Un modelo para la obtención del PIB trimestral de las entidades federativas de la República Mexicana: aplicación del método de Chow-Lin

La ciencia económica ha tratado de encontrar herramientas que permitan pronosticar variables relevantes tales como producción, inversión, consumo, etc. con la mayor precisión posible; es decir, se ha buscado anticipar el comportamiento de aquellas variables que tienen relevancia para la toma de decisiones de los agentes económicos (empresas, gobierno y hogares). Pensar en realizar un pronóstico del Producto Interno Bruto en nuestro país implica un alto grado de dificultad, pues depende de variables macroeconómicas internas y externas, y más complicado aún si se intenta estimar un modelo del PIB a nivel de entidades federativas.

Componentes actitudinales que impactan en el rendimiento académico de matemáticas en alumnos de cuarto semestre de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL

Esta investigación tiene como propósito determinar cuáles son los componentes de las actitudes que impactan en un mayor rendimiento académico en las matemáticas, se trabajó con los alumnos de cuarto semestre de las carreras de Ingeniero en Aeronáutica (IAE) e Ingeniero en Materiales (IMT) de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la UANL. El instrumento elegido para medir las actitudes de los alumnos fue un cuestionario de veinticinco ítems en formato tipo escala Likert, diseñado por Elena Auzmendi (1991) el cual está integrado por cinco dimensiones (utilidad, ansiedad, confianza, agrado y motivación). Para estimar el rendimiento académico de los alumnos en matemáticas se elaboró una prueba con preguntas o problemas con formato de opción múltiple en áreas de Cálculo Diferencial e Integral, Ecuaciones Diferenciales y Álgebra. Además de realizar un análisis de frecuencias, los componentes fueron analizados bajo un modelo de regresión lineal múltiple para el cual se verificaron cada uno de los supuestos básicos con que debe contar toda regresión utilizando el paquete estadístico STATA. Las variables que resultaron ser significativas en el presente estudio fueron las relacionadas al componente emocional o afectivo de las actitudes de los estudiantes, dichas variables son la ansiedad y el agrado, lo que nos hace reflexionar y buscar propuestas para atender estas dos dimensiones qué tanto impacto tienen en el rendimiento académico del estudiantado.

Foto-oxidación de bisfenol A bajo la acción de luz visible: el monitoreo de oxígeno disuelto como evidencia de la degradación

Propósito y Método del Estudio: El semiconductor más utilizado para su uso en fotocatálisis es el TiO2 debido a sus características como bajo costo, inocuidad y eficiencia fotocatalítica; alguno de los inconvenientes del uso de este material es su capacidad de activarse con radiación UV. En el presente trabajo se modificó al catalizador TiO2 con N a través del método de síntesis coloidal con el propósito de hacerlo fotoactivo bajo radiación visible; se sintetizaron catalizadores modificados a diferentes cantidades teóricas de nitrógeno, los cuales se caracterizaron morfológica y estructuralmente; posteriormente se evaluó la actividad fotocatalítica, bajo radiación visible con una solución de Bisfenol A realizando el seguimiento de la degradación fotocatalítica mediante espectroscopia UV-Vis y cromatografía de líquidos de alta resolución acoplado a espectrometría de masas (HPLC-MS). Contribuciones y Conclusiones: los resultados confirmaron que la incorporación de Nitrógeno al TiO2 provoca cambios en la cristalinidad, morfología y área superficial, así como en su actividad con radiación visible. La evolución fotocatalitica demostró que el catalizador modificado con 5% fue el que presento mayor eficiencia en la degradación de Bisfenol A.

Inferencia de parámetros en líneas celulares de cáncer

Objetivos y método de estudio: En el presente trabajo se muestra la comparación de métodos formulados para dar solución a la inferencia de parámetros en redes de regulación genética artificiales. Este proyecto es motivado por un caso práctico en una red genética proveniente de líneas celulares de cáncer reales al que desea extenderse. Dentro de este estudio se incluyen evaluaciones empíricas donde se compara el desempeño de cada una de las metodologías presentadas tomando diversas muestras de datos mediante los modelos creados. El propósito de esta tesis es contrastar distintas metodologías desarrolladas para la inferencia de parámetros de redes genéticas artificiales. Esto con el fin de proporcionar evidencia sobre cu´al es m´as apropiada emplear, basándose en criterios de eficiencia y errores de muestra. Contribuciones y conclusiones: La contribución fundamental del presente trabajo radica en realizar un análisis de las metodologías creadas para inferir parámetros teniendo en cuenta la limitación de pocos datos atribuida a las escasas observaciones con las que se cuentan en experimentos en casos reales.

Diseño de sistema de navegación y guiado para un vehículo aéreo

Objetivos y método de estudio: Estimar la posición de un Mini Vehículo Aéreo por medio de datos multisensor. Contribuciones y conclusiones: Se ha presentado el diseño de una plataforma aerodinámica y la estimación de la posición en tiempo real para un vehículo aéreo, el cual puede navegar de manera estable.

Análisis numérico de la morfología del ala para su uso en fumigación aérea

La aplicación aérea o fumigación aérea es una rama de la aeronáutica la cual nació en los inicios de la aeronáutica, para ayudar a combatir de manera rápida las enfermedades y plagas que aquejan a los cultivos, esto gracias a la velocidades de operación y tiempos de respuesta que son muchísimo mejores que otros métodos de aplicación agrícola. Pero esta gran ventaja, también es un problema para los pequeños productores agrícolas, dado que para que sea posible realizar una correcta aplicación es necesario una superficie de 25 hectáreas y en casos especiales cuando menos de 10 hectáreas, dejando así a los pequeños productores y ejidatarios sin este tipo de servicios. Dado a esto se buscó una manera para bajar las velocidades de operación de las aeronaves, para que puedan realizar una correcta aplicación en áreas de producción pequeñas, esto dado que desde mediados del siglo pasado las mejoras que se han realizado a estas aeronaves son las aéreas de navegación, potencia y aspersión, dejando casi sin mayores cambios a las estructuras y la aeronomía de la aeronave. Este trabajo se enfoca en la utilización de cambio de formas en la aeronave, denominadas morfología aérea, para mejorar la aerodinámica de la aeronave, buscando en un futuro la implementación de estos sistemas mediante el uso de materiales y estructuras inteligentes. Para lo cual se realizan distintos análisis numéricos tanto a nivel bidimensional para seleccionar el perfil aerodinámico a el cual sería necesario realizar el cambio de forma desde el perfil aerodinámico base con el cual cuenta la aeronave, como a nivel tridimensional para seleccionar la configuración que nos dé una menor velocidad de operación sin sacrificar la sustentación y la carga útil de la aeronave. Después de realizar una búsqueda entre 81 perfiles aerodinámicos y de 4 casos de forma a lo largo de la envergadura, se encuentra que es factible disminuir la velocidad de operación de la aeronave sin sacrificar capacidad alguna a la aeronave, pero la magnitud de la disminución dependerá en gran medida del perfil aerodinámico seleccionado dado que este dará en primera instancia el porcentaje de disminución ideal, el cual será menor debido a la forma con la que se lleva a cabo la morfología en el ala.

Síntesis y caracterización de películas delgadas del sistema CuₓSnᵧSz

Recientemente, debido al alto consumo energético, la investigación de nuevos materiales semiconductores de bajo costo y no tóxicos para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos ha sido de gran interés. En el presente proyecto se sintetizaron y caracterizaron películas delgadas de Cu2SnS3 y Cu4SnS4, obtenidas mediante la combinación de las técnicas de depósito por baño químico y evaporación térmica. Se obtuvieron películas delgadas de SnS de estructura ortorrómbica de 350 nm de espesor mediante baño químico como películas precursoras. Se depositaron capas de Cu (30, 50, 75 y 150nm) mediante evaporación térmica. Calentando las muestras de SnS con capas de Cu evaporado en presencia de azufre elemental (sulfurización) a 400 oC (10 oC/min) se promovió la formación de las fases ternarias Cu2SnS3 y Cu4SnS4. Los resultados de difracción de rayos-X indicaron que para el caso de las muestras con poca cantidad de Cu (30 nm), la fase binaria secundaria (SnS2) se forma junto con la fase ternaria Cu2SnS3-cúbica. Con 75nm de Cu (400 oC) solamente la fase ternaria Cu2SnS3-tetragonal está presente, y con 150 nm de Cu (400 ̊C) la fase secundaria se forma (Cu7S5). Al incrementar la temperatura de sulfurización a 450 ̊C para la condición de 150 nm de Cu, se obtiene la formación de la fase ternaria Cu4SnS4-ortorrómbica. Las propiedades ópticas para la fase Cu2SnS3-tetragonal con un espesor de 480 nm indicaron que esta presenta una transición óptica directa con brecha de energía en el rango 0.96 eV. La fase Cu4SnS4-ortorrómbica con un espesor de 760 nm, presentó una transición óptica indirecta con una brecha de energía alrededor de 0.5 eV. Además, ambas fases presentaron coeficientes de absorción óptica superiores a 104 cm-1 en el rango visible (1.6 - 3.3 eV). Las muestras no presentaron fotorrespuesta. La fase Cu2SnS3-tetragonal, mostró una conductividad eléctrica a temperatura ambiente de 17 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad de huecos de 3.62 cm2/V s y una concentración de huecos de 1019 cm-3, mientras que para la fase Cu4SnS4-ortorrómbico, la conductividad fue de 11 Ω-1 cm-1 (tipo-p), con una movilidad y concentración de huecos de 3.75 cm2/V s y 1019 cm-3, respectivamente.