Análisis de distribución de tensiones asociada a la utilización de implantes ortopédicos de materiales superelásticos en el tratamiento de deficiencias óseas.

Durante el desarrollo de un niño pueden ocurrir diversas anomalías y distorsiones en el crecimiento de los huesos que resultan en distintos problemas. Independientemente de las razones por las que ocurren, si son detectadas y tratadas con tiempo sus secuelas pueden ser minimizadas o eliminadas. Este trabajo continúa el proyecto integrador de ingeniería mecánica del ingeniero Matías Korten. En ese trabajo se realizaron ensayos termomecánicos a alambres de NiTi para caracterizar las fuerzas desarrolladas y la influencia de diferentes parámetros geométricos y físicos en las mismas. El Dr. J. Groiso propone la fabricación de un dispositivo pseudoelástico y biocompatible de NiTi para corregir deformaciones angulares en huesos. En este trabajo, se buscó caracterizar nuevamente el material NiTi, validar los resultados obtenidos en ese trabajo y diseñar un dispositivo que permita la caracterización del material de forma más confiable. Se desarrolló un modelo computacional de un hueso en 3D que permite obtener el campo de tensiones sobre la placa de crecimiento al aplicar una fuerza superficial sobre los tornillos. Se analizaron los resultados con distintas formas de aplicación de la fuerza, la zona afectada por la prótesis al cambiar la posición de los tornillos y se hizo un análisis de sensibilidad en el rango (según bibliografía) del módulo de elasticidad de la placa de crecimiento. Se concluye que la aplicación de un dispositivo de NiTi puede generar las tensiones necesarias para impulsar el crecimiento del hueso en la dirección correcta.

Desarrollo de un dispositivo de liberación para la industria aeroespacial basado en una aleación con memoria de forma de NiTi.

Los dispositivos liberadores son utilizados en los satélites para desplegar los paneles solares, antenas y otros apéndices en las etapas iniciales de su puesta en órbita. En la actualidad, muchos de estos dispositivos tienen actuadores activados con cargas pirotécnicas. Esto trae algunas desventajas: niveles de shock elevados sobre los componentes cercanos, no son reutilizables y no son seguros de manipular. Por ello, es que desde hace unos años se están realizando importantes esfuerzos para desarrollar dispositivos no-pirotécnicos. En este trabajo se realiza el desarrollo de un dispositivo liberador que utiliza como actuador un cilindro tubular de una Aleación de Memoria de Forma (SMA, del inglés Shape Memory Alloys) de NiTi. Las SMAs tienen la posibilidad de deformarse por debajo de determinada temperatura y luego al calentarse, recuperar su forma original. Al restringir mecánicamente la trayectoria de recuperación, la aleación genera un esfuerzo mecánico. En el presente trabajo se caracteriza esta aleación, recurriendo a diversos tratamientos térmicos para obtener las propiedades deseadas. La liberación del conjunto se produce cuando el elemento de unión entre las piezas, el cual consiste en un bulón con una entalla circunferencial, se fractura debido al estiramiento de un actuador de NiTi previamente comprimido. Dada la importancia del bulón, se estudiaron diversos materiales para el mismo. Además se analizó el efecto de la geometría de la entalla y la profundidad de la misma. Finalmente, se realizaron pruebas de integración entre el actuador de SMA, el bulón y otros elementos auxiliares. Se pudo probar el funcionamiento del conjunto con éxito.

Diseño de una turbina experimental de vapor de baja potencia.

Este trabajo se enfoca en el diseño de una turbina de vapor de carácter experimental para simular, en un laboratorio de transferencia térmica, la dinámica propia de una turbina de mayor tamaño en el circuito secundario de un ciclo de potencia. La máquina diseñada produciría 185 kW de potencia en el eje a 9.000 RPM con un rendimiento interno del 88 %, tomando en la entrada 0,4 kg/s de vapor saturado a 40 bar y descargando a una presión de 1,5 bar. Se desarrolló la teoría de turbomáquinas necesaria para realizar los cálculos fuidodinámicos y se propuso un método de diseño apropiado para el alcance del trabajo. Se decidió que la turbina sería de tres etapas, dos Curtis y una de impulso, y se realizaron los cálculos correspondientes. Una vez que el diseño fluidodinámico estaba definido, se procedió a dimensionar los distintos elementos mecánicos, con el alcance correspondiente a ingeniería conceptual y básica. Se realizaron detalladamente los cálculos propios del dimensionado del rotor (eje y discos), rodamientos, carcasa, válvula de seguridad de presión y asociados. Además se presentó el diseño conceptual de los elementos restantes, sistema de control y otros auxiliares. Finalmente, se realizaron los modelos en software 3D de todas las piezas y se produjeron los planos correspondientes.

Evaluación de la integridad estructural de tubos de generadores de vapor con defectos volumétricos debidos al fretting.

Los Generadores de vapor (GVs) en una central nuclear están conformados por un manojo de tubos que actúan como una barrera entre el sistema primario contaminado y el secundario. A través de los tubos de GVs (TGVs) se desarrolla el intercambio de calor que produce el vapor que después accionará las turbinas de la central. Estos componentes están sometidos a unas condiciones térmicas, químicas y mecánicas bastante severas, que pueden provocar la aparición de defectos geométricos y volumétricos comprometiendo su integridad estructural. Es por esta razón que el mantenimiento de los GVs es importante para la operación económica y segura de las centrales nucleares. Uno de los principales mecanismos de desgaste de los tubos de GVs es el fenómeno conocido como fretting. El mismo provoca el adelgazamiento de las paredes de los TGVs debido a pequeños movimientos relativos entre superficies en contacto. Dado el caso particular de los GVs del reactor CAREM-25 en los que el circuito primario se encuentra del lado externo de los tubos que lo constituyen, la ocurrencia de este mecanismo de daño podría comprometer la integridad de los mismos haciéndolos más susceptibles al daño por colapso. El presente trabajo constituye una continuación del Proyecto integrador finalizado en el 2015 por Pablo Lazo en el que se evaluó la influencia de efectos de ovalización en el colapso de los tubos de los GVs. Se evalúa ahora la influencia de defectos volumétricos debido a fretting. Esto se realizó a través de modelos numéricos que estiman la presión de colapso en los tubos con y sin defecto. Los resultados de los modelos se compararon con resultados de expresiones analíticas obtenidas por otros autores, valores experimentales propios y otros valores de referencia. A partir del análisis de los resultados se derivaron algunas conclusiones que ayudan a entender el comportamiento de los tubos de GVs con defectos debido a mecanismo de daño por fretting. Además se desarrollaron expresiones matemáticas que ayudan a definir las dimensiones de los defectos que comprometen la integridad estructural de los TGVs en el caso del reactor CAREM-25.

Dominios magnéticos y respuesta dinámica en aleaciones ferromagnéticas de FePt .

El resumen se encuentra en un archivo pdf.

DINÂMICA DA REGENERAÇÃO NATURAL NO SUB-BOSQUE DE Pinus caribaea Morelet. var. caribaea NA RESERVA BIOLÓGICA DE SALTINHO, TAMANDARÉ - PE

O estudo da estrutura e dinâmica da regeneração natural em sub-bosque de plantios com espécies exóticas, como as do gênero Pinus , possibilita dar informações para manejo, conservação e reestabelecimento das espécies nativas de uma comunidade vegetal. O objetivo deste trabalho foi identificar e quantificar a dinâmica da regeneração natural das espécies arbustivo-arbóreas ocorrentes no sub-bosque do povoamento de Pinus caribaea , na Rebio de Saltinho, em Pernambuco. Foram medidas as espécies regenerantes de 10 parcelas permanentes, de 1 x 50 m, e incluídos os indivíduos com circunferência na base a 30 cm do solo (CAB 0,30m) ≤ 15 cm e altura superior a um metro. A altura foi classificada em: Classe 1, indivíduos arbustivoarbóreos, com altura 1 ≤ H ≤ 2; Classe 2 com altura 2 < H ≤ 3; e Classe 3, com altura > 3 m e CAP ≤ 15 cm. Calcularam-se os parâmetros fitossociológicos, a dinâmica da regeneração e os índices de Shannon (H’) e a equabilidade (J’) por Pielou. Protium heptaphyllum teve maior número de indivíduos e valor de importância (VI), e Miconia prasina a melhor frequência nos dois levantamentos. Quanto ao índice H’ de 3,32 nats.ind-1 (2007) passou a 3,07 nats.ind-1 (2012), e a equabilidade de J’ de 0,85 a 0,62, havendo decréscimo tanto para a diversidade, quanto para a distribuição. O levantamento de 2012 registrou aumento de 12,5% do número de indivíduos, e os regenerantes de 2007 tiveram 48,31% de mortalidade. Com relação ao número de indivíduos e área basal, os percentuais de ganhos foram superiores ao das perdas. Conclui-se que a sucessão ecológica da regeneração do sub-bosque do povoamento estudado, encontra-se em modificação positiva, e o povoamento de Pinus caribaea, não está impedindo o surgimento de novos indivíduos e espécies.

An hr-adaptive discontinuous Galerkin method for advection-diffusion problems

We propose an adaptive mesh refinement strategy based on exploiting a combination of a pre-processing mesh re-distribution algorithm employing a harmonic mapping technique, and standard (isotropic) mesh subdivision for discontinuous Galerkin approximations of advection-diffusion problems. Numerical experiments indicate that the resulting adaptive strategy can efficiently reduce the computed discretization error by clustering the nodes in the computational mesh where the analytical solution undergoes rapid variation.

School Development in Urbanizing Areas

Good schools are essential for building thriving urban areas. They are important for preparing the future human resource and directly contribute to social and economic development of a place. They not only act as magnets for prospective residents, but also are necessary for retaining current population. As public infrastructure, schools mirror their neighborhood. “Their location, design and physical condition are important determinants of neighborhood quality, regional growth and change, and quality of life.”2 They impact housing development and utility requirements among many things. Hence, planning for schools along with other infrastructure in an area is essential. Schools are very challenging to plan, especially in urbanizing areas with changing demographic dynamics, where the development market and housing development can shift drastically a number of times. In such places projecting the future school enrollments is very difficult and in case of large population influx, school development can be unable to catch up with population growth which results in overcrowding. Typical is the case of Arlington County VA. In the past two decades the County has changed dramatically from a collection of bedroom communities in Washington DC Metro Region to a thriving urban area. Its metro accessible urban corridors are among most desired locations for development in the region. However, converting single family neighborhoods into high density areas has put a lot of pressure on its school facilities and has resulted in overcrowded schools. Its public school enrollment has grown by 19% from 2009 to 2014.3 While the percentage of population under 5 years age has increased in last 10 years, those in the 5-19 age group have decreased4. Hence, there is more pressure on the elementary school facilities than others in the County. Design-wise, elementary schools, due to their size, can be imagined as a community component. There are a number of strategies that can be used to develop elementary school in urbanizing areas as a part of the neighborhood. Experimenting with space planning and building on partnership and mixed-use opportunities can help produce better designs for new schools in future. This thesis is an attempt to develop elementary school models for urbanizing areas of Arlington County. The school models will be designed keeping in mind the shifting nature of population and resulting student enrollments in these areas. They will also aim to be efficient and sustainable, and lead to the next generation design for elementary school education. The overall purpose of the project is to address barriers to elementary school development in urbanizing areas through creative design and planning strategies. To test above mentioned ideas, the Joint-Use School typology of housing +school design has been identified for elementary school development in urbanizing areas in this thesis project. The development is based on the Arlington Public School’s Program guidelines (catering to 600 students). The site selected for this project is Clarendon West (part of Red Top Cab Properties) in Clarendon, Arlington County VA.

STUDENTS’ PERCEPTIONS OF TEACHER INSTRUMENTAL SUPPORT AS A PREDICTOR OF MOTIVATION IN READING AND MATH AND ACHIEVEMENT FROM SECOND THROUGH TWELFTH GRADE

In this study, relations among students’ perceptions of instrumental help/support from their teachers and their reading and math ability beliefs, subjective task values, and academic grades, were explored from elementary through high school. These relations were examined in an overall sample of 1,062 students from the Childhood and Beyond (CAB) study dataset, a cohort-sequential study that followed students from elementary to high school and beyond. Multi-group structural equation model (SEM) analyses were used to explore these relations in adjacent grade pairs (e.g., second grade to third grade) in elementary school and from middle school through high school separately for males and females. In addition, multi-group latent growth curve (LGC) analyses were used to explore the associations among change in the variables of interest from middle school through high school separately for males and females. The results showed that students’ perceptions of instrumental help from teachers significantly positively predicted: (a) students’ math ability beliefs and reading and math task values in elementary school within the same grade for both girls and boys, and (b) students’ reading and math ability beliefs, reading and math task values, and GPA in middle and high school within the same grade for both girls and boys. Overall, students’ perceptions of instrumental help from teachers more consistently predicted ability beliefs and task values in the academic domain of math than in the academic domain of reading. Although there were some statistically significant differences in the models for girls and boys, the direction and strength of the relations in the models were generally similar for both girls and boys. The implications for these findings and suggestions for future research are discussed.

Objetivos de aprendizaje en videos de la facultad de ingeniería, Universidad Autónoma de Campeche.

Las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC‘s) forman parte de la vida de la mayoría de las personas. Hoy en día, el uso de estas tecnologías en los ambientes educativos está siendo demandado debido al impacto. Debido a lo anterior, se han desarrollado diversas plataformas que promueven el aprendizaje en redes y que funcionan como repositorios de contenido académico con el aval de prestigiosas universidades que son accesibles en línea fomentando la vinculación y el intercambio de conocimiento. Una de las herramientas más usadas en las plataformas son los Objetos de Aprendizaje(OA) que por su naturaleza basada en la programación orientada a objetos resultan una estrategia efectiva para lograr objetivos educativos, presentando información independiente que contribuye a un objetivo con mayor jerarquía agrupándose o reutilizándose en diversos contextos. Sin embargo, se suele encontrar OA que carecen de una estructura pedagógica, debido a que los docentes no emplean una metodología que los oriente en el proceso. El reto de muchos profesores es plasmar su conocimiento en plataformas que faciliten la distribución, sean atractivas y confiables; así contribuir a la red de conocimiento y al mismo tiempo fortalecer los materiales didácticos de sus programas educativos. El presente trabajo genera una metodología que guía al docente en la creación de objetos de aprendizajes en video de calidad accesibles en línea. Se propone una metodología de desarrollo que basada el trabajo colaborativo donde interviene un docente experto en contenido, un diseñador instruccional y un desarrollador tecnológico.

Desempenho de novilhos suplementados no periodo seco com mistura multipla a base de leucena no semi-arido brasileiro.

O estudo objetivou avaliar uma mistura multipla composta de feno de folhas de leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.), raspa de mandioca e uma mistura mineral, como suplemento para novilhos azebuados, no periodo seco. A mistura foi comparada com duas outras alternativas de suplementacao: a mistura sal-ureia e a silagem de leucena. Os animais dos tres grupos pastejaram, conjuntamente, em capim buffel (Cenchrus ciliaris, L.). Ao final dos 84 dias do periodo experimental, o incremento em peso vivo nos animais submetidos a mistura multipla (22,1 kg/cab) nao diferiu (P>0,05) do observado nos animais suplementados com silagem de leucena (17,7 kg/cab), mas correspondeu (P<0,05) a quase cinco vezes o observado nos animais submetidos a mistura sal-ureia (4,6 kg/cab).

Impacto del Programa de Alimentación Escolar en el Trabajo Infantil: Una aproximación desde la toma de decisiones familiares

Esta investigación analiza el impacto del Programa de Alimentación Escolar en el trabajo infantil en Colombia a través de varias técnicas de evaluación de impacto que incluyen emparejamiento simple, emparejamiento genético y emparejamiento con reducción de sesgo. En particular, se encuentra que este programa disminuye la probabilidad de que los escolares trabajen alrededor de un 4%. Además, se explora que el trabajo infantil se reduce gracias a que el programa aumenta la seguridad alimentaria, lo que consecuentemente cambia las decisiones de los hogares y anula la carga laboral en los infantes. Son numerosos los avances en primera infancia llevados a cabo por el Estado, sin embargo, estos resultados sirven de base para construir un marco conceptual en el que se deben rescatar y promover las políticas públicas alimentarias en toda la edad escolar.