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Recent Submissions
Synthesis and characterization of electrospun CuO nanofibers and the influence of calcination temperature
(Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay, 2025-07) Osorio Sampedro, Nathaly Lisbeth; Almache Hernández, Rosa Estefanía
Este trabajo se centra en la fabricación y caracterización de fibras nanoestructuradas de óxido de cobre (CuO) sintetizadas mediante electrohilado, utilizando polivinilpirrolidona (PVP) y acetato de cobre como precursores. Se optimizaron los parámetros del proceso del electrohilado (voltaje: 6kV, caudal: 1mL/h) para obtener fibras homogéneas. Posteriormente, las fibras fueron sometidas a un proceso de recocido a diferentes temperaturas de calcinación (400, 500, 600 y 700 °C) con el objetivo de evaluar sus transformaciones de fase y evolución morfológica. El análisis termogravimétrico (TGA) reveló que el PVP se desintegró total-mente a 450 °C, en cambio, a 500 °C se produjo una estabilización en la estructura de las fibras. La formación de CuO se confirmó a 400 °C mediante la espectroscopía Raman, con picos vibratorios característicos en 285 cm−1, 600 cm−1 y 635 cm−1. Además, las intensidades de estos picos se incrementaron a medida que las temperaturas se elevaban. En contraste, la difracción de rayos X (DRX) mostró un incremento en la cristalinidad y pureza de fase a los 600 °C, presentando picos vinculados a la estructura monoclínica del CuO en los planos (002), (111) y (200). Por otro lado, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) mostró que los grupos funcionales del polímero se eliminaron totalmente después de la calcinación, corroborando la pureza del material. El análisis de fuerza atómica (AFM) evidenció una disminución considerable en el diámetro de las fibras a causa de la evaporación del PVP, con un diámetro horizontal aproximado de 1560 nm a 600 °C. Asimismo, el estudio de microscopía de fluorescencia mostró que la microestructura de las fibras de CuO mostró una forma de película porosa, con una visibilidad única bajo un filtro azul. Estos resultados sugieren que 600 °C es la temperatura de calcinación óptima para obtener nanofibras de CuO con una estructura estable y bien cristalizada. En conclusión, estas fibras basadas en nanoestructuras representan una opción prometedora para aplicaciones en sensores y dispositivos electrónicos.
Synthesis and characterization of chitosan-alginate based biocomposites for water treatment
(Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay, 2025-05) Baque Arteaga, Dayanna Michaelle; Chacón Torres, Julio César
La contaminación del agua sigue siendo un problema crítico, en particular en las regiones de ingresos bajos y medios, donde el acceso al agua potable es limitado. Los métodos tradicionales de tratamiento del agua no eliminan todos los microorganismos capaces de causar enfermedades relacionadas con el agua. Por lo tanto, ha surgido la necesidad de desarrollar métodos asequibles y sostenibles para abordar este problema. Este estudio investiga la síntesis y caracterización de biocompuestos de quitosano-alginato derivados de algas endémicas para la eliminación de E. coli de las fuentes de agua contaminadas. La síntesis se llevó a cabo utilizando un método de entrecruzamiento con glutaraldehído para mejorar la estabilidad estructural del material. La caracterización se centró en el análisis de grupos funcionales, estructura molecular y vibraciones de los biocompuestos mediante la aplicación de técnicas como FTIR, Raman y SEM. Los experimentos de filtración se realizaron utilizando columnas que contenían las perlas de biocompuesto, con o sin carbón activado o arcilla. Los ensayos microbiológicos consistieron en pruebas de contaminación y filtración, que evalúan la eficacia de los filtros biocompuestos para retener E. coli de medios líquidos a través del recuento de unidades formadoras de colonias. Los resultados demostraron el desempeño superior de los biocompositos de quitosano-alginato en la captura y retención de células de E. coli en comparación con el carbón activado y la arcilla. Finalmente, se concluye que los biocompositos sintetizados actúan como filtros efectivos con la potencial aplicación de eliminar E. coli en sistemas de agua potable para consumo humano.
A review of some fair allocation algorithms for indivisible items
(Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay, 2025-06) Chipantasig Chipantashi, Jefferson Javier; Camacho, Franklin José; Fonseca Delgado, Rigoberto Salomón
Este trabajo revisa algunos algoritmos justos y eficientes en el problema de asignación de elementos indivisibles en la instancia aditiva general y la instancia aditiva g-binary en los casos de bienes, tareas y mezclas de bienes y tareas. En primer lugar, se estudia el estado del arte para comprender los conceptos básicos, avances y limitaciones del problema. Luego, se examinan las nociones de justicia y eficiencia, así como algunas versiones más débiles. Después, en la instancia aditiva general, se analiza el comportamiento de los algoritmos Round Robin, Double Round Robin, MUW solution y MNW solution con el fin de identificar las propiedades que se cumplen en los casos de bienes, tareas y mezclas de bienes y tareas. Posteriormente, se analiza el comportamiento de los algoritmos en la instancia aditiva g-binary con el fin de identificar si los algoritmos alcanzan alguna propiedad adicional. Finalmente, se obtiene una clasificación de las propiedades que cumplen los algoritmos Round Robin, Double Round Robin, MUW solution y MNW solution en los casos de bienes, tareas y mezclas de bienes y tareas. Además, se demuestra que el algoritmo MNW solution en instancias aditivas g-binary maximiza tanto el bienestar social de Nash como el utilitario.
Computational approach to the study of the structure-properties relationship in 2D materials
(Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay, 2025-06) Lasluisa Morocho, Héctor Ronaldo; Terencio, Thibault
Este trabajo se centra en el estudio de las estructuras y propiedades del fósforo negro y su subestructura monocapa denominada fosforeno. El estudio comprende tres grandes apartados: un estudio de la formación del fósforo rojo a partir del fósforo blanco para entender el mecanismo de polimerización, un estudio de las propiedades electrónicas del fósforo negro y sus subestructuras formadas por capas de fosforeno, y la reactividad del fosforeno frente a diferentes especies atómicas. Para el primer apartado se utilizó el paquete de química cuántica ORCA para simular moléculas pequeñas. Para los otros dos apartados se utilizó el paquete de cálculo de estructura electrónica y modelado de materiales a escala nanométrica Quantum Espresso.
Para entender la polimerización de las moléculas de fósforo se optimizaron por separado las estructuras de P4 y de los aniones. A continuación, se situaron los aniones y la molécula de P4 a una distancia cercana, y se optimizó el sistema, lo que permitió observar las interacciones entre las moléculas y cuantificar las cargas para cada átomo en las nuevas estructuras obtenidas. El mecanismo de formación se basa en la propagación de cargas: los átomos de fósforo cargados negativamente activan nuevas moléculas de fósforo blanco, uniéndose entre sí, lo que extiende la estructura y forma fósforo rojo.
El estudio de la estructura cristalina del fósforo negro nos permitió corroborar y reproducir resultados reportados en la literatura; al reducir el número de capas del material, el band gap aumenta. Esto se logró mediante la optimización de las estructuras, cálculos de SCF y cálculos de bandas. Además, se observó el comportamiento de diferentes pseudopotenciales para determinar cuáles producen valores de band gap e información estructural más cercanos a los experimentales.
Por último, se estudiaron las interacciones del fosforeno con átomos de Litio, Berilio, Aluminio, Flúor y Cloro. Los cálculos de optimización nuevamente ayudaron a obtener las estructuras más estables de las cuales podemos extraer información como la energía de adsorción. El análisis de carga de Bader nos permitió entender cómo se distribuyen las cargas electrónicas cuando los átomos son adsorbidos a la superficie del fosforeno y cómo impacta en la densidad electrónica del fosforeno. El berilio mostró una fuerte capacidad de donar carga al fosforeno, mientras que el flúor produce el efecto opuesto, siendo el halógeno el que retira la mayor carga.
Semi-automated aerial photogrammetry for long-term topographic changes
(Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay, 2025-06) Saltos Cabrera, Siomara Marissa; Basantes Serrano, Rubén Efraín; Foster, Anna Elizabeth
En las últimas décadas, ha habido un salto en los avances tecnológicos de la fotogrametría aérea. El flujo de trabajo de Estructura a partir de Movimiento (SfM), que nació de la teoría de la visión por computadora, ha desarrollado considerablemente el campo de la fotogrametría. En el caso de la fotogrametría digital convencional, los tiempos de procesamiento son extensos y conlleva el uso de costosas licencias comerciales para programas que tienen una curva de aprendizaje elevada. El análisis de diversos eventos depende de la calidad detallada de Modelos Digitales de Elevación (DEM) y ortofotografía producida por fotogrametría aérea. En el campo de los sistemas de ciencias de la Tierra, algunas de las aplicaciones incluyen riesgos geológicos, vulcanología, glaciología, geomorfología, entre otros. La intensidad laboral, la rigidez de la necesidad de parámetros internos y el alto costo de la fotogrametría convencional son limitaciones que se pueden superar con el desarrollo del enfoque semiautomático propuesto en este proyecto.
El presente proyecto tiene como objetivo proponer una metodología para la producción semiautomatizada de Modelos Digitales de Elevación y otros productos derivados, que se puedan utilizar para el estudio de cambios topográficos a largo plazo. Con este fin, se escribió un código de programación basado en Python en conjunto con el software Agisoft Metashape Photoscan para procesar 246 fotografías aéreas del volcán Cayambe (0°2.45' N, 78°8.714' W) tomadas durante un levantamiento geodésico en 2011. Para validar nuestros resultados, se aplicó una técnica de co-registración en áreas de terreno estable alrededor del volcán, lo que dio un error promedio de 0.27 m con un NMAD de 2.20 m. Nuestros resultados sugieren que la fotogrametría semiautomatizada es un método prometedor para reconstruir características topográficas accidentadas en áreas montañosas, al tiempo que se reduce el tiempo de procesamiento, el costo y la curva de aprendizaje. Sin embargo, también puede ser adaptado para procesar fotografías sin posiciones de cámara. Más investigación se necesita para aplicarlo a fotografías tomadas por medios análogos.