Design and finite element analysis of a 3D-printed packaging insert

Diseño y análisis de elemento finito de un inserto paraempaque manufacturado por impresión 3D

Ismael Alejandro Muñoz Salazar ISAIAS EMMANUEL GARDUÑO OLVERA MAYRA DEL ANGEL MONROY (2023, [Artículo])

Packaging inserts play a crucial role in protecting products during transportation. However, their design and production processes often rely on conventional methods limiting equipment capabilities. Moreover, the empirical nature of their design can result in a lack of reliability in the final product. To address these challenges, this study aimed to validate the design of a packaging insert using the finite element method and subsequently create it using 3D printing. The chosen material is a thermoplastic polyurethane (TPU) filament commonly used in fused deposition filament printers for 3D printing. This process demonstrates the feasibility of using 3D printing to create cushioning inserts for packaging and employing finite element analysis to simulate the insert behavior. The main findings of this research highlight the potential benefits of numerical simulation, revealing the areas where the insert is primarily impacted by weight. Furthermore, the forces load and displacement simulation results confirm that the TPU elastic limit (3.9x106 MPa) is sufficient to handle the weight this insert intends to hold. These tools determine the viability of the proposed design for its intended application. Therefore, this study verifies that 3D printing is a reliable option for producing packaging inserts, offering significant advantages over traditional methods. These advantages include increased design flexibility and the ability to create custom inserts on demand.

Los insertos de empaque juegan un papel crucial en la protección de los productos durante el transporte. Sin embargo, sus procesos de diseño y producción a menudo se basan en métodos convencionales que limitan las capacidades del equipo. Además, la naturaleza empírica de su diseño puede resultar en una falta de confiabilidad en el producto final. Para abordar estos desafíos, este estudio tuvo como objetivo validar el diseño de un inserto de empaque utilizando el método de elementos finitos y posteriormente crearlo mediante impresión 3D. El material elegido es un filamento de poliuretano termoplástico (TPU) comúnmente utilizado en impresoras de filamento de deposición fundida para impresión 3D. Este proceso demuestra la viabilidad de utilizar la impresión 3D para crear insertos acolchados para empaques y emplear el análisis de elementos finitos para simular el comportamiento del inserto. Los principales hallazgos de esta investigación destacan los beneficios potenciales de la simulación numérica, revelando las áreas donde el inserto se ve afectado principalmente por el peso. Además, los resultados de la simulación de carga y desplazamiento de fuerzas confirman que el límite elástico de TPU (3.9x106 MPa) es suficiente para manejar el peso que este inserto pretende soportar. Estas herramientas determinan la viabilidad del diseño propuesto para su aplicación prevista. Por lo tanto, este estudio verifica que la impresión 3D es una opción confiable para producir insertos de empaque, que ofrece ventajas significativas sobre los métodos tradicionales. Estas ventajas incluyen una mayor flexibilidad de diseño y la capacidad de crear insertos personalizados bajo demanda.

Tipo de documento: cases studies.

I. Muñoz gratefully acknowledges support from Posgrado de CIATEQ. I. E. Garduño acknowledges support from the Investigadores por México - CONAHCYT program through project No. 674.

Ismael Muñoz: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; project administration; software; investigation; display; draft writing; reviewing and editing. Isaías E. Garduño: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; software; reviewing and editing. Mayra del Ángel Monroy: Conceptualization; supervision; methodology; validation; writing; revision; project management; formal analysis, draft writing: writing reviewing and editing.

Packaging insert Finite element analysis 3D printing Inserto para empaque Análisis por elemento finito Impresión 3D INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Análisis espectral de consumo doméstico de agua potable

Felipe Arreguin ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA HECTOR ALEXIS ESPINOSA GAYOSSO (2009, [Artículo])

Una de las variables con mayor incertidumbre en su comportamiento dentro del análisis hidráulico de las redes de agua potable es el consumo de agua proveniente de los usuarios. Recientemente, se ha demostrado que el consumo en el ámbito domiciliario tiene un carácter estocástico y se han desarrollado diferentes metodologías que intentan representar esta variable. Sin embargo, no es posible definir con exactitud dos situaciones: 1) el grado de información que se pierde al muestrear la señal con cierto intervalo de registro y la posible presencia de enmascaramiento (aliasing); y 2) la frontera (rango) en el tiempo, en el cual pueden aplicarse estos procesos de agregación y desagregación temporal. El proceso basado en el análisis de Fourier se puede aplicar como herramienta de desagregación temporal y obtener el intervalo de registro óptimo de medición en campo. A partir de la metodología, se obtuvo que el rango de aplicación del esquema está entre los 240 y 1 segundos. En otras palabras, es posible medir con intervalo de registro hasta 240 segundos y recuperar información con intervalo de registro de un segundo. El método se validó con mediciones en campo de consumo doméstico realizadas en una ciudad mexicana.

Análisis espectral Consumo doméstico de agua Modelos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Maize crop coefficient estimation based on spectral vegetation indices and vegetation cover fraction derived from UAV-based multispectral images

MARIANA DE JESUS MARCIAL PABLO RONALD ERNESTO ONTIVEROS CAPURATA WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2021, [Artículo])

DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy11040668

Remote sensing-based crop monitoring has evolved unprecedentedly to supply multispectral imagery with high spatial-temporal resolution for the assessment of crop evapotranspiration (ETc). Several methodologies have shown a high correlation between the Vegetation Indices (VIs) and the crop coefficient (Kc). This work analyzes the estimation of the crop coefficient (Kc) as a spectral function of the product of two variables: VIs and green vegetation cover fraction (fv). Multispectral images from experimental maize plots were classified to separate pixels into three classes (vegetation, shade, and soil) using the OBIA (Object Based Image Analysis) approach. Only vegetation pixels were used to estimate the VIs and fv variables. The spectral Kcfv:VI models were compared with Kc based on Cumulative Growing Degree Days (CGDD) (Kc-cGDD). The maximum average values of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), WDRVI, and EVI2 indices during the growing season were 0.77, 0.21, and 1.63, respectively. The results showed that the spectral Kcfv:VI model showed a strong linear correlation with Kc-cGDD (R2 > 0.80). The model precision increases with plant densities, and the Kcfv:NDVI with 80,000 plants/ha had the best fitting performance (R2 = 0.94 and RMSE = 0.055). The results indicate that the use of spectral models to estimate Kc based on high spatial and temporal resolution UAV-images, using only green pixels to compute VI and fv crop variables, offers a powerful and simple tool for ETc assessment to support irrigation scheduling in agricultural areas.

Grado de crecimiento diario Gestión del riego Percepción remota Análisis de imágenes basado en objetos CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Desarrollo de metodologías de laboratorio para la detección de contaminantes emergentes y su identificación en cuerpos de agua (agua sedimento) y en aguas residuales (en influente, efluente y los de PTAR)

MARTHA AVILÉS FLORES GABRIELA ELEONORA MOELLER CHAVEZ NORMA RAMIREZ SALINAS (2012, [Documento de trabajo])

El presente trabajo consiste, en la implementación de metodologías de: microcistina LR por cromatografía de ultra alta resolución; nonilfenol por cromatografía gases espectrometría de masas y surfactantes por espectrofotometría de ultravioleta visible. El proyecto presente tiene además la validación de las metodologías de análisis de fármacos (Amoxicilina, Gemfibrozil, Acido Clofíbrico) y Hormonas (Estrona, 17 ß-estradiol, α-etinil estradiol) con muestras reales en la Cuenca Balsas en épocas de estiaje y de lluvias, específicamente en el río Atoyac uno de los ríos más importantes y donde se desarrollan una variada gama de actividades, evaluándose la probable presencia de fármacos en los sistemas de tratamiento de agua residual en influente y efluente.

Informes de proyectos Análisis del agua Cromatografía de gases Espectrometría de masa Contaminantes emergentes Tratamiento de aguas residuales Río Atoyac, Puebla Río Atoyac, Tlaxcala INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio de rotación prematura relacionada a factores socio demográficos en la empresa regiomontana de perfiles y tubos

JOSE FERNANDO CAMACHO VALLEJO (2022, [Tesis de maestría])

https://orcid.org/0000-0001-6519-7690

En este trabajo de investigación se estudiaron los factores sociodemográficos de los trabajadores del área de producción de la empresa regiomontana de perfiles y tubos con el objetivo de analizar la relación que estos presentan en la rotación prematura del personal.

El análisis de dichos factores como atributos de cada trabajador fue obtenido a través de un levantamiento por medio de encuestas a cada trabajador, así como la información obtenida en las hojas de aplicación a los puestos de entrada y durante el proceso de contratación.

La salida del personal fue acotado a una duración de máximo tres meses, derivado de estudios previos que muestran que la mayor cantidad de rotación prematura sucede durante los primeros tres meses laborando en la empresa.

Con dichas variables seleccionadas como factores propuestos predictores de la rotación prematura fueron; estado civil, nivel de educación, número de hijos, estado de origen y presencia de algún crédito financiero activo.

Maestro en Economía Aplicada

CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS ECONÓMICAS ORGANIZACIÓN Y DIRECCIÓN DE EMPRESAS ESTUDIOS INDUSTRIALES

Factibilidad de modelo de negocio para construcción de viviendas en predios agrÍcolas en Toluca, Estado de México

MARIA DEL SOCORRO JAQUELINE MARCOS MARCOS (2023, [Tesis de maestría])

El proyecto “Factibilidad de modelo de negocio para construcción de viviendas en

predios agrícolas en Toluca, Estado de México” surge de la necesidad de la

empresa Ámbar de cambiar el de uso de suelo de predios agrícolas, visualizando

los cambios, la transformación y la actualización como una oportunidad de negocio.

Actualmente, ÁMBAR es un emprendimiento familiar dedicado a la construcción de

inmuebles de carácter comercial para posteriormente ser rentados. Se plantea un

crecimiento para abordar la construcción de viviendas en terrenos agrícolas, pero

existen: falta de objetivos claros, ausencia de planificación y de administración de

recursos para la empresa.

Por lo que, se considera la siguiente hipótesis para el proyecto: Es viable cambiar el

uso de terrenos agrícolas por uso habitacional generando un modelo de negocios

que permita desarrollar vivienda de calidad que sea rentable y sostenible a corto,

mediano y largo plazo en Toluca, Estado de México.

El proyecto propone el estudio de amenazas, fortalezas, oportunidades y

debilidades del mercado al que se ofrece diseño, construcción y venta de vivienda

en predios que actualmente tienen uso agrícola en Toluca, Estado de México.

Asimismo, comprende la investigación de la factibilidad de modelo de negocios para

viviendas, con la cual ofrece a la empresa constructora Ámbar la posibilidad de

conocer si es oportuna la apertura de una nueva área dedicada a bienes inmuebles

de vivienda.

Para el desarrollo se hace un análisis de: la posición de la vivienda en México, el

mercado inmobiliario (ofertas y demandas), el desarrollo de proyectos inmobiliarios,

los negocios, la comercialización, la gestión y finalmente, se profundiza en las

normas y leyes aplicables a proyectos inmobiliarios en Toluca, Estado de México

para llegar a una conclusión en el que se evalúa a la viabilidad del proyecto.

Asimismo, se evalúa con investigación cualitativa la viabilidad del proyecto para

Comprobar la viabilidad de un modelo de negocios enfocado en diseño,

construcción y venta de vivienda en Toluca, Estado de México, México con predios

que actualmente, son de uso agrícola.

Finalmente, se presenta los resultados de la investigación, así como las propuestas

para que sea viable en este caso los factores determinantes son: la ubicación, la

seguridad y el precio.

Maestría en Administración Empresarial

CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS ECONÓMICAS ORGANIZACIÓN Y DIRECCIÓN DE EMPRESAS INVESTIGACIÓN OPERATIVA

Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable

Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000, [Artículo])

Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Debates contemporáneos sobre la eficacia de los derechos humanos en la globalización

ROBERTO MARTINEZ REGINO HECTOR ALEJANDRO RAMIREZ MEDINA (2023, [Libro])

En esta obra se abordan temáticas vinculadas a las demandas sociales que se han convertido en una fuente de interés y de preocupación para la academia y que, además, son el resultado del esfuerzo constante y persistente de posturas científicas que han permitido la apertura y el continuo desarrollo de líneas de investigación para la innovación del conocimiento susceptible de aplicación. Hoy en día, cualquier actividad humana a nivel individual o social, así como las actividades de la sociedad civil organizada o incluso de las instituciones del Estado están necesariamente vinculadas con los dos grandes ejes de la obra que tiene el lector en sus manos: los derechos humanos y la globalización.

En ese orden de ideas, no es de sorprendernos que las investigaciones académicas aquí presentadas sean visiones contemporáneas de cambios coyunturales y de propuestas de cambio a la estructura de las sociedades y que se interrogan sobre la vigencia del Contrato Social.

CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS JURÍDICAS Y DERECHO Derechos humanos y globalización, Derechos civiles ,Derechos humanos – Estudio de casos

Presión hidrodinámica en tanques de almacenamiento producida por aceleración horizontal

ALDO IVAN RAMIREZ OROZCO (1996, [Artículo])

Almacenar agua en forma segura, a la vez que se le proporciona cierta carga, son actividades indispensables para el desarrollo de un grupo de individuos. En este trabajo se presenta una solución simplificada, basada en los estudios de G. W. Housner, para obtener expresiones explícitas destinadas a la distribución de presiones y a las fuerzas de presión total, producidas por aceleración horizontal y ejercidas sobre las paredes y el fondo de tanques superficiales, tanto rectangulares como cilíndricos (doblemente simétricos). Se muestra, además, una metodología para el análisis hidrodinámico de tanques de almacenamiento elevados. Las expresiones obtenidas, de fácil aplicación, son particularmente importantes para los ingenieros civiles interesados en el análisis hidrodinámico de tanques de almacenamiento sujetos a aceleraciones horizontales, principalmente para el pre-dimensionamiento de este tipo de estructuras.

Presión hidrodinámica Tanques de almacenamiento Análisis sísmico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Nuevo método de diseño sísmico para cortinas de tierra y enrocamiento, y de taludes

EDUARDO BOTERO JARAMILLO JOSE RAUL FLORES BERRONES (2011, [Artículo])

Se presenta una descripción de algunos de los métodos bidimensionales tradicionales que se utilizan en la ingeniería práctica y de un nuevo método de análisis bidimensional para el diseño y la evaluación de la estabilidad de estructuras térreas, incluyendo cortinas de tierra y enrocamiento. Los métodos tratados en este artículo se enfocan al análisis de cortinas y taludes de mediana altura, que componen el vaso del embalse en regiones en las cuales el riesgo sísmico es intermedio y que no ameritan análisis en tres dimensiones por la geometría de la boquilla (en el caso de las cortinas), las características geológicas y la cercanía de sitios poblados.

Cortinas de tierra y enrocamiento Análisis sísmico Estabilidad de laderas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA