Determinación del efecto de promotores de turbulencia en el arrastre de la película de enfriamiento de álabes de turbina de gas

EDER URIEL MARTÍNEZ SANDOVAL (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo de investigación se presenta un estudio numérico para

analizar el efecto que tiene el uso de promotores de turbulencia dentro del

canal de enfriamiento sobre la eficiencia de la película de enfriamiento de los

álabes de una turbina de gas. Se compara el aumento de la rugosidad dentro

del canal de enfriamiento (uso de promotores de turbulencia) contra una pared

lisa (condición normal) y cómo estos cambios influyen en la eficiencia de la

película de enfriamiento. Se emplea el modelo de turbulencia a k-ε RNG para

resolver el flujo turbulento, debido a las buenas aproximaciones que se

presentan entre cálculos de CFD y mediciones experimentales de la eficiencia

de la película de enfriamiento. Se varió la relación de soplado con el objetivo

de encontrar la relación que beneficie a la película de enfriamiento, además,

se varió la relación de K=L/h, donde L es la distancia entre los promotores y h

es la altura del promotor de turbulencia dentro del canal de enfriamiento. Los

resultados mostraron que con una relación de soplado M=0.5, la eficiencia de

la película de enfriamiento, la cobertura de protección de la película y la

temperatura en la superficie de la placa plana aumentan significativamente con

el uso de los promotores de turbulencia en el canal de refrigeración, además

que, la mejor eficiencia de la película de enfriamiento se encontró para una

relación de K=11.

In this research work, a numerical study is presented to analyze the effect of

turbulence promoters within the cooling channel on the film cooling

effectiveness of the gas turbine blades. The increase in roughness within the

cooling channel (use of turbulence promoters) is compared against a smooth

wall (normal condition) and how these changes influence the film cooling

effectiveness. The k-ε RNG turbulence model is used to solve the turbulent

flow, due to the good approximations between CFD calculations and

experimental measurements of the cooling film efficiency. The blowing ratio

was varied to find the condition that benefits the film cooling effectiveness, in

addition, the K=L/h ratio was varied, where L is the distance between the

promoters and h is the height of the turbulence promoter inside the cooling

channel. The results showed that with a blowing ratio M=0.5, the film cooling

effectiveness, the protective coverage of the film, and the temperature on the

surface of the flat plate increase significantly with the use of the turbulence

promoters in the cooling channel, in addition to that, the best efficiency of the

cooling film was found for a ratio of K=11.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Modelo de negocio para la comercialización de cursos especializados autogestivos mediante una plataforma de e-learning

MIGUEL ANGEL VALENCIA SERRANO (2022, [Tesis de maestría])

Este trabajo reporta un modelo de negocio novedoso orientado a la

comercialización de cursos especializados en formato autogestivo. Los cursos son

generados por los investigadores, tecnólogos y científicos, de los centros públicos

de investigación mexicanos. Diseñar modelos de negocios no es una tarea sencilla,

principalmente porque cuando se emprende un proyecto de innovación tecnológica,

en la mayoría de los casos, es común no tener identificado el segmento de clientes

al que nos vamos a dirigir, ni la propuesta de valor que va a diferenciarnos de la

competencia. En este proyecto se usó la metodología de cinco etapas de

Osterwalder y Pigneur [1] para la generación de nuestro modelo de negocio. Es

importante aclarar que en este trabajo solo se implementaron las primeras tres

partes asociadas a la movilización, comprensión y diseño del modelo de negocio.

Y, las etapas 4 y 5, aplicación y gestión respectivamente, son parte del trabajo futuro

derivado de esta tesis.

Como herramienta central del proyecto se empleó el Lienzo del Modelos de Negocio

(o Business Canvas Model en inglés). Este lienzo nos permite describir nuestro

modelo de negocios con nueve bloques esenciales que todo modelo debe tener: 1)

propuesta de valor, 2) segmentos de clientes, 3) canales, 4) relación con los

clientes, 5) flujo de ingresos, 6) recursos clave, 7) socios clave, 8) actividades clave

y, 9) estructura de costos. Una vez teniendo el Lienzo de Modelo de Negocio inicial,

se aplicaron estrategias para validación de las hipótesis preliminares, de tal modo

que de manera iterativa e incremental el lienzo se fue actualizando hasta tener la

versión final que es presentada en esta tesis. Al mismo tiempo que se hacía el

diseño, se estudiaron los patrones de modelos de negocio dejando como base de

nuestro modelo el patrón de modelo de plataformas multilaterales.

This thesis work reports an innovative business model oriented to the

commercialization of specialized courses in a self-management format. The courses

are generated by researchers, technologists and scientists from Mexican public

research centers. Designing business models is not an easy task, mainly because

when undertaking a technological innovation project, in most cases, it is common

not to have identified the customer segment that we are going to target, nor the value

proposition that will differentiate us. In this project, the five-stage methodology of

Osterwalder and Pigneur [1] was used to generate our business model. It is

important to mention that in this work only the first three stages associated with the

mobilization, understanding and design of the business model were implemented.

And, stages 4 and 5, application and management respectively, are part of the future

work derived from this thesis. The Business Canvas Model was used as the central

tool of the project. This canvas allows us to describe our business model with nine

essential blocks that every model must have: 1) value proposition, 2) customer

segments, 3) channels, 4) customer relationship, 5) revenue stream, 6) key

resources, 7) key partners, 8) key activities and, 9) cost structure. Once having the

initial Business Canvas Model, strategies were applied to validate the preliminary

hypotheses, in such a way that the canvas was updated iteratively and incrementally

until it had the final version that is shown in this thesis. At the same time that the

design was made, the patterns of business models were studied, leaving the pattern

of the multilateral platforms model as the basis of our model.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

'Estudio de la influencia de contenido de Boro sobre la composición, actividad catalítica y propiedades ópticas en la región visible del espectro solar, de películas delgadas de NiB

Josué Rafael López Montelongo (2024, [Tesis de maestría])

En la presente investigación de tesis, se llevó acabo la electrodeposición de películas de NiB sobre cristales conductores de FTO con el propósito de evaluar su eficiencia como electrocatalizadores bifuncionales para la separación electroquímica del agua y analizar sus propiedades ópticas con miras a su aplicación como materiales semiconductores en la región visible del espectro solar.

In the current thesis investigation, the electrodeposition of NiB films onto FTO conudctive crystal was conducted to assess their efficacy as bifunctional electrocatalysts for electrochemical water splitting and to analyze their optical properties for potential applications as semiconductor materials in the visible region of the solar spectrum.

KW: Electrochemical Deposition, Electrocatalysis, Oxygen evolution reaction, Hydrogen evolution reaction.

ELECTROQUÍMICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Estudio termodinámico de los procesos de transporte en semiconductores: cuasineutralidad, rectificación del flujo de carga y efectos de escala

VICTOR HERNANDEZ GARCIA (2023, [Tesis de doctorado])

El estudio de transporte de calor y carga en semiconductores tiene sus orígenes

alrededor de la primera mitad del siglo XIX, con los trabajos pioneros de Fourier,

Ohm y Fick sobre la conducción de calor, la conducción de electricidad y los fenómenos de difusión respectivamente, sin embargo, aún hoy en día prácticamente 200 años

después, cobran cada vez más relevancia los estudios de transporte debido al desarrollo

de la tecnología y consecuentemente el surgimiento de nuevos sistemas de estudio

como lo son las películas delgadas de apenas unos pocos nanómetros de espesor,

sistemas nanoestructurados o multicapa en la nanoescala, los cuales han permitido

descubrir el importante papel de distintos fenómenos (trampas de calor, rectificación térmica, captura de luz, etc.) en las escalas mencionadas, no solo en un sentido

teórico o experimental, sino también en un sentido industrial y comercial. Conocer

los mecanismos involucrados en el transporte de calor y carga en semiconductores

u otros materiales puede ayudar a desarrollar nuevos y mejores dispositivos termoeléctricos o de conversión de energía, así como mejorar el desempeño y la eficiencia de los existentes. Para lograr estos propósitos, diferentes modelos de transporte han sido derivados a partir de la termodinámica irreversible lineal o de la termodinámica estadística u otros marcos teóricos, tales modelos han sido una herramienta de gran valor que se van acercando a una descripción más completa, detallada y precisa de los fenómenos de transporte.

Desde mediados del siglo pasado se han hecho importantes contribuciones al estudio de los fenómenos de transporte, por ejemplo el estudio teórico de uniones p-n

en semiconductores y transistores [1], o el de la estadística de la recombinación de

electrones y huecos [2], o las condiciones físicas que simplifican las ecuaciones de

transporte como la condición de cuasineutralidad y el modelo de transporte ambipolar [3].

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Estudio Electroquímico de la Adsorción de Piocianina y su Efecto en la Transferencia Extracelular de Electrones entre una Biopelícula de Pseudomonas aeruginosa NEJ07R y un Electrodo de Carbono

Jesús Alberto Pérez García (2023, [Tesis de doctorado])

Pseudomonas aeruginosa produce biopelículas y compuestos redox como la piocianina, y se considera un modelo útil en el estudio de la transferencia extracelular de electrones (TEE) para el desarrollo de Tecnologías Electroquímicas Microbianas (TEM). En este trabajo se realizaron análisis electroquímicos para determinar las interacciones de adsorción de PIO en el electrodo y su efecto en el transporte de carga en la biopelícula, para explicar la participación de P. aeruginosa en la TEE. Los resultados mostraron que la adsorción de PIO sobre electrodos de carbono inhibe la transferencia de electrones de PIO disuelta. A concentraciones cercanas a 0.49 mM, la constante de transferencia electrónica heterogénea (kapp) disminuye, aumentando la resistencia de transferencia de carga (Rct). La interacción π-π de PIO con el electrodo podría ser la causa de la adsorción.

Electrochemical analyzes were performed to determine the PIO adsorption interactions on the electrode and its effect on charge transport in the biofilm, to explain the participation of P. aeruginosa in the TEE.

The results showed that the adsorption of PIO on

carbon electrodes inhibits the electron transfer of dissolved PIO. At concentrations close to 0.49 mM, the heterogeneous electron transfer constant (kapp) decreases, increasing the charge transfer resistance (Rct). The π–π interaction of PIO with the electrode could be the cause of the adsorption.

KW: Electrochemical Analysis, Bioelectrochemical Systems (BESs), Pseudomonas aeruginosa, Pyocyanin

ELECTROQUÍMICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS CIENCIAS TECNOLÓGICAS

APLICACIÓN DE METAHEURÍSTICAS EN EL PROBLEMA DE ACOMODO DE PATRONES DE CORTE EN MATERIALES FINITOS

Anabel Rodríguez Rodríguez (2023, [Tesis de doctorado])

"En la presente investigación se resuelve el problema de optimización de acomodo de patrones de corte en materiales finitos mediante el uso de estrategias metaheurísticas con la finalidad de aprovechar el material de acomodo y minimizar el desperdicio. Específicamente se implementó un algoritmo genético que al inicio genera soluciones aleatorias que forman la población inicial. La misma está compuesta por individuos o soluciones que son una combinación de patrones que se acomodan dentro del material de manera que se obtenga el menor desperdicio. Durante el proceso evolutivo estas soluciones aleatorias se someten a los operadores genéticos: selección, cruce y mutación, para encontrar nuevas soluciones que hereden la información genética de sus antecesores y evolucionen o mejoren en cada generación para obtener el menor desperdicio posible."

Acomodo de patrones Algoritmos genéticos Algoritmos golosos Muéganos Metaheurísticas Procesamiento digital de imágenes INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Análisis cuantitativo con diagrama de precedencias de condiciones productivas actuales de 5 líneas de ensamble de amortiguadores mediante el método de balanceo peso posicional

José Humberto Vergara García (2023, [Tesis de maestría])

En este trabajo de investigación se empleó el método de Helgeson & Birnie para realizar el balanceo por peso posicional de cinco líneas de ensamble modular de amortiguadores de la empresa ZF Suspension Technology Guadalajara S.A. de C.V. La metodología empleada permitió establecer las condiciones actuales de operación de las cinco líneas. Mediante el uso del método mencionado se encontró que en la mayoría de las líneas de ensamble analizadas sus tareas se encuentran correctamente balanceadas y ordenadas, corroborando así el buen trabajo realizado al momento de su instalación y puesta en marcha. Si bien en cualquier proceso de ensamble siempre hay oportunidades de mejora, contar con líneas de ensamble bien balanceadas permite a la empresa tener una base sólida para la producción de este tipo de componentes automotrices.

The Helgeson & Birnie method was employed in this research for balancing, by positional weight, five modular strut assembly production lines at ZF Suspension Technology Guadalajara S.A. De C.V. The proposed methodology allowed to know the current operating conditions of the production lines. It was found that most of the analyzed production lines are correctly balanced suggesting a correct commissioning and start up procedure performed when the lines were initially installed. Although every assembling line always can be improved, having well-balanced assembly lines provides a solid base line for any automotive manufacturing company.

Líneas de ensamble modular Método de Helgeson & Birnie Peso posicional Final assembly lines Helgeson & Birnie method Positional weight INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Validación del potencial antioxidante de citrus aurantium en Tabasco, México

Validation of the antioxidant potential of citrus aurantium in Tabasco, Mexico

CLAUDINA VILLARREAL MARIA TERESA CADENAS GONZALEZ Francisca Méndez Morales GLORIA IVETTE BOLIO LÓPEZ Manuel Mateo Hernández Villegas Nidia Elena Rivera DAMIANYS ALMENARES LOPEZ Catalina Rivas Morales (2023, [Artículo])

Citrus aurantium L. (Rutaceae), comúnmente conocida como naranja amarga, posee múltiples potenciales terapéuticos. Se realizó un estudio cualitativo experimental con el objetivo de conocer las características del consumo de C. aurantium (CA) en población tabasqueña. Para validar su uso, se preparó un extracto etanólico (85 %) de las hojas secas de CA y se realizó el tamizaje fitoquímico, con posterior cuantificación del contenido de fenoles y flavonoides totales. Posteriormente se determinó actividad antioxidante por el ensayo DPPH y toxicidad aguda con Artemia Salina. Las partes más empleadas de la planta son las hojas para aliviar dolores musculares, síntomas de resfriados. En el estudio fitoquímico se encontraron que el extracto contiene alcaloides, flavonoides, cumarinas, quinonas y taninos. En la cromatografía de capa fina del extracto hidroalcohólico se demostró la presencia de la naringina. Se obtuvo un contenido de fenoles totales de 69.42 ± 3.47 EAG/g MS y de flavonoides totales de 14.78 ± 0.28 EQ/g MS. Contiene actividad antioxidante de 9240 ± nmol TEAC/gMS y el ensayo de toxicidad aguda demostró una toxicidad moderada. Los resultados evidencian que el extracto etanólico al 85 % contiene compuestos fenólicos y flavonoides, permitiendo sostener las propiedades medicinales y farmacológicas conferidas a la planta en el estado de Tabasco.

Citrus aurantium L. (Rutaceae), commonly known as bitter orange, has multiple therapeutic potentials. An experimental qualitative study was carried out with the objective of knowing the characteristics of the consumption of C. aurantium (CA) in the Tabasco population. To validate its use, an ethanolic extract (85 %) was prepared from the dry CA leaves and phytochemical screening was performed, with subsequent quantification of the content of total phenols and flavonoids. Subsequently, antioxidant activity was determined by the DPPH assay and acute toxicity with Artemia salina. The most used parts of the plant are the leaves to relieve muscle pain, cold symptoms. In the phytochemical study it was found that the extract contains alkaloids, flavonoids, coumarins, quinones and tannins. In the thin layer chromatography of the hydroalcoholic extract, the presence of naringin was demonstrated. A total phenol content of 69.42 ± 3.47 EAG/g DM and total flavonoids of 14.78 ± 0.28 EQ/g DM were obtained. It contains antioxidant activity of 9240 ± nmol TEAC/gMS and the acute toxicity test showed moderate toxicity. The results show that the 85% ethanolic extract contains phenolic compounds and flavonoids, allowing to sustain the medicinal and pharmacological properties conferred to the plant in the state of Tabasco.Conclusions: this study showed the existence of phenols and flavonoids, the antioxidant activity of hydroalcoholic extracts from C. aurantium leaves and their moderate toxicity against Artemia salina.

Conflicto de interés: Los autores declaran que no existe ningún conflicto de intereses.

Contribución por autor: DAL: diseño, escritura y revisión del documento, MTCG, MMHV, GIBL, NERL, FMM, ECVI, CRM: asesoría, escritura y revisión del documento.

Financiación o fondos: El presente estudio no conto con ningún apoyo financiero, todo fue con recurso propio de los investigadores.

Conflicto de interés: Los autores declaran que no existe ningún conflicto de intereses.

Contribución por autor: DAL: diseño, escritura y revisión del documento, MTCG, MMHV, GIBL, NERL, FMM, ECVI, CRM: asesoría, escritura y revisión del documento.

Financiación o fondos: El presente estudio no conto con ningún apoyo financiero, todo fue con recurso propio de los investigadores.

Citrus aurantium Antioxidante Fenoles Flavonoides Toxicidad aguda Citrus aurantium Antioxidant Phenol Flavonoids Acute toxicity INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

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

Ontology development for knowledge representation of a metrology lab

RAMON ALBERTO LUQUE MORALES OSCAR HERNANDEZ URIBE ZAIDA ANTONIETA MORA ALVAREZ LEONOR ADRIANA CARDENAS ROBLEDO (2023, [Artículo])

Digital transformation in metrology is impacting the industry, where accurate and fair data are essential to take enterprises to the next level in the digital era. The amount and complexity of information are growing exponentially, and expert knowledge becomes imperative for users to perform measurement tasks and decision-making. This study presents the development of a modular metrological inspection ontology for a metrology laboratory based on the reuse of ontologies related to sensors and units of measurement. Such an ontology considers information about operators and customers (name, telephone number, email) and the linkage to service orders, pieces (length, height, width), measurement strategies (expert notes about measurement procedures and paths), and measuring machines (measuring scope, uncertainty, sensor probe). The proposed solution delivers a digitalized catalog that allows the user to filter records according to the geometrical characteristics of the pieces and recover notes related to measurement procedures and paths for similar cases. The purpose is to promote knowledge sharing and narrow the gap to achieve digital transformation toward Metrology 4.0 in laboratories prepared to offer metrological support.

Ontology Metrology Measurement strategy CMM INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS