Vibrometría sin contacto de alta sensibilidad y especificidad basada en amplificación lock-in: aplicación a la detección acústica de fallos en rodamientos de motores de inducción

María del Rosario Bautista Morales (2022, [Tesis de doctorado])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA ENERGÍA ENERGÍA

Análisis comparativo de licencias aplicables al software gubernamental en la Administración Pública Federal de México

Jazmin Aquino Cruz (2023, [Otro, Trabajo de grado, maestría])

Este estudio examina los principales retos relacionados con La gestión gubernamental del software en la administración pública federal de México y analiza las características y aplicaciones de diferentes tipos de licencias no restrictivas existentes, incluidas las licencias públicas de software. El objetivo de este estudio es identificar qué tipos de licencias de software son más compatibles con el carácter público del software gubernamental en el Gobierno Federal mexicano.

Software libre Software privativo Creative Commons INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Escalamiento de una celda de combustible microbiana para la generación de electricidad y tratamiento de agua residual doméstica en una casa habitación

ORLANDO GARCIA RODRIGUEZ (2012, [Tesis de maestría])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA ENERGÍA ENERGÍA

La etilcelulosa en el desarrollo de emulsiones organogeladas

MARTHA LAURA GARCIA ORTEGA (2024, [Tesis de doctorado])

La industria alimentaria enfrenta un enorme desafío para desarrollar emulsiones estables del tipo agua-en-aceite vegetal (W/O) con propiedades similares a productos untables como la margarina, pero con concentraciones reducidas de grasas saturadas y sin el uso de grasas trans. Las emulsiones agua-en-aceite son sistemas termodinámicamente inestables que presentan separación de fases en función del tiempo, lo que limita su aplicación en el desarrollo de productos comerciales comestibles.

El objetivo de este trabajo fue el desarrollar emulsiones geladas del tipo agua-en-aceite (Gelled-W/O-E) con un contenido de 20% de agua, a través de la mezcla de emulsiones convencionales agua-en-aceite (W/O-E) estabilizadas con monoestearato de glicerilo (GMS) y un oleogel de etilcelulosa (EC). Se emplearon técnicas de calorimetría diferencial de barrido (DSC), reología oscilatoria y microscopía confocal y de luz polarizada para analizar las propiedades termomecánicas, la microestructura y la estabilidad durante el almacenamiento de las emulsiones geladas (Gelled-W/O-E), las cuales fueron comparadas con sistemas control consistentes en emulsiones convencionales agua-en-aceite (W/O-E; sin EC en la fase oleosa) y olegeles de EC-GMS (EC-GMS-O; sin agua añadida) formuladas utilizando las mismas concentraciones de GMS (0.5 Y 1%) y EC (7%) que las utilizadas en las emulsiones geladas (Gelled-W/O-E).

Los resultados obtenidos en los análisis reológicos mostraron que las Gelled-W/O-E presentaron mayor elasticidad (G’) y estabilidad en comparación con los sistemas control (W/O-E y EC-GMS-O). Esto, a pesar de que las concentraciones de EC y GMS utilizadas se encontraban por abajo de la concentración mínima requerida para formar un gel, y del tentativamente más bajo contenido de sólidos en las Gelled-W/O-E que el contenido de sólido presente en los oleogeles control (EC-GMS-O). Esto derivado de la presencia de un 20% de agua en las Gelled-W/O-E. Utilizando microscopía

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confocal y de luz polarizada se observó que al incrementar la concentración de GMS (0.5% a 1%) en las Gelled-W/O-E, el tamaño de gota decreció al tiempo que la G’ del gel y la estabilidad de la emulsión incrementaron de forma significativa. Este comportamiento fue asociado a una interacción sinérgica entre la EC y el GMS que mantuvo al GMS en la interface agua-aceite de las gotas de agua. Estos resultados también mostraron el papel que las gotas de agua tienen al actuar como relleno activo de las Gelled-W/O-E, los cuales son determinantes en las propiedades reológicas de las emulsiones geladas. Igualmente, mostró que la eficiencia del GMS como emulsificante se incrementó en la presencia de EC en la fase oleosa. Por otra parte, los resultados de los ciclos térmicos obtenidos por DSC mostraron que un calentamiento de las emulsiones convencionales (W/O-E) resultó en la desestabilización de la emulsión derivado de la fusión del GMS en la interface agua-en-aceite, con la subsecuente coalescencia de las gotas de agua. En contraste, en las Gelled-W/O-E la presencia de la EC estabilizó a las emulsiones aún bajo la aplicación del tratamiento térmico. Esto resultó en una menor desestabilización de las gotas de agua, ya que la EC mantuvo al GMS en la interface agua- aceite.

Adicionalmente, se compararon las propiedades microestructurales de dos margarinas comerciales con aquellas de las Gelled-W/O-E, encontrándose que éstas últimas presentaron una menor G’, siendo esto asociado a un menor contenido de sólidos. Probablemente, la disminución del tamaño de gota en las emulsiones geladas permitiría alcanzar niveles de G’ similares al de las muestras comerciales, pero sin el uso de grasas saturadas o trans.

Los resultados anteriores permiten el concluir que existe una clara evidencia de una interacción sinérgica entre la EC y el GMS en emulsiones geladas. Las propiedades de dichas emulsiones pueden ser mejoradas al cambiar parámetros como la concentración de GMS utilizada. Así, las emulsiones geladas son una forma novedosa de obtener una funcionalidad similar a la de los productos untables como la margarina, sin el uso de grasas saturadas y trans.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Zeolitas jerárquicas: preparación a partir de desechos de vidrio y aluminio, caracterización y actividad en la alquilación de benceno con alcohol bencílico

Jesús Eduardo García Rodríguez (2024, [Tesis de maestría])

Se estudió la síntesis de zeolita ZSM-5 jerárquica a partir de residuos reciclados de silicio amorfo (botellas de vidrio) y aluminio (papel aluminio), así como los efectos en cristalinidad derivados de los diferentes precursores comerciales como el Aerosil 380 (SiO2) y Aeroxide Alu-C (Al2O3). Para la caracterización de las muestras se realizaron estudios de DRX, fisisorción de N2, ICP-OES, FT-IR con adquisición en modos ATR y transmisión, y FT-IR con adsorción de piridina para identificar la acidez de Lewis y Brønsted de las muestras. Con todos los métodos de síntesis de la zeolita, se observó la generación de microporosidad, y en muestras con post tratamiento de desilicación, un aumento de la mesoporosidad (área superficial externa a microporos) indicando la formación de materiales jerárquicos. El uso de glicerol para la lixiviación de los precursores de Si y Al es una alternativa ecológica en lugar de NaOH, pero no mostró la generación de zeolitas. La presencia de un alto contenido de Ca (ca. 10% en peso) inhibió la producción de zeolita ZSM-5 en las muestras que utilizaban vidrio como fuente de silicio y en su lugar formó estructuras amorfas de SiO2 y CaO. La actividad catalítica de los materiales fue probada con la reacción de la alquilación Friedel-Crafts de benceno con alcohol bencílico. A 70°C la selectividad a dibencil éter fue favorecida sobre la de difenil metano con todos los catalizadores. El análisis cinético de la reacción no permitió distinguir entre primer ó segundo orden. Debido la ausencia de la fase zeolita ZSM-5, la muestra sintetizada con vidrio mostró la menor constante de velocidad de reacción de segundo orden (0.022 L/mol h). Las muestras sin tratamiento jerárquico (desilicación) mostraron una constante de velocidad entre 0.039 y 0.067 L/mol h, mientras que en el caso de las muestras tratadas estos valores aumentaron un 47% y un 68%, respectivamente.

The synthesis of hierarchical ZSM-5 from recycled silicate (glass bottles) and aluminum (aluminum foil) wastes was studied, as well as the effects on zeolite crystallinity from use of different commercial precursors (Aerosil 380 (SiO2) and Alu-C Aeroxide (Al2O3)). Composition, crystallinity and surface area/pore analysis were characterized by XRD, nitrogen physisorption, ICP-OES, and FT-IR in ATR and transmission modes. Additionally, pyridine adsorption FT-IR was used to identify Lewis and Brønsted acidity. The generation of microporosity was observed with all synthesis methods, and in samples with post-desilication treatment was observed an increase in mesoporosity (surface area external to micropores) indicating the formation of hierarchical materials. The use of glycerol as a green alternative to NaOH for dissolution of the Si and Al precursors was performed, yet did not lead to any zeolite crystallization. The presence of a high Ca content (ca. 10 wt %) in glass bottle precursors also inhibited ZSM-5 crystallization in the samples, forming amorphous silicate and CaO structures of low porosity. The catalytic activity of all materials was tested with the Friedel-Crafts alkylation reaction of benzene with benzyl alcohol. The conversion at 70°C of benzyl alcohol led selectively to dibenzyl ether, rather than diphenyl methane, over all catalysts. Within experimental uncertainty, the kinetic analysis on the conversion of benzyl alcohol could not distinguish between first or second order reaction behaviour. The sample synthesized with bottle glass showed the lowest rate constant (0.022 L/mol–h) due to the absence of the ZSM-5 zeolite phase. The samples without hierarchical treatment (desilication) showed rate constants between 0.039 and 0.067 L/mol-h, while in the case of the treated samples these values increased by 47% and 68% over their untreated counterparts.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Aplicación de filtros Savitzky-Golay y transformada rápida de Fourier en el procesamiento de espectros derivados obtenidos a partir de soluciones de asfaltenos

SERGIO IVAN PADRON ORTEGA ERNESTINA ELIZABETH BANDA CRUZ NOHRA VIOLETA GALLARDO RIVAS (2024, [Artículo])

Los asfaltenos son mezclas ultracomplejas que impactan negativamente la refinación, producción y transporte del petróleo. El interés en su estudio abarca desde su caracterización para definir su estructura molecular, hasta la comprensión de su comportamiento interfacial. Los asfaltenos presentan una gran diversidad de grupos funcionales y diferentes tipos de asociaciones como las de tipo no covalentes, enlaces de hidrógeno, complejo de coordinación e interacciones entre núcleos aromáticos paralelos. El objetivo de este trabajo fue analizar la composición presente en asfaltenos extraídos de crudos pesados y extrapesados mediante espectroscopía derivada. Se prepararon soluciones de asfaltenos en el rango de concentración de 20 mg/L a 100 mg/L y se analizaron con espectroscopía UV-Vis. La selección de los espectros de orden cero para el procesamiento se realizó con base en la nitidez presente. Los espectros fueron procesados con OriginPro 8.5, para la obtención de espectros derivados de primer y segundo orden. El procesamiento de los espectros de orden cero fue realizado con los filtros Savitsky-Golay y transformada rápida de Fourier (FFT). Los espectros derivados obtenidos presentaron señales nítidas con presencia de poco ruido, lo que hizo posible la identificación de grupos funcionales aromáticos, de 1 a 4 anillos en el rango de longitudes onda de 200 nm a 450 nm. El uso de filtros mejoró la calidad de las señales y permitió la identificación de componentes y estructuras presentes en asfaltenos. El filtro de Savitsky-Golay incrementó la resolución de los espectros derivados de asfaltenos extraídos de crudos pesados y el filtro FFT de asfaltenos de crudos extrapesados. Se observaron diferencias morfológicas entre los asfaltenos extraídos de crudos pesados y extrapesados mediante SEM, que pueden ser relacionadas con la composición y estructuras aromáticas presentes en asfaltenos.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evolución de señalización y altruismo en agentes artificiales

JOSE MANUEL PARDO CRUZ (2024, [Tesis de doctorado])

La emergencia de conductas altruistas en poblaciones de robots autónomos,

especialmente en tareas de señalización y forrajeo, ha demostrado ser un

problema difícil de modelar a través del uso de algoritmos evolutivos, esto

a pesar del hecho de que las conductas de señalización y altruismo están

presentes a lo largo de todo el árbol de la vida. Especialmente, porque las

conductas de señalización parecen haber evolucionado múltiples veces en el

árbol de la vida, siempre que ha existido un canal para emitir una señal

y recibirla. En este trabajo, este problema es estudiado usando algoritmos

evolutivos, y modelando fenómenos como la selección por parentesco, la discriminación

por parentesco y el gen de la barba verde. Al mismo tiempo

se hace uso de mapas auto organizados para observar el comportamiento

de las poblaciones en el espacio de soluciones, durante el proceso evolutivo.

Creemos que esta aproximación puede servir para dilucidar el poder predictivo

de la regla de Hamilton, la importancia de la selección por parentesco

en la emergencia de conductas altruistas. Resolver este problema, no solo

mostraría que la robótica evolutiva es capaz de modelar el surgimiento del

altruismo de una forma biológicamente plausible, también nos daría indicios

de como modelar el surgimiento de otras habilidades cognitivas presentes

en los organismos biológicos.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Robust visual servoing using adaptive sliding mode control and quaternions for a quadrotor UAV tracking a dynamic target

HERMAN CASTAÑEDA CUEVAS (2023, [Tesis de maestría])

Quadrotor unmanned aircraft vehicles are being used nowadays more than ever in dangerous

and complicated environments that include on-sea structure inspections, density-forest analy-

sis, search-rescue operations, and precision agriculture activities, among many others. Given

its extended use in multiple scenarios, the need for proper control and robustness against

complex environments is highlighted, resulting in a reluctant adoption of quadrotors for fully

autonomous operations. This is especially true in applications where local positioning is re-

quired such as target tracking operations, object picking, indoor navigation, between others.

Most of the time these operations are executed using an onboard camera, as such, keeping

the objective inside the eld of view is a major problem when external perturbations affect

the aircraft. To propose a solution to this problem, this thesis presents a robust image-based

visual servoing -control- design for a quadrotor unmanned aerial vehicle performing visual

target-tracking operations in the presence of turbulent winds. Visual data, extracted by the

analysis of critical image features, is processed to control the positioning and heading of

the aerial vehicle. The image acquisition algorithm considers a virtual camera approach,

which produces an image insensitive to the roll and pitch movements. The previous image

operations and the quadrotor modeling are performed using the quaternion rotational repre-

sentation, which avoids many of the well-known Euler angle singularities. Additionally, a

novel adaptive non-singular fast terminal sliding mode strategy is introduced to minimize the

visual servoing error. Unlike other sliding mode methods, the proposed approach reduces

the complexity of the system due to the reduction of control parameters, while providing

practical nite-time convergence, robustness against bounded external disturbances as well

as model uncertainties, non-overestimation of the control gains, and chattering attenuation.

Furthermore, the stability of the system in a closed loop is guaranteed through the Lyapunov

stability analysis. Finally, the proposed control algorithm is extensively tested using the

Gazebo/ROS simulator which provides a close-to-real-life insight into the performance of

the system comparing it to the same scenario using the Euler angles representation.

Maestría en Ciencias de la Ingeniería

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA AERONÁUTICAS AERONAVES

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

EFFICIENT FLUORESCENT AND PHOSPHORESCENT OLEDs BY SPIN COATING TECHNIQUE AND A NEW ANODE BASED ON CONDUCTIVE PEDOT:PSS

Luis Abraham Lozano Hernández (2020, [Tesis de doctorado])

"Fluorescent and phosphorescent Organic Light Emitting Diode (OLED) devices were fabricated by solution process and optimized. From their basic characterization (J-V-L curves, electroluminescence spectra) external quantum efficiency (EQE) was calculated. Two small molecule, carbazole derivatives (CZ-1 and CZ-2), previously reported and used for OLEDs showed very good luminances (~ 4000 cd/m2) and current densities (< 200 mA/cm2) resulting in a high EQE (9.5 %). Likewise, fluorescent OLEDs based in the new polymer PF-2F presented an acceptable performance even on a simple architecture with a good EQE (2.6 %), photoluminescence quantum yield (PLQY) about 1 and excellent properties of processability. The influence of its CF3 group in the optical, chemical, electronic and mechanical properties in OLEDs was determined.

Also, a new family of three fluorescent oligomers (BT-F32, BT-F42 and BT-F52) with excellent properties in solution, high PLQY (~1) and highly luminescent, were used in simple and multilayer OLEDs achieving a very high luminance (29 499 cd/m2). These oligomers have different chain lengths, which influence the device luminance, efficiency and their lifetime. Lifetime was monitored and the stretched exponential decay (SED) model was used in order to obtain the device half-life (LT50). Also, phosphorescent devices, based on a host/guest system (PVK:Ir(ppy)3), were prepared, the influence of the electron transport layer (ETL) into the electron/hole ratio was analyzed.

By using a new proposed method, a PEDOT:PSS anode was developed and applied in rigid and flexible substrates, with low sheet resistance (40 Ω/□) and acceptable transmittance (> 85%). This new proposed method consists in volume evaporation, in which basically the loss of water induces closeness among the conductive fractions of PEDOT. This PEDOT:PSS anode easy of fabricating following an economical procedure could be applied not just in OLEDs but in other optoelectronic devices such as organic photovoltaic cells (OPVs), perovskite solar cells (PeSCs), etc."

OLEDs Fluorescence Phosphorescence PEDOT:PSS Polymer Anode INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES