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CIENCIA-INVESTIGACIÓN Y SOCIEDAD

Pore resistance limitations from EIS data for the evaluation of organic DTM coatings based on a self-crosslinking acrylic resin

Resumen Las resinas acrílicas base agua del tipo autoreticulables son usadas actualmente en la formulación de pinturas usadas para la protección de materiales expuestos a la corrosión atmosférica. Estas resinas, dada su denominación de “autoreticulables”, inician su proceso de “entrecruzamiento”, una vez son aplicadas sobre la superficie previamente preparada. Se espera que con el tiempo incrementen su protección, debido a su mecanismo de curado (autoreticulación) Láminas metálicas recubiertas con estas resinas fueron sometidas a la evaluación bajo condiciones simuladas de Niebla Salina Neutra (ASTM B117), Niebla Salino- Ácida (ASTM G85 A1) y Cámara Húmeda (ASTM D4585). Los procesos de degradación del recubrimiento fueron monitoreados mediante pruebas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y, asimismo, se realizaron observaciones visuales, de acuerdo con las normas ASTM D714 y ASTM D610, buscando identificar y cuantificar la aparición de ampollas y productos de corrosión, correspondientemente. Los resultados revelaron que, para la evaluación en cámara salina estándar (NSS) y salino-ácida o acidulada, las rápidas caídas de resistencia de poros (Rpo) para el sistema de recubrimientos eran coincidentes con la formación de ampollas. Contrario a lo anterior, los resultados en la cámara húmeda mostraron incrementos en la Rpo, lo que evidencia desde el punto de vista eléctrico una mayor oposición al paso de corrientes, no obstante, se observó la aparición efectiva de ampollas sobre la superficie recubierta.

Abstract Self-crosslinking Water-based acrylic resins are currently widely used in the formulation of paints for the protection of materials exposed to atmospheric corrosion. These resins, given their “self-crosslinking” designation, initiate their crosslinking process once they are applied on a previously prepared surface. It is expected that with time they will increase their protection, due to their continuing self-crosslinking mechanism. In this work, metallic plates coated with these resins were evaluated under simulated salt neutral spray (ASTM B117). The coating degradation processes were monitored by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and visual inspection, according to ASTM D610 and ASTM D714, aiming to identify and quantify the appearance of blistering and corrosion products. The results revealed rapid drops in pore resistance (Rpo) for systems exposed to neutral salt spray (NSS), saline-acidic or acidified conditions, which coincided with the formation of blisters. On the contrary, the systems in the wet chamber showed an increase in the Rpo, which evidences from an electrical point of view a greater opposition to the passage of current. Notwithstanding, still the appearance of blisters on the coated surfaces was observed.

Long-Term Voltage Stability Using Load Models In Electric Power Systems

Resumen La estabilidad de voltaje es un tema fundamental en el estudio y análisis de todos los sistemas de potencia, por lo cual en el presente trabajo se trata esta problemática utilizando el método de la continuación aplicado a los flujos de potencia (CPF, por sus siglas en ingles), al cual mediante la reformulación de potencias especificadas se procede a incluir ecuaciones que representan los diferentes modelos de carga. Con esto se busca realizar una comparación de los puntos de colapsos obtenidos con y sin modelos de carga, de esta manera poder analizar las diferencias que se presentan entre los dos resultados. Las pruebas del estudio se realizan mediante un código realizado en Matlab, el cual utiliza los datos del sistema IEEE de 9 barras. Este código permite obtener la curva PV de la barra a ser analizada, dando como resultado el punto de colapso obtenido sin incluir un modelo de carga y el punto de colapso con modelo de carga. En base a esto se realiza una comparación entre un análisis de estabilidad de voltaje utilizando el método CPF convencional y otro en el cual se incluya modelos de cargas. Los resultados encontrados permiten establecer que el efecto de los modelos de carga en la estabilidad de voltaje es menor conforme el sistema entra en situaciones de inestabilidad.

Abstract Voltage stability is a fundamental issue in the study and analysis of all power systems, which is why in this paper this problem is addressed using to Continuation Power Flows method (CPF, for its acronym in English), which through the reformulation of specified powers we proceed to include equations that represent the different load models. This is to make a comparison of the collapse points obtained with and without load models, in this way to be able to analyze the differences that occur between the two results. The tests of the study are carried out using a code made in Matlab, which uses the data of the IEEE 9-bar system. This code allows obtaining the PV curve of the bar to be analyzed, resulting in the collapse point obtained without including a load model and the collapse point with a load model. Based on this, a comparison is made between a voltage stability analysis using the conventional CPF method and another that includes load models. The results found to allow us to establish that the effect of the load models on the voltage stability is less as the system enters situations of instability.

Literary review of economic environmental dispatch considering bibliometric analysis

Resumen El presente documento realiza un análisis bibliométrico del tema “Environmental Economic Dispatch” para conocer la evolución y las características de su producción científica. Se analizan 736 documentos publicados entre 2000 y 2020 y de estos se extrae los 15 más relevantes, estos serán analizados a detalle tomando en consideración indicadores como el año de publicación, el tema, revista de indexación, cantidad de citas, la temática que aborda y la metodología propuesta. Toda la información se obtuvo de la base de datos Web Of Science (WOS), se empleó esta debido a su alto factor de impacto. En la metodología se expone en análisis bibliométrico que se realizó en el software Vosviewer, el tipo de análisis que se empleo es el de citación y las unidades de análisis trabajadas son las de documentos, fuentes, autores, organizaciones y países. Las unidades de análisis poseen métricas y tablas que ayuden al lector a recopilar la información mostrada de mejor manera, tomando en consideración la cantidad de citas y la cantidad de documentos. En la revisión literaria, se analiza a profundidad los 15 documentos más relevantes obtenidos en el análisis bibliométrico, además se adjunta una tabla a modo de resumen de la temática y metodología propuesta por estos documentos para que el lector sea capaz de identificar más rápido cada uno de estos. En los resultados se destaca el documento más completo para las temáticas propuestas y el documento más citado. Este artículo será una guía útil para los investigadores.

Abstract This document performs a bibliometric analysis of the topic “Environmental Economic Dispatch” to know the evolution and characteristics of its scientific production. A total of 736 documents published between 2000 and 2020 are analyzed and from these the 15 most relevant ones are extracted, these will be analyzed in detail taking into consideration indicators such as the year of publication, the subject, indexing journal, number of citations, the topic addressed and the proposed methodology. All the information was obtained from the Web of Science (WOS) database, which was used due to its high impact factor. In the methodology, the bibliometric analysis was performed in the Vosviewer software, the type of analysis used is that of citation and the units of analysis used are those of documents, sources, authors, organizations, and countries. The units of analysis have metrics and tables that help the reader to compile the information shown in a better way, taking into consideration the number of citations and the number of documents. In the literature review, the 15 most relevant documents obtained in the bibliometric analysis are analyzed in depth, and a table is attached as a summary of the subject matter and methodology proposed by these documents so that the reader will be able to identify each of them more quickly. The results highlight the most complete document for the proposed topics and the most cited document. This article will be a useful guide for researchers.

Analysis of trends in soil recovery using technological surveillance

Resumen Las actividades antropogénicas han afectado recursos naturales limitados, como el recurso suelo, el cual soporta diferentes actividades que se pueden considerar indispensables para la humanidad. En este sentido, la salud del suelo es ampliamente estudiada desde lo académico, especialmente en el contexto de la recuperación de suelos degradados. Así, el presente documento desarrollo una vigilancia tecnológica que permitirá analizar la información disponible relacionada a técnicas de recuperación de suelos degradados, lo que permite presentar un contexto general, las técnicas y estudios más significativos del área. La vigilancia se realizó empleando las bases de datos de Scopus y ESPACENET, que corresponden a la búsqueda de artículos científicos y patentes, respectivamente. Se evaluaron indicadores relacionados al número de publicaciones, tipo de publicación, registro de patentes por país, entre otros. Se encontraron más de 22.907 artículos y 380 patentes que correspondían al objeto de la búsqueda. Estas investigaciones e invenciones se relacionan, en su mayoría, a procesos de fitorremediación enfocados en la problemática de contaminación de suelos por metales pesados, y se desarrollan en países como China y Estados Unidos, lo que se asocia al crecimiento de procesos agroindustriales altamente tecnificados, la mitigación de la degradación por contaminación antrópica y la búsqueda del desarrollo sostenible.

Abstract Anthropogenic activities have affected limited natural resources, such as the soil, which supports different activities considered essential for humanity. Consequently, soil health is widely studied by academia, especially in the recovery of degraded soils. Thus, this document developed a technological surveillance that will allow the analysis of the available information related to recovery of degraded soils techniques; this will allow to present a general context, the relevant techniques, and studies in the area. Technological surveillance was carried out using Scopus and ESPACENET databases, which regard to the search for scientific articles and patents, respectively. Different bibliometric indicators were evaluated, such as: number of publications, type of publication, patent registration per country, among others. More than 22.800 articles and 380 patents were found that matched the object of the search. These investigations and inventions are mostly related to phytoremediation processes focused on soil contamination by heavy metals issues and developed in China and the United States, this is related to the growth of intensive technification of agroindustry, the mitigation of the degradation of the soil resource by anthropic contamination, and the sustainable development objectives.

Modeling of hydrological processes applying artificial intelligence techniques: a systematic literature review

Resumen El campo de la hidrología es una de las ciencias que se enfoca en el estudio, la planificación y la cuantificación del recurso hídrico, generando una magnitud significativa de datos, los cuales son indispensables en la rama de la ingeniería civil. Actualmente dichos datos son analizados por una variedad de técnicas, que entre las predominantes son las de inteligencia artificial (IA) exclusivamente aplicadas al modelamiento de procesos hidrológicos como lluvia-escorrentía, inundaciones, sequías, evapotranspiración, nivel de lagos y predicción de caudales. El presente documento realizó una revisión sistemática de la literatura publicadas entre los años 2015 al 2021 en las diversas bases de datos como, Scopus, Springer Link, EBSCOhost, SciELO y ScienceDirect. Para ello se estableció un proceso de protocolo en el cual se introduce la base de datos seleccionada, definición de términos de búsqueda y filtros de selección. En efecto después de considerar el proceso de protocolo se obtuvieron 50 artículos indexados además de 4 artículos y 1 libro de páginas web. Como consecuencia se encontró que las redes neuronales artificiales (RNA) son las técnicas más utilizadas para el modelamiento de procesos hidrológicos donde con innovadores lenguajes de programación se pueden codificar con mucha mayor versatilidad. A la fecha el uso de RNA se las está implementando con otras técnicas para generar modelos híbridos que permiten obtener mejores estimaciones.

Abstract The field of hydrology is one of the sciences that focuses on the study, planning and quantification of water resources, generating a significant amount of data, which are indispensable in the branch of civil engineering. Currently these data are analyzed by a variety of techniques, among the predominant ones are artificial intelligence (IA) exclusively applied to the modeling of hydrological processes such as rain-runoff, floods, droughts, evapotranspiration, lake level and flow prediction. This document carried out a systematic review of the literature published between the years 2015 to 2021 in the various databases such as Scopus, Springer Link, EBSCOhost, SciELO and ScienceDirect. For this, a protocol process was established in which the selected database, definition of search terms and selection filters are entered. Indeed, after considering the protocol process, 50 indexed articles were obtained in addition to 4 articles and 1 book of web pages. As a consequence, it was found that artificial neural networks (ANNs) are the most widely used techniques for modeling hydrological processes where, with innovative programming languages, they can be encoded with much greater versatility. To date, the use of RNA is being implemented with other techniques to generate hybrid models that allow obtaining better estimates.

Compressive Strengths Prediction for Concrete with Partial Plastic Fine Aggregate using Neural Network and Reviews

Abstract In recent past years, plastic waste has been a environmental menace. Utilization of plastic waste as fine aggregate substitution could reduce the demand and negative impacts of sand mining while addressing waste plastic challenges. This study aims at evaluating compressive strengths prediction models for concrete with plastic-mainly recycled plastic-as partial replacement or addition of fine aggregates, by use of artificial neural networks (ANNs), developed in OCTAVE 5.2.0 and datasets from reviews. 44 datasets from 8 different sources were used, that included four input variables namely: -water: binder ratio; control compressive strength (Mpa); % plastic replacement or additive by weight and plastic type; and the output variable was the compressive strength of concrete with partial plastic aggregates. Various models were run and the selected model, with 14 nodes in hidden layer and 320,000 iterations, indicated overall root mean square error (RMSE) , absolute factor of variance (R2), mean absolute error (MAE) and mean absolute percentage error (MAPE) values of 1.786 MPa, 0.997, 1.329 MPa and 4.44 %. Both experimental and predicted values showed a generally increasing % reduction of compressive strengths with increasing % plastic fine aggregate. The model showed reasonably low errors, reasonable accuracy and good generalization. ANN model could be used extensively in modeling of green concrete, with partial waste plastic fine aggregate. The study recommends ANNs models application as possible alternative for green concrete trial mix design. Sustainable techniques such as low-cost superplasticizers from recycled material and cost-effective technologies to adequately sizing and shaping plastic for fine aggregate application should be encouraged, so as to enhance strength of concrete with partial plastic aggregates.

Resumen En los últimos años, los desechos plásticos han sido una amenaza para el medio ambiente. La utilización de desechos plásticos como sustitución de agregados finos podría reducir la demanda y los impactos negativos de la extracción de arena al tiempo que aborda los desafíos de los desechos plásticos. Este estudio tiene como objetivo evaluar modelos de predicción de resistencias a la compresión para concreto con plástico, principalmente plástico reciclado, como reemplazo parcial o adición de agregados finos, mediante el uso de redes neuronales artificiales (ANN), desarrollado en OCTAVE 5.2.0 y conjuntos de datos de revisiones. Se utilizaron 44 conjuntos de datos de 8 fuentes diferentes, que incluían cuatro variables de entrada, a saber: - relación agua: aglutinante; controlar la resistencia a la compresión (Mpa); % de reemplazo o aditivo de plástico por peso y tipo de plástico; y la variable de salida fue la resistencia a la compresión del hormigón con agregados plásticos parciales. Se ejecutaron varios modelos y el modelo seleccionado, con 14 nodos en la capa oculta y 320.000 iteraciones, indicó el error cuadrático medio general (RMSE), el factor de varianza absoluto (R2), el error absoluto medio (MAE) y el error porcentual absoluto medio (MAPE). ) valores de 1,786 MPa, 0,997, 1,329 MPa y 4,44%. Tanto los valores experimentales como los predichos mostraron un% de reducción generalmente creciente de las resistencias a la compresión con el aumento del% de agregado fino plástico. El modelo mostró errores razonablemente bajos, precisión razonable y buena generalización. El modelo ANN podría utilizarse ampliamente en el modelado de hormigón verde, con áridos finos de plástico de desecho parcial. El estudio recomienda la aplicación de modelos ANNs como posible alternativa para el diseño de mezclas de prueba de concreto verde. Deben fomentarse las técnicas sostenibles, como los superplastificantes de bajo costo a partir de material reciclado y las tecnologías rentables para dimensionar y dar forma adecuada al plástico para la aplicación de agregados finos, a fin de mejorar la resistencia del hormigón con agregados plásticos parciales.

Controlled release of Metoprolol Succinate from the organo-mineral complex Metoprolol Succinate-Montmorillonite

Resumen Debido a la necesidad actual de prolongar la acción de un fármaco y disminuir los efectos secundarios que se pueden generar en el paciente, se han incrementado los estudios científicos en la búsqueda de sistemas que den origen a la liberación controlada de fármacos. Este trabajo de investigación muestra el estudio de la cinética de liberación del fármaco Metoprolol Succinato in vitro a partir de la síntesis del complejo órgano-mineral Metoprolol Succinato (MPS)-montmorillonita (MMT) a pH 8. El estudio determinó la presencia del fármaco en el espacio interlaminar del aluminosilicato a partir de la técnica de difracción de rayos X de muestras policristalinas y otras técnicas analíticas espectroscópicas complementarias, obteniendo como resultado que la introducción del Metoprolol Succinato en la montmorillonita se debió a las interacciones de enlaces de hidrógeno y ion-dipolo y además se logró un 60% de eficiencia de encapsulación. Por último, el estudio de cinética para la liberación del fármaco muestra que el modelo que mejor se adaptó a los datos obtenidos de la liberación en el fluido gástrico simulado (SGF) fue el modelo de Korsmeyer-Peppas y en el caso del fluido intestinal simulado (SIF) se observó que se adecúa más a una cinética con un modelo de primer orden.

Abstract Due to the current need to prolong the action of a drug and reduce the side effects generated in the patient, scientific studies have increased in the search for systems that give rise to the controlled release of drugs. This research work shows the study of the release kinetics of the drug Metoprolol Succinate in vitro from the synthesis of the organo-mineral complex Metoprolol Succinate (MPS)-montmorillonite (MMT) at pH 8. This study determined the presence of the drug in the interlaminar space of the aluminosilicate from the X-ray diffraction technique of polycrystalline samples and other complementary spectroscopic analytical techniques, obtaining as a result that the introduction of Metoprolol Succinate in montmorillonite was due to the interactions of hydrogen bonds and ion-dipole and also a 60% encapsulation efficiency was achieved. Finally, the kinetic study for drug release shows that the model that best adapted to the data obtained from the release in simulated gastric fluid (SGF) was the Korsmeyer-Peppas model, and in the case of simulated intestinal fluid (SIF), it was observed that it is more suitable to kinetics with a first-order model.