DYNA

Impact of printing strategies and thermal debinding atmosphere on the microstructure and mechanical properties of M2 tool steel produced via fused filament fabrication

Abstract This research investigates the effects of printing strategies and thermal debinding atmosphere on the microstructure and mechanical properties of M2 tool steel samples obtained by Fused Filament Fabrication. A comparative analysis was conducted between concentric and linear printing patterns. Printed samples were subjected to different thermal debinding heating rates in nitrogen and vacuum atmospheres to evaluate their effects on mechanical properties, such as microhardness and Transverse Rupture Strength (TRS). The assessment of the results showed a consistent correlation between microstructure and mechanical properties, confirmed by metallography and ANOVA statistical test studies. The study concluded that a nitrogen atmosphere enhances densification and strength by retaining higher carbon content, whereas a vacuum atmosphere leads to increased porosity and reduced strength. Finally, these findings offer valuable insights for optimizing sintering processes to improve material properties.

Resumen Esta investigación indaga el efecto de la estrategia de impresión y de la atmósfera de despolimerizado térmico en la microestructura y las propiedades mecánicas de muestras de acero M2 obtenido mediante fabricación con filamento fundido. Se realizó un análisis comparativo entre patrones de impresión concéntricos y lineales. Las muestras impresas se sometieron a diferentes velocidades de despolimerizado térmico en atmósferas de nitrógeno y vacío para evaluar sus efectos sobre las propiedades mecánicas, como la microdureza y la resistencia a la ruptura transversal (TRS). La evaluación de los resultados mostró una correlación continua entre la microestructura y las propiedades mecánicas, confirmada mediante metalografía y pruebas estadísticas ANOVA. El estudio concluyó que una atmósfera de nitrógeno mejora la densificación y la resistencia mecánica al retener un mayor contenido de carbono; mientras que una atmósfera de vacío aumenta la porosidad y reduce la resistencia. Estos hallazgos ofrecen información valiosa para optimizar los procesos de sinterización para mejorar las propiedades de los materiales.

Mapping the evolution of drone-based last-mile delivery: a bibliometric analysis with field insights from Colombia

Abstract The article combines a bibliometric analysis of 301 studies (2019-2025) with a survey of 70 Colombian logistics leaders. It identifies an annual scientific growth rate of 14.96 %, with emerging emphasis on sustainability, optimized routes, and hybrid truck-drone fleets. Respondents report key barriers: air-space regulation (80 %), limited payload capacity (65.7 %), insufficient infrastructure (64.3 %), and concerns about security, privacy, and high up-front costs. Integrating both approaches, the authors propose an urban pilot inspired by Milan, tailored to the Colombian context, profitable even at 50 % utilization and yielding a return above 90 % in the first year. They conclude that last-mile drone adoption demands clear regulatory frameworks, infrastructure investment, and risk-management strategies to build trust among users and operators.

Resumen El artículo combina un análisis bibliométrico de 301 estudios (2019-2025) con una encuesta a 70 líderes logísticos colombianos. Detecta un crecimiento científico anual del 14,96 %, con énfasis emergente en sostenibilidad, rutas optimizadas y flotas híbridas camión-dron. Los encuestados señalan como principales barreras la regulación del espacio aéreo (80 %), la escasa capacidad de carga (65,7 %), la falta de infraestructura (64,3 %), además de preocupaciones sobre seguridad, privacidad y altos costos iniciales. Integrando ambos enfoques, los autores proponen un piloto urbano inspirado en Milán, adaptado al contexto colombiano, rentable incluso con una utilización del 50 %, generando un retorno superior al 90 % en el primer año. Concluyen que la adopción de drones en la última milla exige marcos regulatorios claros, inversión en infraestructura y gestión de riesgos para generar confianza entre usuarios y operadores.

Improvement of the efficiency of hospital care: a simulation-based approach

Abstract This article analyses the implementation of lean manufacturing tools integrated with industry 4.0 technologies, specifically with the discrete event simulation, to improve the operational performance of hospital processes. This study applied a quantitative and experimental methodological approach to the implementation of lean healthcare (LH) to reduce waste. Thus, statistical and scenario modelling tools called ExpertFit and Experimenter are employed using FlexSim software in the healthcare environment. Here, a detailed diagnosis of critical processes is performed, with emphasis on identifying bottlenecks in patient weighing, triage and surgery. The results reveal significant limitations in the responsiveness of the system to sudden increases in demand. The simulation model then proposes a structural intervention involving the addition of four nurses and three doctors. This reveals a potential increase in operational efficiency of up to 36.8% over the projected demand. Finally, this study highlights the relevance of the methodological integration of LH as a strategy for the systematic elimination of waste and the promotion of a culture of continuous improvement in decision-making. This multidimensional approach provides a transferable analytical framework for both academic researchers and healthcare professionals, contributing to the development of more efficient and adaptable hospital management models.

Resumen Este artículo analiza la implementación herramientas lean manufacturing integradas con tecnologías de la industria 4.0, específicamente con la simulación de eventos discretos para la mejora del rendimiento operacional de procesos hospitalarios. Para el estudio se aplica un enfoque metodológico cuantitativo y experimental con la implementación lean healthcare (LH) que permite reducir los desperdicios. Así, se emplean herramientas estadísticas y de modelamiento de escenarios denominadas ExpertFit y Experimenter utilizando el software FlexSim en el entorno sanitario. Aquí, se realiza un diagnóstico detallado de los procesos críticos, con énfasis en identificar cuellos de botella en el pesaje de pacientes, triaje y cirugías. Los resultados revelan limitaciones significativas en la capacidad de respuesta del sistema ante incrementos súbitos de demanda. Luego, el modelo de simulación propone una intervención estructural que contempla la incorporación de cuatro profesionales de enfermería y tres facultativos doctores. Esto revela un incremento potencial de la eficiencia operativa de hasta 36.8% con respecto a la demanda proyectada. Finalmente, el estudio destaca la relevancia de la integración metodológica de LH como estrategia para la eliminación sistemática de desperdicios y la promoción de una cultura de mejora continua en la toma de decisiones. Este enfoque multidimensional proporciona un marco analítico transferible tanto para investigadores académicos como para profesionales del sector salud, contribuyendo al desarrollo de modelos de gestión hospitalaria más eficientes y adaptables.

Safety competency model for drillers in open-pit mines: application of functional analysis and developing a curriculum in Mexican mining

Abstract Although mining is a primordial economic activity in Mexico, it presents high-rate occupational risks, especially in drilling operations. Only 1% of the workforce is involved in this activity, yet it accounts for 8% of fatal occupational accidents. The objective of this study is to identify the safety competencies required for the driller profile and to evaluate the impact of training designed based on the identified competencies. The implemented methodology combines the International Labor Office´s recommendations for identifying critical job competencies and functional analysis with the Developing a Curriculum matrix. Diagnostic examination instruments were developed. The evaluation applied to eight drillers indicated that 75% met the required competencies; non-competent personnel received the corresponding training to achieve competency. The results show a decrease in safety indicators, such as injuries and accidents.

Resumen A pesar de que la minería representa una actividad clave para la economía mexicana, presenta altos riesgos de trabajo, en especial en actividades de perforación. Solo el 1% de la fuerza laboral participa en esta actividad, concentrando el 8% de los accidentes ocupacionales fatales. El objetivo del este trabajo es identificar las competencias de seguridad del puesto de perforista y evaluar el impacto de la capacitación creada a partir de las competencias identificadas. La metodología empleada combina las recomendaciones de la Organización Internacional del Trabajo para identificar competencias críticas, el análisis funcional y la matriz Desarrollo de un Curriculum. Se diseñaron instrumentos de evaluación diagnóstica de los perforistas. La evaluación aplicada a ocho perforistas indica que el 75% cumplía con las competencias requeridas, el personal no competente recibió la capacitación correspondiente para acreditar la competencia. Los resultados indican una disminución en los indicadores de seguridad, tales como lesiones y accidentes.

Technical and economic analysis of alternatives for the construction of tertiary roads in Colombia

Abstract This article aims to describe the design methods for the construction of tertiary roads in Colombia. A detailed compilation of alternatives currently recommended in technical documents was carried out. Subsequently, pavement designs were developed considering different soil types, traffic levels, climatic conditions, and materials. In total, 410 alternatives were obtained, including pavements with surface treatments, flexible, semi-rigid, rigid, and plain-concrete strip structures. Based on critical conditions (soil, traffic, and climate), seven alternatives were selected for economic analysis. Multi-criteria analyses using the Selection by Advantage method were conducted to identify the best alternative from the technical, environmental, and economic perspectives. Results indicate that semi-rigid pavements present greater feasibility compared to current practices, as they exhibit lower thicknesses, reduced costs, and higher potential for material recycling at the end of their service life.

Resumen Este artículo tiene como objetivo describir los métodos de diseño para la construcción de vías terciarias en Colombia. Se efectuó una compilación detallada de alternativas actualmente recomendadas en documentos técnicos. Posteriormente se realizó el diseño de pavimentos considerando diferentes tipos de suelo, niveles de tránsito, clima y materiales. En total, fueron obtenidas 410 alternativas que involucran pavimentos con tratamientos superficiales, flexibles, semirrígidos, rígidos y placa huella. A partir de las condiciones críticas (suelo, tránsito y condiciones climáticas) se seleccionaron siete alternativas en las cuales fueron realizados análisis económico. Análisis multicriterio bajo el método de selección por ventaja fueron realizados para seleccionar la mejor alternativa desde el punto de vista técnico, ambiental y económico. Resultados indican que pavimentos semirrígidos se presentan mayor viabilidad en referencia a las técnicas actuales, dado que exhiben menores espesores, costo y mayor capacidad de reciclaje de materiales al final de su vida útil.

Dam break analysis in Andean mountainous areas using numerical simulation in Iber

Abstract Currently, dams are subject to new requests such as overtopping or dam break. In Andean cities above 2800 meters above sea level the topographic, hydrological and geological conditions differ from those in flatter regions. This study proposes the numerical simulation in the Iber software of a dam break situated in the central Andes of Ecuador. The passage of the flood wave downstream of the dam will be analyzed to identify potential impact zones in the urban area and civil infrastructure, considering clear water and clear water with sediment transport. Additionally, a hazard and impact assessment will be conducted using two international codes: the Spanish code RD9/2008 and the code from the U.S. Federal Emergency Management Agency (FEMA). The results obtained show a similarity with other studies regarding the breach hydrograph with and without sediments; Furthermore, the impact zones and the differences in the analyzed hazard codes can be observed.

Resumen Actualmente las presas están sujetas a nuevos escenarios como el sobrevertido por coronación o la rotura de la presa. En ciudades andinas que se encuentran por encima de los 2800 m.s.n.m. las condiciones topográficas, hidrológicas y geológicas son diferentes con otras regiones más planas. Este estudio plantea la simulación numérica en el software Iber de la rotura de una presa implantada en los andes centrales del Ecuador. Se analizará el tránsito de esta crecida hacia aguas abajo de la presa, a fin de identificar posibles zonas de afectación a la zona urbana e infraestructura civil considerando agua clara y agua clara con transporte de sedimentos. Además, se realizará un análisis de peligrosidad y grado de afectación utilizando dos códigos internacionales, los cuales son: el código español RD9/2008 y el código de la Agencia Federal para el manejo de Emergencias norteamericano FEMA. Los resultados obtenidos muestran similitud con otros estudios en cuanto al hidrograma de rotura con y sin sedimentos; adicionalmente se puede evidenciar las zonas de afectación y las diferencias de los códigos de peligrosidad analizados.

Methods for determining the structural strength of reinforced concrete beams with hybrid nodes

Abstract Hybrid nodes of concrete beams and secondary steel beams cause disturbance and reductions in the load-bearing capacity of the cross-section, which can be compensated for by using suspension stirrups in the node area. These elements allow cracking to be controlled and redirect loads from the tension area to the compression zone, significantly improving the overall strength of the assembly. The stress-strain study, conducted using Abaqus software, supports experimental observations by providing insight into the stress trajectories. This integration with the cracking study led to the formulation of a structural model based on the strut-and-tie model, which was applied to the design of the structural node. A procedure is also proposed for calculating the structural capacity of reinforced concrete beams with hybrid connections and suspended stirrups, based on the theoretical strength of the reinforced concrete beam’s cross-section.

Resumen Los nudos híbridos de vigas de hormigón y vigas secundaria de acero originan una perturbación y reducción de la capacidad resistente de la sección transversal, lo cual puede compensarse mediante el uso de estribos suspensores en la zona del nudo. Estos elementos permiten controlar la fisuración y redirigir las solicitaciones desde el área traccionada hacia la zona comprimida, mejorando notablemente la resistencia del conjunto. El estudio tenso - deformación realizado con apoyo del software Abaqus, respalda las observaciones experimentales comprendiendo las trayectorias de esfuerzos. Esta integración con el estudio de fisuración llevó a la formulación de un modelo estructural basado en el modelo de bielas y tirantes aplicado al diseño del nodo estructural. Asimismo, se plantea un procedimiento para calcular la capacidad estructural de vigas de hormigón armado con conexiones híbridas y estribos suspendidos, basado en la resistencia teórica de la sección transversal de la viga de hormigón armado.