Ciencia en Desarrollo

A methodology for treating multicolinearity via multidimensional scaling

Resumen Se presenta el escalamiento multidimensional como estrategia alternativa para tratar el problema de multicolinealidad en el análisis de regresión múltiple, cuando las variables regresoras son cualitativas, cuantitativas o mixtas (cuantitativas y cualitativas) y la variable respuesta es continua. El propósito es obtener la matriz de coordenadas principales usando como métrica la distancia de Gower si las variables predictoras son mixtas o, en caso contrario, otra distancia de tipo Euclideana, y a partir de esta matriz estimar el modelo de regresión. Para observar las bondades del método propuesto, se realizan dos casos de simulación: el primero sin presencia de multicolinealidad y el segundo con presencia de multicolinealidad. Se muetran dos casos de aplicación analizados por [46] mediante regresión múltiple, en los casos simulados y en las aplicaciones se utilizó el paquete estadístico R. Los resultados de las simulaciones y aplicaciones se comparan con la regresión múltiple clásica y la basada en componentes principales. El análisis propuesto es una alternativa de modelamiento que corrige la colinealidad y permite trabajar con variables explicativas sin pérdida de información; además, esta técnica al transformar las variables originales en coordenadas, en su modelamiento logra ocultar el efecto de las variables observadas, de manera que no se manipulen los resultados.

Abstract We present the multidimensional scaling analysis as an alternative strategy to treat the multicollinearity problem in the multiple regression analysis, when the regressor variables are qualitative, quantitative or mixed (quantitative and qualitative) and the response variable is continuous. Our purpose is to obtain the matrix of the principal coordinates, using as a metric the Gower distanc when the predictives variables are mixed, or otherwise, the researcher must select an appropriate Euclidean distance and with this matrix to estimate the regression model. To observe the kindness of the proposed method, two cases of simulation are realized: the first one without presence of multicolinearity and the second one with presence of multi-colinearity. Two application cases are illustrated, which were analyzed by [46] using multiple regressions. In both cases simulated and in the applications, the R package was used. The results of the simulations and applications are compared with the classical multiple regression and regression based on principal component. The analysis strategy proposal is an alternative modeling that corrects collinearity, and allows work with predicted variables without loss of information, Additionally, this technique when transforming the original variables into coordinates, in its modeling hides the effect of the observed variables, so that the results are not manipulated.

Applying anormal glow discharge as a caloric source

Resumen La tecnología del plasma es una ciencia que desde sus comienzos se encuentra en una constante evolución, desde aplicaciones para el tratamiento de materiales hasta aplicaciones ambientales. En particular el plasma de la descarga luminiscente ofrece una amplia gama de aplicaciones desde aplicaciones en plasmo-química hasta tratamientos termoquímicos de materiales. En el presente trabajo se busca aprovechar la generación de calor por parte de la descarga luminiscente de baja presión en corriente continua, debido a la transferencia de energía cinética desde el plasma hacia los electrodos. Para ello se diseñó un reactor cilíndrico que genera una descarga luminiscente de baja presión en una atmósfera de argón. El cátodo de la descarga lo constituye el electrodo interno, mientras que el ánodo, y al mismo tiempo la pared de la cámara, lo constituye un cilindro metálico externo, concéntrico al cátodo. Para mantener la descarga se utilizó una fuente de corriente continua pulsada y la descarga se generó a varias corrientes y en diferentes atmósferas gaseosas (N2, H 2 y Ar). Mediante medidas eléctricas de la descarga se determinó la potencia y consumo energético del reactor, comparándolo con los valores obtenidos para un dispositivo calefactor comercial basado en resistencias eléctricas.

Abstract Plasma technology is a science that is in a constant evolution from its beginnings, from applications from materials treatment until environmental applications. Particularly the glow discharge plasma offers a wide variety of uses, including plasma-chemical applications and thermo-chemical materials treatment. In the present work seeks to exploit the heat generation by the low pressure glow discharge, which is due to kinetic energy transfer from the plasma toward the electrodes. For this purpose a cylindrical reactor that generates a low-pressure glow discharge in gas argon was designed. The discharge cathode constitutes the internal electrode, while the anode, which also constitutes the chamber wall, is a metallic cylinder concentric to the cathode. To sustain the glow discharge a source of pulsed direct current is used and the discharge was generated at several currents in different gas atmospheres (N2, H2 y Ar). Through electrical measurements of the discharge parameters, power and energy consumption of the reactor is determined. These are compared with the values obtained for a commercial heating device based on electrical resistance.

Teaching and Implementation of the Hartree-Fock-Roothaan method for determining effective mass

Abstract One explanation of the phenomena associated to the behavior of electrons con- fned in a periodic lattice is proposed in this paper. The dynamics of the electrons can be determined more precisely using the mass efective approximation. We will carry this out using the Hartree-Fock-Roothaan method by emphasizing its usefulness in typical systems which requires this model for these calculations. An explanation and direct application of this method to a speciffic physics problem is show in this paper.

Resumen Una explicación de los fenómenos asociados al comportamiento de los electrones ned en una celosía periódica se propone en este documento. La dinámica de los electrones se puede determinar de manera más precisa usando la aproximación efectiva masiva. Lo haremos usando el método Hartree-Fock-Roothaan enfatizando su utilidad en sistemas típicos que requiere este modelo para estos cálculos. Una explicación y aplicación directa de este método a un problema específico de física se muestra en este documento.

Evaluation of processes to obtain silage of fish residues in animal feed

Resumen En el estudio se evaluaron procesos para la obtención de ensilaje de residuos de Trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) como alternativa para alimentación animal; para ello se utilizaron ocho tratamientos: cuatro ensilajes químicos, vísceras enteras + ácido fórmico, vísceras enteras + ácido acético, vísceras molidas + ácido fórmico, vísceras molidas + ácido acético; y cuatro biológicos; vísceras enteras + melaza, vísceras enteras + harina de yuca, vísceras molidas + melaza y vísceras molidas + harina de yuca; bajo un diseño completamente al azar. Las variables determinadas fueron pH, acidez titulable, consistencia, perfil microbiológico y la caracterización nutricional mediante análisis de composición química y pruebas de digestibilidad in vitro. Para el pH, los tratamientos con adición de ácido fórmico presentaron valores inferiores (3.26); para la acidez titulable, los tratamientos con inclusión de melaza generaron porcentajes más altos (3.78 y 3.56%), los ensilados preparados con vísceras enteras lograron un grado de licuefacción mayor (9.75 - 20.38 cm/30s), la digestibilidad in vitro de la materia seca de los ensilajes estuvo por encima del 96% y esta fue equivalente a la encontrada en la harina de pescado. Los ensilajes constituyen una alternativa de buena calidad para alimentación animal debido al contenido de nutrientes que presentan.

Abstract The study evaluated processes to obtain silage of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) as an alternative in animal feed. Eight treatments were used: four chemical silages, whole viscera with formic acid, whole viscera more acetic acid, viscera milled with formic acid, viscera milled more acetic acid and four biological: whole viscera more molasses, whole viscera with cassava meal, milled viscera more molasses and viscera milled with cassava meal. The design was completely random. The determined variables were pH, titrated acidity, consistency, microbiological profile and nutritional characterization by chemical composition analysis and in vitro digestibility tests. The pH in the treatments with addition of formic acid presented lower values (3.26); Titrated acidity in treatments including molasses generated higher percentages (3.78 and 3.56%), Silages prepared with whole viscera achieved a higher degree of liquefaction (9.75 - 20.38 cm / 30s), The in vitro digestibility of dry matter of silage was above 96%, equivalent to that found in fish meal. Silages are an alternative of good quality for animal feed due to the content of nutrients that they present.

Standardization of a Chromatographic Method for the Identification of Giberelic Acid in Corn Seeds (Zea mays L.)

Resumen El maíz (Zea mays L.) es uno de los cereales de mayor importancia a nivel mundial por sus múltiples aplicaciones industriales; además, por tener tiempos de germinación cortos, es útil en diversos procesos experimentales. En la búsqueda de nuevas alternativas que aceleren los procesos de germinación de semillas, la estimulación de las fitohormonas es un mecanismo que cada vez presenta más estudios en la literatura con el fin de aumentar la productividad en el sector agrícola en productos de alto consumo como lo son los cereales. Dentro de estas moléculas, el ácido giberélico ha sido empleado de diversas maneras para promover estos procesos. Por esta razón, se hace necesario la implementación de técnicas analíticas que permitan identificar y cuantificar esta fitohormona de manera rápida y eficaz. En este estudio se realizó la estandarización de un método por cromatografía líquida de alta eficiencia con arreglo de diodos para la identificación del ácido giberélico en semillas de maíz germinadas. Las mejores condiciones encontradas para el analito en estudio fueron: fase estacionaria reversa, fase móvil en gradiente de acetonitrilo-ácido fórmico 0.01%, flujo de 0.5 mL min-1, tiempo de corrida de 45.0 min. y longitud de onda de análisis 195 nm. Bajo estos parámetros el ácido giberélico tuvo un tiempo de retención de 16.670 ± 0.050 min. Estos resultados permitieron la identificación apropiada de esta fitohormona y se considera que las condiciones encontradas en este trabajo, podrían adaptarse para la determinación de este analito en otras matrices.

Abstract Corn (Zea mays L.) is one of the most important cereal worldwide, because of its multiple industrial applications; besides, by having short germination times, it is useful in experimental processes. In the search of new alternatives that fast up seed germination processes, phytohormone stimulation is a mechanism that increasingly presents more studies in the literature in order to increase productivity in the agricultural sector in high consumption products such as son cereals. Inside these molecules, gibberellic acid is used in several ways to promote these processes. This is why it is necessary to implement analytic techniques that allow the identification and quantification of this phytohormone in a fast and efficient way. In this study, standardization of a method through high performance liquid chromatography with diode array detection for identification of giberellic acid in germinated corn seeds, was made. The best found conditions for the studied analyte were: stationary phase reversed, mobile phase in gradient of acetonitrile formic acid 0.01%, flux 0.5 mL min-1, running time 45.0 min. and analysis wavelength 195 nm. Under these parameters, gibberellic acid had retention time of 16.670 ± 0.050 min. These results allowed the proper identification of this hormone and it is considered that they could be adapted to determine this analyte in other arrays.

Magneto-rheological Characterization of a Fluid Based on Mining Waste

Resumen Los fluidos magneto-reológicos (FMR) son materiales cuyas propiedades varían considerablemente en presencia de un estímulo externo, conocidos también como materiales inteligentes. La aplicación del campo magnético fue lograda a través de la construcción de un dispositivo que integra cuatro imanes de neodimio con la capacidad de producir un campo magnético sobre el FMR en un rango de 0 a 0,25 Teslas. Los análisis reológicos se realizaron en un reómetro rotacional Kinexus Pro con una geometría de cilindros concéntricos C25 y a este equipo se le integró el dispositivo con los imanes. Se fabricó una suspensión de partículas de magnetita con tamaño de 44,5 μπι dispersas en aceite, con concentraciones de trabajo de 5%, 10% y 15% en volumen. La caracterización magneto-reológica se realizó con un rango de tasa de cizalladura de 1 a 1000 s-1 y con variaciones de campos magnéticos de 0, 50, 100, 300, 600 y 1200 Gauss. En general se observa que el campo magnético influye en mayor proporción en la respuesta reológica que la cantidad volumétrica de sólidos para todas las suspensiones. Para suspensiones con fracción volumétrica de 5% se obtienen variaciones en la viscosidad hasta de 6 veces su valor; para suspensión con 10% se registran aumentos de 30 veces; y para suspensiones con 15% se obtienen cambios de 150 veces el valor de la viscosidad.

Abstract The magnetorheological fluids (FMR) are materials whose properties vary considerably in the presence of an external stimulus, also known as intelligent materials. The application of the magnetic field was achieved through the construction of a device that integrates four neodymium magnets with the capacity to produce a magnetic field on the FMR in a range of 0 to 0.25 Teslas. The rheological analyzes were performed on a Kinexus Pro rotational rheometer with a C25 concentric cylinder geometry and the device was integrated with the magnets. A slurry of magnetite particles of size 44.5 urn dispersed in oil was fabricated, with working concentrations of 5%, 10% and 15% by volume. The magnetorheological characterization was performed in a range of shear rate of 1 to 1000 s-1 and with magnetic fields from 0, 50, 100, 300, 600 y 1200 Gauss. In general, it is observed that the magnetic field influences in greater proportion in the rheological response that the volumetric quantity of solids for all the suspensions. For suspensions with a volumetric fraction of 5%, viscosity variations are obtained up to 6 times their value; for suspension with 10% increases are recorded 30 times; and for suspensions with 15% changes of 150 times the value of the viscosity are obtained.

Obtention of Cellulose Acetate Nanofiberes from Sugar Cane Bagasse

Abstract Cellulose is one of the oldest natural polymers; it is renewable, biodegradable, and can be derivatized to manufacture useful products. The electrospinning, a technique for the manufacture of nanofibers, has garnered attention in recent years due to its versatility and potential for applications in various fields such as biomedicine, tissue engineering and also filtration. In this study, cellulose acetate fibers have been obtained by electrospinning. To achieve these results, the cellulose was initially obtained from the sugarcane bagasse of local plantations in Moniquira, Boyaca, then cellulose was modified to obtain cellulose acetate, which has enhanced properties for electrospinning. Yarn parameters were determined, such as needle-manifold distance, flow rate, voltage and polymer concentration, among others. Instrumental analyses were carried out including Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Thermogravimetric Analysis (TGA). As a result, cellulose acetate fibers were obtained with an average diameter of 258 nm, with excellent properties such as temperature resistance. This was done in order to continue the work on nanofiber functionalization, as for example, cationization of cellulose and further addition of reactive dyes.

Resumen La celulosa es uno de los polímeros naturales más antiguos; es renovable, biodegradable, y puede ser derivatizada para la fabricación de productos útiles. El electrohilado, una técnica para la fabricación de nanofibras, ha llamado la atención en los últimos años debido a su versatilidad y potencial para aplicaciones en diversos campos como la biomedicina,la ingeniería de tejidos y la filtración. En este estudio, se han obtenido fibras de acetato de celulosa por electrohilado. Para lograr estos resultados, la celulosa se obtuvo inicialmente a partir de bagazo de caña de azúcar de las plantaciones locales en Moniquirá, Boyacá, a continuación, la celulosa se modificó para obtener acetato de celulosa, que ha mejorado las propiedades del electrohilado. Se determinaron los parámetros de hilado, tales como la distancia aguja-colector, velocidad de flujo, la tensión y la concentración de polímero, entre otros. Análisis instrumentales se llevaron a cabo incluyendo espectroscopia infrarroja (FTIR), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), y análisis termogravimétrico (TGA). Como resultado, las fibras de acetato de celulosa se obtuvieron con un diámetro medio de 258 nm, con propiedades excelentes tales como resistencia a la temperatura. Esta se hizo con el fin de continuar el trabajo de funcionalización de nanofibras, como por ejemplo, la cationización de celulosa y posterior adición de colorantes reactivos.