Ciencia en Desarrollo

Growth and development simulation model of potato

Resumen En aras de contribuir al desarrollo tecnológico del sistema productivo de la papa criolla, se desarrolló la presente investigación cuyo objetivo fue adaptar el paradigma fuente-demanda a los procesos de captura y asignación de nutrientes para simular el crecimiento y desarrollo de la planta de papa criolla. Se presenta el proceso de formulación, parametrización y evaluación de un modelo demográfico basado en la fisiología de la papa criolla Solanum phureja cv. Criolla Colombia; Se incluyeron dos variables climáticas, temperatura y radiación solar para simular los procesos de fotosíntesis, respiración, asignación selectiva y acumulación de biomasa. Se compararon los resultados de la simulación con datos de campo independientes a los que fueron empleados para parametrizar el modelo y se encontró un adecuado ajuste en cuanto al crecimiento de raíces, tallos, hojas, estolones y tubérculos.

Abstract In order to contribute to the technological development of the potato crop system, the present study was developed with the aim of adapt the supply - demand paradigm to the resource capture processes and allocation of nutrients to simulate the growth and development of the Criolla Colombia variety potato plant. In this paper the process of formulation, parameterization and evaluation of a physiology based demographic model of potato (Solanum phureja) is presented; Two climatic variables were included, the temperature as a thermal time and solar radiation to simulate the photosynthesis, respiration, selective allocation and biomass distribution. The results of the simulation were compared with the independent field data of those used to parameterize the model and found an adequate adjustment in the growth of roots, stems, leaves, stolons and tubers.

Propagation and in vitro tuberization of two varieties of potato

Resumen La investigación se realizó en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia con el propósito de conocer el comportamiento in vitro y evaluar una metodología para propagación de plántulas y producción de microtubérculos de dos variedades de papa (Solanum tuberosum L. ssp andígena) Diacol Capiro y Parda Pastusa, a partir de segmentos nodales obtenidos de tubérculos suministrados por el ICA, desinfectados con NaOCl al 10 %, multiplicados en medio MS y MS+ANA (0.02 mg L-1) y enraizados con ANA o AIB adicionados al medio de cultivo o aplicados en pulsos de 30 segundos. Posteriormente, segmentos uninodales micropropagados se cultivaron en medio para tuberización, observándose una mayor producción en MS suplementado con 2.5 mg L-1 de BA y 8 % de sacarosa en las dos variedades. Los protocolos desarrollados en el presente estudio permitieron la obtención masiva de plántulas y la producción de microtubérculos de Diacol Capiro y Parda Pastusa; las plántulas y microtubérculos desarrollados pueden ser cultivados bajo condiciones controladas para la producción de semilla pre-básica.

Abstract This study was conducted in the Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales of the Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia with the purpose of acquiring knowledge on the behavior under in vitro conditions as to evaluate a methodology for the micropropagation of plantlets and the production of microtubers from two varieties of potato (Solanum tuberosum L. ssp andigena) Diacol Capiro and Parda Pastusa. The nodal segments provided by the ICA were disinfected with 10 % NaOCl, Then cultured for multiplication in MS medium and MS+NAA (0.02 mg L-1). For the rooting process, NAA or IBA was added into the culture medium or applied in 30 seconds pulses. Subsequently, micropropagated uninodal segments were cultured in tuberization medium, showing an increase in production when supplemented with BA (2.5 mg L-1) and with 8 % saccharose in the two varieties. The protocols developed in this study allow a large number of micropropagated plantlets and production of microtubers of Diacol Capiro and Parda Pastusa; the plantlets and microtubers developed can be cultured under controlled conditions for the production of pre-basic seeds.

Synthesis, structural analysis, chemical stability, magnetic study and electric percolative effect on composite GdBa₂Cu₃O₇_δ /Sr₂GdSbO₆.

Resumen En este trabajo se reporta la síntesis de los materiales Sr2GdSbO6 (SGSO) y GdBa2Cu3O7_δ (GBCO), por el método de reacción en estado sólido y de compósitos GdBa2Cu3O7_δ /Sr 2 GdSbO 6 (GBCO/SGSO) en diferentes proporciones volumétricas. La caracterización estructural de los compuestos sintetizados se realizó por medio de difracción de rayos X, usando el método de refinamiento Rietveld, realizando un análisis cuantitativo de fases en volumen. Los resultados obtenidos permiten confirmar que los dos materiales (GBCO/SGSO) son estables químicamente, coexistiendo en un mismo volumen a 900 C. También se encontró, mediante medidas de magnetización, que el GBCO contenido en cada uno de los diferentes compósitos, conservó sus propiedades superconductoras, ya que se obtuvo la transición al estado superconductor por debajo de una temperatura de 90 K. La caracterización morfológica se realizó mediante medidas de microscopia electrónica de barrido (SEM) y análisis elemental mediante medidas de espectroscopia de energía dispersiva (EDX). El estudio eléctrico se realizó mediante medidas de voltaje en función de la corriente a temperatura ambiente y posterior cálculo de la resistividad volumétrica. El estudio del efecto percolativo se llevó a cabo mediante el cálculo del volumen crítico y de los exponentes críticos en cada una de las fases aislante y conductora, usando el modelo de Kussy [1] y el modelo de respuesta no lineal semi clásica Random Resitor cum Tunelling bond Network (RRTN) [2] contrastando los exponentes críticos, con los encontrados en la literatura.

Abstract This document reports the synthesis of the materials Sr2GdSbO6 (SGSO) and GdBa2Cu3O7-δ (GBCO), by the reaction method in solid state and GdBa2Cu3O7-δ /Sr2GdSbO6 (GBCO/SGSO) composites in different volumetric proportions. The structural characterization of the synthesized compounds was carried out by means of X-ray diffraction, using the Rietveld refinement method, performing a quantitative analysis of phases in volume. The results obtained confirm that the two materials (GBCO / SGSO) are chemically stable, coexisting in the same volume at 9000 C. It was also found, by means of magnetization measures, that the GBCO contained in each one of the different composites, It keeps superconducting properties, as the transition to the superconducting state was obtained below a temperature of 900 K. The morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM) and elemental analysis by means of dispersive energy spectroscopy (EDX) measurements. The electrical study was performed by means of voltage measurements as a function of the current at room temperature and subsequent calculation of the volumetric resistivity. The study of the percolative effect was carried out by calculating the critical volume and the critical exponents in each one of the insulating and conductive phases, using the Kussy model [1] and the semi-classical non-linear response model Random Resistor cum Tuning Bond Network (RRTN)[2], by contrasting critical exponents with those found in the literature.

A Study of the Quantum Correlations in a Tavis-Cummings System

Abstract The quantum correlations of two qubits in a microcavity with dissipation and a single quantized mode of the electromagnetic field are studied. In order to study our physical system, the Tavis-Cummings model and the formalism of the master equation of the density operator under the Born-Markov approximations will be used. The cavity mode will be coupled with an external pulsed laser and the master equation of the density operator that describes the evolution of the system will be solved numerically. The concurrence, the quantum mutual information, and the quantum discord are determined for the system of two qubits. The correlations are studied as a function of the dimensionless quantity t = gt when the intensity of the laser cavity coupling varies, and two initial conditions are considered in the weak coupling regime in which the dynamic evolution of these correlations was studied.

Resumen Se estudian las correlaciones cuánticas de dos qubits en una microcavidad con disipación y un solo modo cuantificado del campo electromagnético interactuado con ella. Para estudiar nuestro sistema físico, se utiliza el modelo de Tavis-Cummings y el formalismo de la ecuación maestra del operador de densidad bajo las aproximaciones de Born-Markov. El modo de cavidad estará acoplado con un láser pulsado externo y la ecuación maestra del operador de densidad que describe la evolución del sistema será resuelta numéricamente. La concurrencia, la información mutua cuántica y la discordancia cuántica se determinan para el sistema de dos qubits. Las correlaciones se estudian como una función de la cantidadadimensional t =gt cuando la intensidad de acoplamiento cavidad láser varía, y se consideran dos condiciones iniciales en el régimen de acoplamiento débil en los que se estudió la evolución dinámica de estas correlaciones.

Crystallographic, morphologic, electric, optical and magnetic analysis of the Dy₂BiFeO₆ novel material

Resumen En este trabajo reportamos el análisis estructural, morfología superficial, ordenamiento magnético, respuesta dieléctrica y característica óptica de la nueva perovskita compleja Dy2BiFeO6. Las muestras fueron producidas mediante reacción de estado sólido. El análisis cristalográfico fue realizado a través de refinamiento Rietveld de los patrones experimentales de rayos X. Los resultados muestran que este material cristaliza en una perovskita ortorrómbica correspondiente al grupo espacial Pnma (#62). Por medio del ajuste de Curie-Weiss a la respuesta de la susceptibilidad magnética en función de la temperatura se estableció que el ordenamiento magnético se relaciona con una transición paramagnético-antiferromagnético con una temperatura de Weiss 9=-18,5 K, la cual es acorde con el comportamiento del inverso de la susceptibilidad en función de la temperatura, y una temperatura de Néel TN=50,8 K. La constante de Curie permitió determinar un momento magnético efectivo de 15,7 µB. Medidas de magnetización en función del campo aplicado a T=50 K, muestran un débil comportamiento histerético, que corrobora el ordenamiento magnético presente a esa temperatura. Mediciones de la constante dieléctrica en función de la frecuencia aplicada a temperatura ambiente dan como resultado una alta constante dieléctrica relativa a bajas frecuencias (ε=780). La curva de reflectancia en función de la longitud de onda revela el comportamiento típico de un material de tipo perovskita doble y permite la obtención de la brecha de energía de 2,74 eV característico de un material semiconductor.

Abstract We report structural analysis, surface morphology, magnetic ordering, dielectric response, optical feature and the electronic structure of the Dy2BiFeO6 novel complex perovskite. The samples were produced by the standard solid-state reaction recipe. Crystallographic analysis was performed by Rietveld refinement of experimental X-ray diffraction patterns. Results show that this material crystallizes in a perovskite with orthorhombic structure, which corresponds to the Pnma (#62) space group. From the Curie-Weiss fitting on the curve of susceptibility as a function of temperature we establish that the ordering corresponds to a paramagnetic-antiferromagnetic transition, with a Weiss temperature 9=-18,5 K, which is compatible with the behavior of the inverse of susceptibility as a function of temperature, and a Néel temperatura TN=50,8 K. The Curie constant allowed for us to obtain an effective magnetic moment of 15,7 µB. The result of magnetization as a function of the applied field, measured at T=50 K, shows a magnetic hysteresis behavior that corroborate the magnetic ordering present for this temperature value. Measurements of the dielectric constant as a function of applied frequencies at room temperature give as a result a high relative dielectric constant (ε=780). The reflectance curve as a function of the wavelength reveals the typical behavior of a double perovskite-like material and permits to obtain the energy gap 2,74 eV, which is characteristic of a semiconductor material.

Hopf bifurcation in a model of sustainable development

Resumen Se presenta un sistema conformado por tres ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden que permiten estudiar la interacción dinámica entre los recursos renovables, la población y la contaminación ambiental de una región. El modelo se obtiene acoplando una ecuación dinámica de contaminación al sistema formulado por Simone D'alessandro y se muestra que bajo la bifurcación de Hopf se puede alcanzar el desarrollo sostenible bajo la definición dada en el informe de Brundtland 1987. Es decir, cuando se alcanza un balance armónico entre las variables de estado del modelo.

Abstract This article presents a system of three first-orden ordinary differential equations to study the dynamic interaction between renewable resources, population and environmental pollution in a region. The model is achieved coupling a dynamic equation of contamination to formulated systems by Simone D'alessandro and shows that under the Hopf bifurcation can be found conditions to achieve sustainable development under the definition given in the report of Brundtland commission 1987. That is, when a harmonic balance between the state variables of the model is reached.

A comparison of two graphical methods for detecting dependence

Abstract Copulas have become a useful tool for modeling data when the dependence among random variables exists and the multivariate normality assumption is not fulfilled. The copulas have been applied in several fields. In finance, copulas are used in asset modeling and risk management. In biomedical studies, copulas are used to model correlated lifetimes and competitive risks [1]. In engineering, copulas are used in multivariate process control and hydrological modeling [2]. The interest in modeling multivariate problems involving dependent variables is generalized in several areas, making this methodology in a convenient way to model the dependence structure of random variables. However, in practice a first step before modeling phenomena through copulas is to assess whether there is dependence among the variables involved. In this paper some graphical methods to detect dependence are discussed and their performance will be evaluated through a simulation study. An application of graphical methods presented to insurance data is illustrated.

Resumen Las cópulas se han convertido en una herramienta útil para modelar datos cuando existe una dependencia entre las variables aleatorias y el supuesto de normalidad no se cumple. Las cópulas se han aplicado en diversos campos, tales como finanzas, estudios biomédicos y en ingeniería. El interés en modelar problemas multivariados que involucran variables dependientes se generaliza en diversas áreas, haciendo de esta metodología una forma conveniente para modelar la estructura de dependencia entre las variables aleatorias. Sin embargo, en la práctica un primer paso antes de empezar a modelar fenómenos mediante cópulas es evaluar si existe dependencia entre las variables involucradas y en qué grado. En este artículo algunos métodos gráficos para detectar dependencia son discutidos y el desempeño de los mismos se evaluará a través de un estudio de simulación. Se ilustran los métodos gráficos presentados mediante una aplicación a datos de seguros.

Statistical control of the mean in presence of interval-censored data

Resumen En ocasiones, durante el monitoreo de procesos no es posible realizar mediciones exactas sobre las unidades observadas, por lo que se deberá trabajar con observaciones censuradas y, debido a esto, no sería apropiada una aplicación directa de las cartas de control tipo Shewhart tradicionales. Teniendo en cuenta esta situación, se debe recurrir a cartas de control que consideren el tipo de censura presente y una distribución adecuada para los datos. Para el caso de monitoreo sobre datos con censura a intervalo, bajo un esquema de inspección donde las unidades buenas son las que quedan censuradas y por ende se presenta alta censura en estado estable del proceso, se proponen tres cartas de control para , donde en cada una se imputa la censura de manera diferente, asumiendo distribución normal para la variable cuya media se controla, y censura tipo I. En la primera carta, cada observación censurada se reemplaza por el valor esperado condicional (CEV), en la segunda, se remplaza por el valor del límite superior de censura, y en la tercera, se remplaza por un valor aleatorio de una uniforme dentro del intervalo de censura. Mediante simulación se estudia la potencia en la detección de desviaciones de la media para las cartas propuestas y se compara con la carta Shewhart tradicional que ignora la censura.

Abstract Occasionally, during the statistical process monitoring it is not possible to make measurements with precision on the observed units; therefore, it should be necessary to work with censored observations. Consequently, a direct application of the traditional Shewhart control charts would not be appropriate. Under these circumstances, it should be implemented control charts that include both the censoring involved and a suitable distribution for the resulting data. Under an inspection scheme, where no defective units are censored and a high censoring is presented on the stable state of the process, three control charts for are proposed, in the case of monitoring interval-censored data. Each of them has a different way to impute the censored data. In the first one, each censored observation is replaced by its conditional expected value (CEV); in the second one, the censored data is replaced by the upper limit of the interval which the censored data belongs to, and in the third one, it is replaced by a random value of a uniform distribution within the censoring interval, considering a typical distribution and censoring type I. The power for detecting deviations from the mean for the proposed charts is compared by means of simulation with the Shewhart chart that ignores censoring.

A comparison test of equality of two competing risks

Resumen En este artículo se abordó la problemática de dos riesgos que están compitiendo para causar la falla de un sujeto; en particular determinar si los riesgos o probabilidad de falla asociada a cada tipo de falla son igualmente importantes o si un riesgo es más serio que el otro. Para este fin se hizo un estudio de la prueba de hipótesis para la igualdad de las dos funciones de incidencia acumulada asociadas a los riesgos. Se realizó un estudio de simulación donde se comparan algunos de los procedimientos de prueba que han sido propuestos para este fin; y así, poder determinar el comportamiento de estos procedimientos de prueba bajo varios escenarios que permitan evaluar el desempeño de los mismos. Se incluye una aplicación de los procedimientos de prueba usando datos reales de pacientes con linfoma.

Abstract In this paper, it is tackled the problematic of the risks that are competing to cause the failure from the subject; in particular whether the risks or likelihood of failure associated with each type of failure are equally important or whether a risk is more serious than the other. For this purpose will be made a study of hypothesis tests for equality of cumulative incidence functions of associated with risks. A comparative study of some of the test procedures that have been proposed for this purpose, and thus able to determine the behavior of the different tests in various scenarios to evaluate the performance of the same will be made. Test procedures are included using real data of patients with lymphoma.

Analysis of the diffraction efficiency in transverse configuration in sillenite crystals Bi₁₂TiO ₂₀

Abstract A theoretical study on sillenite crystal where it obtained an analytics expression for diffraction efficiency in the on-Bragg regime in transverse configuration (K < 001 >) is realized. It is considered non-mobile transmission gratings. An analysis of diffraction efficiency considering the non-uniformity of gratings, material properties, external parameters the applied field or the intensity of beam input or polarization or the optical activity of the crystal beetwen others is realized.

Resumen Se realiza un estudio teórico en cristales silenitas, donde se obtiene una expresión analítica para la eficiencia de difracción en el régimen de Bragg, en la configuración transversal (K < 001 >). Se considera redes no móviles de transmisión. Se realiza un análisis de la eficiencia de difracción considerando la no-uniformidad de las redes, propiedades del material, parámetros externos como campo aplicado o la intensidad de los haces de entrada o la polarización o la actividad óptica del cristal, etc.

Effect of interlaminar cation type on the pillaring capacity of the synthetic mica Na-2-Mica and the in - situ formation to MnS Nanoclusters

Resumen En este trabajo se sintetizó la Na-2-mica por el método sol - gel y se estudió el efecto del intercambio catiónico con litio y hexadecilamonio, previo al proceso de pilarización con el policatión de Keggin de Al, el estudio se realizó variando la densidad de pilares (10, 20 y 30 meq. Al3+/g. de mica). El intercambio previo con cationes de hexadecilamonio garantizó la expansión de la interlámina; sin embargo el estudio reveló que después del tratamiento térmico en el proceso de pilarización, la interlámina no se mantiene expandida como lo hacen típicamente los minerales de arcilla pilareados, debido a la elevada carga laminar y a los sitios fuertemente ácidos de la mica. La mayoría de los materiales obtenidos formaron partículas de alúmina (Al2O3) en la interlámina, en donde el contenido de aluminio y el % CC aumentó al proporcionar la mayor densidad de pilar. Adicionalmente se estudió la formación de nanoclusters de MnS incorporados en los materiales resultantes de la pilarización, cuya incorporación se vio restringida respecto al contenido de Al, posiblemente porque la fase alúmina interlaminar impidió el acceso del H2S(g) y por ende el crecimiento de los nanoclusters, por lo que se depositaron sobre la superficie del sólido. Todos los materiales se caracterizaron principalmente por DRX, análisis elemental, estimación de la capacidad de intercambio catiónico CIC y porcentaje de carga compensada - % CC.

Abstract In this work the Na-2-mica was synthesized by the sol-gel method and the effect of the cation exchange with lithium and hexadecylammonium, prior to the pillaring process with the Al Keggin's polycation, was studied. The study was done by varying the density of pillars (10, 20 and 30 meq. Al3+ per gram of mica). The cation exchange with hexadecylammonium cations ensured the expansion of the interlayer; however, the study revealed that after the heat treatment in the pillaring process, the interlayer is not kept expanded, due to the high layer charge and the strongly acidic sites of mica. Most materials obtained formed particles of alumina (Al2O3) in the interlayer spacing, where the aluminum content and % CC increased as higher pillar density is provided. In addition, the formation of MnS nanoclusters in the pillared Al-2-mica was studied and the results indicated a limited growth of the nanoclusters respect to the Al content, due to amount interlayer alumina phase prevented proper diffusion of H2S(g) so they were deposited on the surface of the solid. All materials were mainly characterized by XRD, elemental analysis, analysis of the cation exchange capacity CEC and percentage of compensated charge -% CC.