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EDITORIAL

STUDY OF STRUCTURAL MODIFICATIONS IN A FERROELECTRIC MATERIAL BY MEANS OF TWO OPTICAL METHODS

Abstract The intensities of the Raman lines of the ceramic complex (lead titanate) have been investigated as a function of the relation of the areas of the low Raman frequency modes E(1TO) and silent. A change of tetragonal phase into cubic material was observed by Raman spectrjky. The samples were subjected to the same conditions at the time of making the Raman measurements. The UV-vis spectra of absorption suggested a change in energy levels with increasing concentration of lanthanum element (La). This study’s intention is to observe structural changes in the material by means of Raman intensities without using the traditional central position of the peak width in the bands.

Resumen Las intensidades de las líneas Raman del cerámico complejo (titanato de plomo) se han investigado como una función de la relación de las áreas de los modos Raman de baja frecuencia E(1TO) y silenciosos. Un cambio de fase tetragonal dentro del material cúbico fue observado por espectroscopía Raman. Las muestras fueron sometidas a las mismas condiciones en el momento de realizar las mediciones de Raman. Los espectros UV-vis de absorción sugirieron un cambio en los niveles de energía al aumentar la concentración del elemento de lantano (La). La intención de este estudio es observar cambios estructurales en el material mediante intensidades Raman sin utilizar la posición central tradicional del ancho máximo en las bandas.

METAL LEVELS IN ATMOSPHERIC PARTICLES IN THE COAL MINING ZONE, NORTHERN COLOMBIA

Resumen Dada la importancia del efecto sobre la salud de las partículas inhalables PM10 y los metales asociados a ellas, se evaluaron los niveles de algunos metales (Al, Cr, V, Hg, Pb, Ni, Zn, Cr, As, Se, Cd, Cu, Fe y Co) generados principalmente por las actividades mineras de carbón mineral en la zona de La Guajira, norte de Colombia. Todas las muestras fueron sometidas a un proceso de digestión ácida y analizadas por medio de espectrometría de masas con fuente de plasma de acoplamiento inductivo y la técnica de absorción atómica acoplada a vapor frío para el caso del Hg. Con excepción del Hg, todos los metales analizados presentaron diferencias estadísticamente significativas entre las zonas de muestreo. La gran mayoría de los metales se presentan en mayor concentración en la zona minera, en comparación con el sitio tomado como testigo ubicado en la ciudad de Riohacha, a una distancia aproximada de 150 km. Por otra parte, para el período global los metales se presentan en mayor concentración en la época de sequía que en la de lluvias. El Pb, V y Hg no exceden el estándar de calidad del aire establecido para Colombia, pero por su parte el As sobrepasa el límite permisible de la OMS en las zonas durante todo el período de muestreo. Adicionalmente el análisis estadístico permitió confirmar la actividad minera como la fuente principal de emisión de este tipo de contaminantes metálicos en la atmósfera sobre la región de La Guajira.

Abstract Given the importance of the health effects of inhalable particles PM10 and metals associated with them , the levels were evaluated some metals (Al, Cr, V, Hg , Pb, Ni, Zn , Cr , As , Se, cd , Cu , Fe and Co) generated mainly by coal mining activities in the area of La Guajira , northern Colombia. All samples were subjected to a process of acid digestion and analyzed by mass spectrometry source inductively coupled plasma and the atomic absorption technique coupled with cold steam for the case of Hg. With the exception of Hg, all metals analyzed showed statistically significant differences between sampling areas. The vast majority of the metals are present in higher concentrations in the mining area , compared with the site taken as a witness located in the city of Riohacha, at a distance of 150 Km. Moreover, for the overall period metals present in higher concentrations in the dry season than in the rainy. Pb, V and Hg do not exceed the air quality standard set for Colombia, but meanwhile the Ace exceeds the permissible limit of OMS in areas throughout the sampling period. Further statistical analysis confirmed the mining activity as the main source of emission of this type of metal contaminants in the atmosphere over the region of La Guajira.

COLOR BANDS DETECTION ON A GEL ELECTROPHORESIS IMAGE IN ONE DIMENSION APPLYING A LOCATION ALGORITHM BASED ON MAXIMUMS AND MINIMUMS

Resumen En este artículo se escribe una metodología desarrollado en MATLAB para el procesamiento de imágenes de electroforesis en gel de una dimensión las cuales contienen información de antígenos de insectos (Triatoma Dimidiata o Pito) y de parásitos (Fasciola). La metodología propuesta permite complementar la interpretación visual de las imágenes basándose en técnicas de contraste, realce de cada una de las bandas y la implementación de filtros para eliminar discontinuidades; adicionalmente se propone un algoritmo de máximos y mínimos para la identificación automática de cada una de las bandas. Como resultado final se obtuvieron 5 imágenes a color, ubicando e identificando con una eficiencia del 100% las bandas características de la electroforesis en gel en comparación con sus patrones originales, complementado con un análisis cuasi-cuantitativo de la cantidad de muestra de cada una de ellas en relación con la banda con mayor concentración.

Abstract This article describes a developed methodology on MATLAB for the images processing of the gel electrophoresis image in one dimension which contain information of insect antigens (Triatoma Dimidiata or Pito) and parasites (Fasciola). The proposed methodology permits to complement the visual interpretation of the images basing on contrast technics, heighten each of the bands and the implementation of filters to eliminate discontinuities; additionally, it’s proposed an algorithm of maximums and minimums for the automatic identification of each band. As a final result it’s obtained 5 color images, locating with a 100% efficiency the characteristic bands of the gel electrophoresis in comparison with their original patterns, complementing with a quasi-quantitative analysis of the sample amount of each of them in relation with the highest concentration band.

IMPLEMENTATION OF AN ALGORITHM FOR USERS IDENTIFICATION CONSIDERING PHYSIOLOGICAL PROBLEMS AFFECTING THE SPEECH

Resumen En este documento se presenta el diseño e implementación de un algoritmo para la identificación de usuarios por medio de voz, considerando problemas fisiológicos que afectan el habla de tal forma, que al presentarse este tipo de problemas en los usuarios se logre una baja tasa de falsos rechazos. Para el diseño del sistema se toma como base un algoritmo estándar que utiliza coeficientes cepstrales, al cual se le incorporan otras características que son definidas mediante un análisis acústico de la voz; de esta forma se puede manejar los problemas fisiológicos considerados. Con el fin de observar el desempeño del algoritmo, se lleva a cabo una prueba con varios archivos, tanto de personas sanas como también con afectaciones de la voz, observando que al incorporar las características establecidas del análisis de la voz, se logra un mejor resultado en relación con el caso donde solo se emplean coeficientes cepstrales.

Abstract This paper shows the design and implementation of an algorithm for users voice identification, including considerations on physiologic issues affecting the speech so that when users manifest these problems, lower rates on fake rejections decrease. For purposes of managing the contemplated physiologic problems, algorithm design also takes a standard algorithm that uses cepstral coefficients which include additional characteristics determined by voice acoustic analysis. A test including several records from people with a healthy voice and those with voice affections is carried out in order to observe the performance of the algorithm; thus, observing that when applying those characteristics in voice analysis a better result is achieved regarding the case when cepstral coefficients are implemented.

OPTIMIZATION OF COVERAGE FOR GEOREFERENCED ZONES

Resumen En este artículo se presenta un análisis de las redes alámbricas e inalámbricas en los métodos tradicionalmente utilizados al aire libre, consideraremos la optimización en función de la capacidad, la cobertura e interferencia de un escenario georreferenciado; nos basaremos en el uso de algoritmos que nos ayudarán a la simulación de la conexión más óptima, el cual nos permitirá tener un nuevo análisis del escenario y ser capaz de ahorrar en los presupuestos de los equipos, conexiones y tiempo de instalación, así podemos garantizar la cobertura total para los usuarios. El cual el instalador tendrá la posibilidad de ver la conexión más adecuada para su escenario. El resultado del algoritmo presentado en una gráfica se podrá visualizar tanto la capacidad como la cobertura de la red de comunicación. Empezaremos con una cobertura mínima hasta llegar a la cobertura total de todos los usuarios.

Abstract This article presents an analysis of the wired and wireless networks in the methods traditionally used outdoors, we will consider the optimization based on the capacity, coverage and interference of a georeferenced scenario; we will be based on the use of algorithms that will help us to simulate the optimal connection, which will allow us to have a new analysis of the scenario and be able to save on equipment budgets, connections and installation time, so we can guarantee the total coverage for users. The installer will have the possibility to see the most suitable connection for your scenario. The result of the algorithm presented in a graph will be able to visualize both the capacity and the coverage of the communication network. We will begin with a minimum coverage until we reach the total coverage of all users.

APPLICABILITY OF THE FINITE ELEMENT METHOD IN ANALYSIS AND SIZING OF JCPC SLABS FOR TWO-LANE ROADS

Resumen Se analizaron y dimensionaron losas planas de concreto con juntas (Jointed-Plain-Concrete-Pavement “JCPC” en inglés) para carreteras de dos carriles por medio del modelador de elementos finitos EverFE 2.25, intentando reproducir de una manera más ajustada a la realidad los esfuerzos del conjunto de losas de pavimento. Para la validación se empleó el método analítico Westergaard 1948. Los resultados de esfuerzos y número de repeticiones de carga permitidos llevaron a concluir que el diseño de losas JCPC para carreteras de dos carriles no requiere el peso propio de la estructura en el análisis y dimensionamiento porque el porcentaje de variación obtenido es poco significativo. Por lo tanto, se recomienda omitir el parámetro densidad en el análisis para generar un coste computacional menor. Este estudio traza una ruta para seguir analizando otros factores que puedan afectar el dimensionamiento de pavimentos rígidos. Se espera en próximas investigaciones integrar cargas de distintos vehículos y los comportamientos producidos por la presencia de dovelas y barras de amarre en juntas transversales y longitudinales.

Abstract Two-lane road JCPC (Jointed-Plain-Concrete-Pavement) slabs were analyzed and dimensioned using the EverFE 2.25 finite element modeler in order to reproduce the efforts of the pavement slab in a more realistic way. The “Westergaard”-1948 analytical method was used for the validation. With the results of efforts and the number of allowed repetitions of load we can conclude that the designs of JCPC slabs for two lanes do not require the analysis and dimensioning with own weight of the structure, because the percentage of variation is little significant. Therefore, we recommend omitting the density parameter in the analysis to generate a lower computational cost. This study shows us a route to continue analyzing other factors that influence the sizing of rigid pavements. We hope in future investigations to integrate loads of different vehicles and the behaviors produced by the presence of segments and tie bars in transverse and longitudinal joints.

HYBRID BSS TECHNIQUES FOR FOETAL ECG EXTRACTION USING FRAMEWORK FOR STRESS-TESTING EXTRACTION ALGORITHMS

Abstract The non-invasive foetal ECG makes use of surface electrodes placed onto the maternal abdomen. The challenge is to extract the foetal signal from the abdominal mixture. Blind source separation is one way to do this using either ICA or PCA algorithms. COMBI and MULTICOMBI algorithms offer novel schemes for combining ICA and PCA. In this work, the performance of the algorithms COMBI, MULTICOMBI, EFICA, WASOBI and traditional JADE and ICA algorithms are compared, using a standard framework for benchmarking and regulatory testing of NI-FECG extraction algorithms. We use the F1-measure combining true positive, false negative and false positive detected peak for measure the accuracy of FQRS detection. Two experiments were carried out. One to determine a WASOBI algorithm input parameter, also necessary in COMBI, and other to compare performance using F1 measure. In first experiment it was established that the AR order required as input for COMBI is 10. In second experiment, the overall median FQRS detection accuracies (i.e. considering all no stationary events) are obtained. For the best performing methods in each group were 96.4% for COMBI, 95.8% for EFICA, 95.2% for JADEICA, 94.6% for PCA, 93,6% for ICAdef,, 92.9% for MULTICOMBI, 92,7 for ICAsym, and 89,7% for WASOBI.

Resumen La electrocardiografía fetal no invasiva, usa electrodos superficiales puestos sobre el abdomen materno. El reto consiste en extraer la señal fetal de la mezcla abdominal. La Separación Ciega de Fuentes es una forma de hacerlo empleando ya sea ICA o PCA. Los algoritmos COMBI y MULTICOMBI ofrecen un novedoso esquema para combinar ICA y PCA. En este trabajo, se compara el desempeño de los algoritmos COMBI, MULTICOMBI, EFICA, WASOBI y los tradicionales JADE e ICA, usando un marco de referencia estándar para la realización de un análisis comparativo y pruebas regulatorias de algoritmos de extracción del electrocardiograma fetal no invasivo. Se usa la medida F1 que combina los picos detectados falsos negativos y falsos positivos para medir la precisión en la detección del complejo fetal QRS. Se llevan a cabo dos experimentos. Uno para determinar el valor de un parámetro de entrada requerido por los algoritmos WASOBI y COMBI, y otro para comparar el desempeño de los algoritmos empleando la medida F1. En el primer experimento se estableció que el orden AR requerido como entrada para COMBI es 10. En el segundo experimento, se obtuvo la precisión media total en la detección del QRS fetal (considerando todos los eventos no estacionarios). Los mejores desempeños en cada grupo fueron 96.4% para COMBI, 95.8% para EFICA, 95.2% para JADEICA, 94.6% para PCA, 93,6% para ICAdef, 92.9% para MULTICOMBI, 92,7 para ICAsym, y 89,7% para WASOBI.

SILVER NANOSTRUCTURED PLATFORMS FOR DETECTING ESCHERICHIA COLI THROUGH RAMAN SCATTERING SPECTROSCOPY “PROOF OF CONCEPT”

Resumen La espectroscopia Raman intensificada por efecto de superficie (SERS) de materiales nanoestructurados es una técnica ultrasensible que permite alcanzar niveles de detección extremadamente bajos en la determinación de diferentes analitos. En este estudio se logró identificar cualitativamente la bacteria E. coli, utilizando plataformas nanoestructuradas de plata, mediante la técnica SERS. Las plataformas nanoestructuradas de plata (AgNP) fueron fabricadas por la técnica de grabado mediante iones reactivos con posterior deposición de una capa metálica de plata. Las bacterias fueron preparadas en medio Luria-Bertani (LB) a 37 °C por 4 horas. De este cultivo de bacterias 5 µL fueron depositados sobre la superficie de las AgNP, dejándose secar por 30 min. Posteriormente, el sistema AgNP-bacteria fue analizado mediante espectroscopia Raman. La identificación de la banda Raman a 731 nm típica de la E. coli sobre las AgNP permitió identificar cualitativamente la bacteria, lo que brinda la posibilidad de utilizar las plataformas como potenciales biosensores ultrasensibles de bacterias nosocomiales en ambientes intrahospitalarios.

Abstract Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) of nanostructured materials is a powerful technique that allows to reach ultrahigh levels of detection of several analytes. In the present study it was possible to identify the bacteria E. coli by using a novel nanostructured platform based on silver-capped nanopillars (AgNP) and SERS technique. AgNPs were fabricated by ion reactive etching and deposition of silver layers. The bacteria culture were prepared in Luria-Bertani (LB) medium at 37° by 4 hours. 5 μL of the bacteria were deposited on top of the surface of AgNPs and let it dry for 30 minutes. Subsequently the AgNP-bacteria system was analysed by Raman spectroscopy. A typical band of E. coli at 731 cm-1 was identified and this Raman vibration was used as a marker peak to detect the bacteria. Finally the novel AgNP could be used as a potential biosensor to detect nosocomial bacteria in intra-hospital environments.

EVALUATION OF CFAR DETECTORS PERFORMANCE

Abstract The operation of coastal and off-shore radars is affected because the targets are surrounded by a background filled with sea clutter. According on the Neyman-Pearson criterion, radar detectors must always try to maintain a constant false alarm probability before trying to improve other system variables. Using the MATLAB mathematic software, the authors evaluated the performance of the CA, OS, MSCA, AND, OR and ISCFAR processors concerning their ability to maintain the constant false alarm probability conceived in the design. After testing the schemes with different test profiles whose samples were Rayleigh distributed, it was concluded that most of the alternatives exhibit problems when facing certain situations that may appear in real environments. Consequently, recommendations on which solution is best to use are offered for guaranteeing a reduced deviation of the operational false alarm probability from the value conceived in the design when processing heterogeneous clutter.

Resumen La operación de los radares costeros y oceánicos se ve afectada porque los blancos se encuentran embebidos en un fondo de clutter marino. De acuerdo con el criterio de Neyman-Pearson, los detectores de radar siempre buscan garantizar un valor determinado de probabilidad de falsa alarma antes de mejorar otras variables del sistema. Utilizando la herramienta matemática MATLAB, los autores evaluaron el desempeño de los procesadores CA, OS, MSCA, AND, OR e IS-CFAR con respecto al mantenimiento de la probabilidad de falsa alarma concebida a priori en el diseño. Luego de someter los esquemas a diferentes perfiles de prueba con clutter distribuido Rayleigh, se concluyó que la mayoría de las alternativas presentan problemas ante determinadas situaciones que pueden aparecer con relativa frecuencia en ambientes reales. Consecuentemente, se ofrecen recomendaciones sobre cuál es el mejor esquema para emplear y garantizar una desviación reducida de la probabilidad de falsa alarma operacional con respecto a la de diseño cuando se enfrenta clutter heterogéneo.