Revista Tecnología en Marcha

Deposition of Sn in polycrystalline Pt for use in the oxidation of Methanol

Resumen Se evaluaron tres diferentes métodos de deposición de estaño en platino policristalino (Pt pc) desde una solución de ácido sulfúrico utilizando técnicas electroquímicas convencionales, con el fin de determinar y comparar su influencia en la oxidación de metanol. Los métodos probados fueron deposición espontánea, deposición a subpotenciales y deposición cíclica a subpotenciales. El estaño fue depositado desde una solución de SnSO4 en ácido sulfúrico. Se utilizó la reducción del perfil voltamétrico en el área de adsorción de hidrógeno en el platino por el estaño para calcular el grado de cubrimiento de la superficie por el mismo. La adsorción de metanol y su oxidación se compararon entre los electrodos de platino y platino/ estaño, considerando la eficiencia de oxidación de metanol con respecto al área libre de platino como parámetro comparativo.

Abstract Three different tin deposition methods on a polycrystalline platinum electrode in sulfuric acid were studied by conventional electrochemical techniques, in order to determine and compare their influence on methanol oxidation. The deposition methods tested were spontaneous deposition, under potential deposition and cyclic under potential deposition. Tin was deposited from a solution of SnSO4 in sulfuric acid. The inhibition of the hydrogen adatom voltammetric profile on platinum by tin metal ion was used to calculate the degree of surface coverage due to tin deposition. Methanol adsorption and oxidation were compared on platinum and platinum/tin electrodes, considering the efficiency of methanol oxidation with respect to the platinum free area.

Offer and demand of therapeutic equivalence studies (in vitro and in vivo) for medicines in Costa Rica

Resumen El continuo incremento del gasto en medicamentos a nivel mundial, íntimamente asociado al crecimiento poblacional y al aumento de la esperanza de vida de las personas, ha llevado en las últimas décadas a los gobiernos a buscar alternativas que contribuyan a reducir el impacto de este rubro en los presupuestos. Una alternativa es el uso de medicamentos genéricos, que son más baratos que los innovadores. Sin embargo, antes de ser registrado, el producto genérico debe demostrar su equivalencia terapéutica mediante ensayos in vitro y/o in vivo contra un medicamento de referencia, con el propósito de garantizar su calidad, seguridad y eficacia y, como consecuencia de ello, su intercambiabilidad. Mediante una encuesta online realizada en Costa Rica durante los meses de marzo y abril de 2013, se determinó que existía una demanda de 85 medicamentos fabricados en el país, que para ser registrados a nivel nacional requerían de la misma cantidad de estudios de equivalencia terapéutica, de los cuales 47 correspondían a ensayos in vitro y 38 a ensayos in vivo. Esta demanda provenía principalmente de cuatro laboratorios que fabrican medicamentos en Costa Rica, y aumenta si se consideran los medicamentos exportados. En cuanto a la oferta nacional de estos servicios (ensayos in vitro e in vivo) por parte de laboratorios ajenos a la casa fabricante, se sabe que es muy limitada, ya que solo había dos que los ofertaban y su labor se circunscribe, por ahora, a los ensayos in vitro.

Abstract In the last decades the constant increase of medicine expenses worldwide, as well as the population growth and the increase of life expectancy, has led governments to look for alternatives to help reduce the impact of this matter in their budgets. Generic medicines are one option because they are cheaper than originator medicines. Nevertheless, the generic medicine must prove its therapeutic equivalence, before its registration, by undergoing in vitro and/or in vivo essays compared to a reference medicine to guarantee its quality, safety and efficacy; and, thus, its interchangeability. An on line survey executed in March and April, 2013, helped determine there was a demand for 85 medicines produced in Costa Rica that, to be registered in the country, required the same amount of therapeutic equivalence studies; 47 required in vitro essays and 38 required in vivo essays. This demand came mainly from four laboratories that produce medicines in the country; it increases if exported medicines are included. Regarding the national offer of these services (in vitro and in vivo essays) from laboratories that do not belong to the producer, it is well known that this is very limited, since there were only two laboratories offering the service, and their work is limited, for now, to in vitro essays.

Comparative study on the use of two substrates with microbial inoculants for organic solid waste domestic composting: Economic Analysis

Abstract A study was conducted to technically and economically evaluate the effects of two substrates in the microbial decomposition of organic household waste (OHW) in a home composting system. With this aim, two different composting inoculates were compared amongst themselves: a microbial preparation of Mountain microorganism (MM), used in the National Centre Specialized on Organic Agriculture in Costa Rica and the Takakura method (TAKA), an inoculate with fermenting microorganisms which is a Japanese technique, developed by the Institute for Global Environmental Strategies (IGES) in Japan. A completely randomized experiment with 20 experimental units was established, divided into five treatments (MM, TAKA), witnesses (TAKAT and MMT) and an absolute control (ABST); each treatment had 4 replications. Organic Household waste (OHW) from 20 households were used, distributed in 7 inputs during 18 days. Results highlight the quality of compost obtained through TAKA substrate in comparison to compost obtained with MM substrate. Regarding the cost analysis, the MM substrate is 7% less expensive than TAKA, these costs do not exceed USD17. Both treatments are inexpensive compared to the current waste management landfills.

Resumen Se realizó un estudio para evaluar técnica y económicamente los efectos de dos sustratos microbiales en la degradación de residuos orgánicos domiciliarios (ROD) en un sistema de compostaje doméstico. Para tal fin se comparó el método del preparado microbial de microorganismos de montaña (MM), usado en el Centro Nacional Especializado en Agricultura Orgánica (CNEAO-INA) de Costa Rica y el método Takakura (TAKA), inoculación con microorganismos fermentativos, de la técnica Japonesa, desarrollada por el Instituto para las Estrategias Globales Ambientales (IGES) de Japón. Se estableció un experimento completamente aleatorio con 20 unidades experimentales, distribuidas en dos tratamientos (MM y TAKA), sus respectivos testigos (MMT y TAKAT), un testigo absoluto (ABST) y 4 repeticiones para cada una. Se utilizaron los ROD de 20 hogares, distribuidos en 7 aportes durante 18 días. Los resultados destacan la calidad del proceso de compostaje y la calidad del compost obtenido por medio del sustrato TAKA en comparación con el compost del sustrato MM. Con respecto al análisis de costos, el sustrato MM es 7% menos costoso que el TAKA, estos costos no sobrepasan los USD17. Ambos tratamientos son bajo costo, comparados con el del actual manejo de residuos en rellenos sanitarios.

Horizontal axis Magnus wind turbine performance according to their geometric and kinematic variables

Resumen Este estudio presenta el análisis de una turbina eólica de eje horizontal que utiliza cilindros en rotación, en lugar de aspas con perfiles alares. El principio de funcionamiento de este generador eólico es el efecto Magnus, que sucede cuando las aspas cilíndricas empiezan a rotar y se da una interacción entre la corriente de viento incidente y el aire que es arrastrado por las paredes de los cilindros en movimiento. De esta forma, se obtiene la sustentación que pone en movimiento la turbina. El objetivo de la investigación es caracterizar este tipo de turbina mediante modelos numéricos y matemáticos, que permitan determinar el comportamiento de la curva de potencia en función del viento ante variaciones de los parámetros de funcionamiento de la turbina tipo Magnus de eje horizontal, a saber, la geometría del cilindro y las velocidades de rotación tanto de la turbina como del cilindro. Para estudiar el desempeño de la turbina, se propone un método numérico no iterativo, que es implementado en un código que permite predecir el rendimiento de turbinas de eje horizontal, el cual es validado con mediciones experimentales de turbinas convencionales. Posteriormente, se adecúa el código para aplicarlo a turbinas Magnus y con ello se obtiene el comportamiento de la curva de potencia ante variaciones en la geometría y cantidad de cilindros, así como las velocidades angulares de la turbina y del aspa cilíndrica.

Abstract This study covers the analysis of a horizontal axis wind turbine that uses rotating cylinders instead of blades. The working principle of this wind generator is the Magnus effect, which happens when the cylinders start rotating, giving rise to an interaction between the incident wind and the air dragged by the walls of the moving cylinders. This generates lift which puts the turbine in motion. The goal of this investigation was to characterize this type of turbine by means of numerical and mathematics methods that permit determination of the power vs wind speed curve’s behaviour as a function of working parameters of Magnus horizontal axis wind turbines. In order to study turbines performance, a non-iterative method is proposed and implemented in code. This approach allows the prediction of the output power, which is validated by experimental measurements of conventional turbines. The method was adapted to Magnus turbines. It was used to obtain the power curve behavior given geometry variations including changes in the number of rods, as well as turbine and cylindrical blade’s angular velocities.

Characterization of defects and nanoestructural alterations in the Nimonic 80A superalloy by using Transmission Electron Microscopy

Resumen En este trabajo se analizaron probetas TEM (Microscopía Electrónica de Transmisión, por sus siglas en ingles) de materiales usados en aplicaciones aeronáuticas. El principal objetivo de este proyecto fue estudiar los defectos intercristalinos presentes en la superaleación Nimonic 80A luego de ser tratada térmicamente y posteriormente someter las probetas a esfuerzos cíclicos. Las probetas TEM fueron probadas previamente bajo fatiga de alta frecuencia (1 000 Hz y 20 000 Hz) en la Universidad de Siegen en Alemania, simulando las condiciones de trabajo de esta aleación en turbinas de avión o en otros tipo de aplicaciones aeronáuticas. Este tipo de esfuerzo mecánico genera muchas deformaciones y defectos nanométricos en este material, que se evidencian por medio de dislocaciones. Estos defectos solo se pueden observar empleando técnicas de microscopía muy potentes, como la TEM. Los resultados obtenidos del análisis TEM revelan precipitados característicos en la muestra de Nimonic 80A al ser sometida a tratamientos térmicos. Además, esta aleación evidencia la formación de dislocaciones producto de los esfuerzos mecánicos que sufrieron estas probetas. Finalmente, se logró evidenciar la influencia de las precipitaciones en el mecanismo de formación, agrupamiento y movimiento de las dislocaciones en la microestructura de las muestras utilizadas.

Abstract In this work, TEM (Transmission Electron Microscope) samples of materials used in aeronautic applications were analyze. The main objective of this project was to study intercrystalline defects in Nimonic 80A superalloy after the heat treatment and fatigue testing of the samples. The samples were prepared for the TEM analysis in University of Siegen, Germany after they were test in very high cyclic loading conditions (1000 Hz y 20 000 Hz). These tests were performed because they simulate very closely the work conditions that these alloys must support in turbine and others aeronautic applications. The mechanical stresses generated in these kind of applications will develop many deformations and nanometric defects in this material. They are evidenced by the dislocations formation. The dislocations are possible to observe only by using very powerful microscopy technics such as Transmission Electron Microscope. The results obtained by the TEM analysis show that after the heat treatment, the samples developed very distinctive precipitations in the Nimonic 80A samples. Additionally, after the mechanical testing these samples shows the formation of representative kind of dislocations. Finally, this work shows the influence of the precipitations under the formations, stacking and movement of the dislocations in the microstructure of the tested samples.

Modeling of the drying process of agro industrial products

Resumen El secado es uno de los métodos más importantes para la preservación de los bienes agrícolas, tales como granos de cereales, café, productos comestibles y la madera. El comportamiento del material durante el secado depende de la transferencia de calor y masa en el producto sometido al proceso. En este trabajo se presenta un modelo físico y computacional del proceso de secado basado en los fenómenos de transporte de calor y humedad en medios porosos, a partir de las ecuaciones de Fourier para la conducción del calor y de Fick para la transferencia de masa. El modelo considera los trabajos de Luikov (1975) y Sokhansanj y Bruce (1987), este último con acoplamiento del transporte difusivo de masa y calor a través de una condición de borde en la superficie del grano. Las ecuaciones del modelo se desarrollan en computadora usando el método de volúmenes finitos, y las soluciones numéricas se comparan con datos experimentales y numéricos disponibles en la literatura para el caso del secado de los granos de soya. Los valores de los campos de humedad y temperatura en el interior del grano, calculados con un esquema implícito de volúmenes finitos, concuerdan con los de otros autores. En el caso del cálculo de los valores de temperatura usando las ecuaciones de Sokhansanj y Bruce, los resultados numéricos en los tiempos iniciales del proceso de secado difieren de los valores calculados con el modelo de Luikov, debido a la modelación de la evaporación de la humedad en el borde del grano.

Abstract Drying is one of the most fundamental methods to preserve agricultural products, such as cereal beans, coffee, food and wood. The behavior of the material during drying operations depends on heat and mass transfer mechanisms interesting the product under drying processes. In this work we give a physical and computational model of the drying process, based on heat and moisture transport phenomena in porous media. The model is obtained from the Fourier’s law of heat conduction and Fick’s law of mass transfer and it is based on Luikov’s (1975) and Sokhansanj and Bruce’s (1987) works, the latter coupling heat and mass transport by means of a boundary condition on the grain surface. The equations are computationally developed using the finite volume method and the numerical solutions are compared with experimental and numerical literature data for soybean grains drying. The values of the moisture and temperature fields inside the grain, calculated by using an implicit finite volume scheme, agree with the literature data. However, the numerical results of temperature obtained by solving the Sokhansanj and Bruce’s equations differ from the values computed with the Luikov’s model, due to the modeling of moisture evaporation mechanisms on the grain boundaries.

Application of Markov Chain in a production process of in vitro plants

Resumen La aplicación de la biotecnología incluye una serie de procesos industriales que involucran organismos vivos o partes de ellos. La interacción del genotipo con los demás factores de manipulación industrial, aunque controlables, provoca que el sistema sea estocástico o no determinista, caracterizado por acciones predecibles y con elementos aleatorios. La producción masiva de plantas in vitro es un ejemplo de este tipo de industrias biotecnológicas, en el que se cultivan plantas seleccionadas bajo condiciones controladas de incubación y en medios nutritivos. Durante el proceso se producen pérdidas por contaminación o muerte del material y reprocesos, cuando las plantas se oxidan o deforman, pero una parte de ellas se puede rescatar y reintegrar a la etapa anterior. Tomando como modelo el proceso de producción de vitroplantas de papa (Solanum tuberosum) en la empresa VitroPlant S.A., se aplicó el método de Cadenas de Markov para determinar los requerimientos de material vegetal para cumplir con una demanda determinada de acuerdo con la etapa del proceso de la que se inicia, incluyendo en ese cálculo las pérdidas y reprocesos. Así, el método de Markov es una opción viable en los procesos biológicos productivos que podría aplicarse a otras especies vegetales e incluso a otros sistemas que utilicen diferentes organismos vivos, tales como hongos, bacterias, insectos y microalgas, todos comunes en la industria.

Abstract The application of Biotechnology includes a number of industrial processes involving living organisms or parts of them. The interaction of genotype with other industrial manipulation factors, characterized by predictable actions and random elements, makes the system to be stochastic. Commercial production of in vitro plants is one example of the biotechnology industry, where the production process consists of the propagation of plants in sterile growth media under controlled physical conditions. During this process, contamination or death of in vitro plants is considered as scrap (waste); however, if plants present oxidation or deformation they have to be reworked, in order to recover or reincorporate to the previous stage. Plant material requirement to accomplish a client demand was studied using the in vitro production process of Solanum tuberosum from the company VitroPlant S.A., to establish a model using Markov Chain Method, in which scrap and rework are included. Thus, the Markov method is a viable option in biological production processes that could be applied to other plant species and even other systems using different living organisms, such as fungi, bacteria, insects and algae, common in the industry.

Analysis of market behavior in Farmer´s Markets located in the Greater Metropolitan Area

Resumen En este artículo se presentan los resultados de un estudio que analizó el comportamiento del mercado de las ferias del agricultor en la Gran Área Metropolitana. Se toman en cuenta las regulaciones de ley para estas actividades y la teoría de la mercadotecnia, con el fin de determinar la forma en que se desarrollan estos mercados a través de las variables de participación de oferentes, clientela habitual por oferente y clientela habitual por producto. Considerando estas variables, se pudo determinar la forma en que los agricultores planifican la oferta de productos agrícolas, el 80% de los participantes analizados venden entre 84% y 100% de la oferta semanal. Es importante mencionar que para el análisis de los productos agrícolas se utilizaron los 20 principales productos hortifrutícolas de mayor comercialización en el mercado mayorista del Centro Nacional de Abastecimiento y Distribución de Alimentos (CENADA); de estos, 18 mantienen una participación constante que varía entre el 50% y el 83% durante el año, mientras que el mango y la sandía mantienen un porcentaje menor debido a la estacionalidad de la producción.

Abstract A study was conducted in order to analyze the market behavior of farmer´s markets in the Greater Metropolitan Area, taking into account the legal regulations of these markets and marketing theory to determine the way in which these markets develop, through the variables of supplier participation, regular clients per supplier and regular clients per product. Considering these variables, the way in which farmers plan the supply of agricultural products was determined: 80% of participants sell between 84 and 100% of weakly supply. It is important to mention that for the analysis of this study, the 20 main horticultural and fruit products with higher volume of commercialization in the National Center for Food Supply and Distribution (CENADA) were used. Of these, 18 products held a constant participation, which varies between 50 and 83% in a year, however, mangoes and watermelons held a lower percentage due to production seasonality.

Approaches to Information Integration in Structural Health Monitoring Systems for Bridges

Resumen El diseño y desarrollo de sistemas que permitan recolectar, procesar, almacenar e integrar información asociada al monitoreo periódico de la condición de estructuras civiles como edificios y puentes, representa un gran reto desde el punto de vista computacional. En la práctica, podría ser necesario integrar un gran número de herramientas y componentes, con el fin de apoyar la toma ágil de decisiones estratégicas sobre el estado de salud de dichas estructuras por parte de los usuarios finales, incluyendo ingenieros y funcionarios de gobierno. Muchos de estos componentes computacionales en general existen o han sido desarrollados previamente por diferentes organizaciones y exhiben un alto grado de heterogeneidad en cuanto a los modelos de datos y el software que utilizan. Este artículo presenta una revisión de enfoques de integración de información en áreas relacionadas con el monitoreo de la salud estructural, con énfasis en puentes. El estudio realizado busca recopilar experiencias que eviten “reinventar la rueda”, así como identificar oportunidades de diferenciación, que sirvan de base para proponer enfoques novedosos de integración de la información en este campo. Este trabajo se realizó como parte del proyecto de investigación e-Bridge 2.0, del Instituto Tecnológico de Costa Rica.

Abstract The design and development of systems aimed at gathering, processing, storing and integrating information associated to periodic monitoring of the condition of civil structures such as buildings and bridges, represent a challenge from a computational point of view. In practice, there exist countless tools and components that may need to be integrated in order to support agile strategic decision making regarding structural health conditions. Many of these computational components may already exist or have been developed by different organizations and present a high level of heterogeneity in terms of data models and software configurations. This paper provides a study of information integration approaches in areas related to structural health monitoring with emphasis on bridge structures. The proposed study aims at putting together experiences that may avoid the “reinvention of the wheel” as well as the identification of differentiating aspects which may serve as a base for innovative approaches for information integration in this area. This work has been carried out as part of the e-Bridge 2.0 research project at the Costa Rica Institute of Technology.

Evolution of innovation process models, a literature review

Resumen Se considera que la innovación es un factor relevante en el desempeño de las organizaciones, porque implica llevar al mercado ideas novedosas que representan valor para los clientes. Uno de los aspectos que ha llamado la atención es el proceso que llevan a cabo las organizaciones para innovar. Desde la primera mitad del siglo XX se han propuesto varios modelos de procesos de innovación, los cuales han ido evolucionando según el contexto económico prevaleciente en su momento, desde la expansión industrial posterior a la segunda guerra mundial, cuando el desarrollo de innovaciones seguía un proceso lineal secuenciado que se iniciaba con la investigación básica, y que predominó hasta mediados de los años 70. Después se desarrollaron modelos que consideran que el proceso no necesariamente empieza con la investigación, sino que puede provenir de otras áreas de la empresa. Esto significa que el conocimiento no solo reside en la investigación y el desarrollo (I+D), ya que los desarrollos pueden surgir incluso de la demanda de los clientes; además, la secuencia para lograr una innovación no es lineal ni unidireccional. Estos modelos tuvieron su mayor aplicación hasta mediados de los años 80; luego se incorporó el concepto de “etapas y puertas”, según el cual, debe haber una evaluación para que el desarrollo de una innovación pueda pasar de una etapa a otra del proceso.Considerando lo anterior, el presente artículo busca describir las principales características de los modelos que señala la literatura, su evolución y el contexto en el que surgieron.

Abstract Innovation has been considered a relevant factor in the performance of organizations since it involves taking innovative ideas to market that represent a value for customers. One of the aspects that has caught the attention in this field of study is the process organizations deploy to innovate, that is, the process of innovation. Regarding this matter, different models of innovation processes have been proposed, which began to arise in the first half of 20th century, and later evolved according to the prevailing economic context, that is, from the industrial expansion that took place after the Second World War when innovations followed a sequenced linear process that began with basic research, this model was dominant until the mid-1970s; subsequently new models were developed that considered that the process does not necessarily starts with the research, but that it might come from other areas of the firm, since the knowledge not only lies in R&D, it even considered that developments could arise from the customer´s demand for specific solutions furthermore, the sequence is not linear or unidirectional in order to obtain an innovation, these models had its greater application until the mid-1980s, to then incorporate the concept of “stages and gates”, according to which, the development of an innovation could go from one stage to another in the process, only after it had complied a specific assessment. Considering the above, this article describes the main features of these models according to the literature, its evolution and the context in which they arose.

Object serialization/deserialization and data transmission with JSON: paper review

Resumen En este artículo se presentan los resultados de la revisión de literatura sobre uno de los métodos de serialización/deserialización de objetos que usa la notación JSON (siglas en inglés de JavaScript Object Notation, o Notación de Objetos de JavaScript). Uno de los resultados más importantes de dicha revisión es que JSON es el método con mayor desempeño a la hora de serializar/deserializar objetos. También se concluye que no existen muchas revisiones de literatura sobre el uso de JSON como herramienta de serialización/ deserialización sino casos prácticos. Si se toma en cuenta que la serialización/deserialización de objetos es un mecanismo por el cual un objeto pasa de ser objeto a texto, es transportado a cualquier destino y finalmente se vuelve a transformar a objeto, dicha información teórica resulta importante, ya que enriquecería más el tema para los usuarios de JSON en el desarrollo de sus aplicaciones.

Abstract The present systematic literature review is to review the literature of one method of serialization / deserialization of objects which uses JSON notification. Among the most important results of this review is that JSON is the method with higher performance when serializing / deserializing; also, a conclusion is that there are not many reviews literature on the use of JSON as serialization tool / deserialization but practical cases. Considering that the serialization / deserialization of objects is a mechanism by which an object changes from a text object is transported to any destination and finally becomes transform object. This theoretical information would be important because the issue further enrich users JSON in developing their applications.