Perspectivas de la Ciencia y la Tecnología

Modelado y Simulación del Proceso Alcohol a Combustible de Aviación (ATJ) a partir de Bio-etanol

Araceli Guadalupe Romero Izquierdo — 2023-01-31

La gran dependencia del ser humano con los combustibles fósiles como fuente de energía ha tenido como consecuencia severos daños ambientales; por lo que varios autores han propuesto y estudiado fuentes alternativas, limpias y sostenibles de energía. Esto ha sido confirmado en 2020 frente a la pandemia por COVID-19, en la cual se ha identificado a las energías renovables como la única fuente de energía resiliente y de bajo impacto. En este sentido, el sector transporte, específicamente el aéreo, continúa con el objetivo de reducir sus emisiones de CO₂ para 2050 utilizando como estrategia prioritaria el combustible de aviación renovable. Uno de los procesos certificados por ASTM para su obtención es el de alcohol a combustible de aviación (ATJ), el cual utiliza como materia prima alcoholes generados a partir de biomasa. Sin embargo, el proceso ATJ ha sido poco desarrollado a nivel comercial para la producción de bioturbosina; por ello deben enfocarse los esfuerzos en proponer estrategias que permitan reducir sus costos de producción. Una manera de analizar esas estrategias se basa en el uso de modelos de simulación. Así, en este trabajo se presenta el modelado y la simulación del proceso ATJ a partir de bioetanol, obtenido previamente de la conversión de residuos lignocelulósicos, para la producción de combustible de aviación renovable. La simulación del proceso se lleva a cabo en el software Aspen Plus V.10.0. Este proceso es evaluado y analizado en términos del costo total anual y las emisiones de CO₂ generadas. De acuerdo con los resultados, se obtiene 21.1 % de conversión a bioturbosina, respecto al bioetanol de alimentación, representando el 35.3 % de los productos generados. Por su parte, el 86.3 % del TAC corresponde al costo del hidrógeno requerido por el proceso. En lo que respecta a las emisiones de CO₂ se tiene un ahorro anual estimado de 65,741.04 ton CO₂, debido a que los requerimientos eléctricos del proceso representan sólo el 23.7 % de la electricidad generada por las turbinas acondicionadoras de las corrientes de proceso. De acuerdo con este análisis, el proceso ATJ es una alternativa promisoria para la obtención de bioturbosina.

Mapeo del espacio público de Querétaro: intervenciones y su relación con los espacios referentes

Daniel Garcia Casarrubias — 2023-01-31

Este trabajo tiene como objetivo el estudio de las intervenciones y marcas que ocurren sobre el espacio público de la ciudad de Querétaro. Al ser una ciudad de relevancia histórica, comercial y cultural, las dinámicas que en ella ocurren son evidencia de los comportamientos de la población en general. Este estudio localiza y registra todas las marcas, desde intervenciones sutiles como estampados, hasta intervenciones que modifican el espacio en su totalidad. Se considera una intervención, a aquellas modificaciones en el espacio que haya sido realizada por algún o algunos agentes distintos a aquellos que administran el espacio público. A su vez se identifica la relación que existe entre la localización y naturaleza de las marcas en el espacio público con los lugares que son referentes en el mismo, ya sean lugares arquitectónicos con relevancia cultural o sitios con alguna carga de autoridad que se erigen sobre el espacio público. Finalmente se discute sobre la forma en la que interactúan los usuarios del espacio público con los elementos del espacio, se vislumbra las dinámicas de poder y de apropiación como motivador de las intervenciones y sus consecuencias tanto para los usuarios como para los sujetos que intervienen Entender las dinámicas que favorecen las intervenciones permitirá crear políticas públicas que mejoren la convivencia en los espacios de uso común y que servirá a su vez como termómetro del sentir de la sociedad. Este trabajo forma parte de un estudio de mayor alcance donde se busca identificar los elementos conductuales que puedan ser intervenidas para el mejoramiento del uso de los espacios públicos de acuerdo a contextos específicos.

Diseño estructural de propuesta de losa modular en arco para casas habitación

Clemente Gutierrez Moreno — 2023-01-31

Acorde al Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), el déficit actual de vivienda en México afecta aproximadamente al 34 % de la población. La explosión demográfica del país genera una demanda anual de 1 500 000 nuevas viviendas; sin embargo, no se satisface ni el 80 % de esta cifra, debido en gran parte al alto costo de construcción de los sistemas de techo. Este trabajo presenta un sistema de Losa Modular en Arco (LMA) para casas habitación que optimiza la firmeza estructural mediante el aprovechamiento de la ductilidad del acero, el cual mejorará el comportamiento del sistema ante cargas accidentales; todo ello con base en criterios normativos.

Fotogrametría aérea y su aplicación en la reconstrucción de escenarios de accidentes

Eduardo Daniel García Gutiérrez — 2023-01-31

Se realiza el procesamiento fotogramétrico de imágenes obtenidas mediante vehículos aéreos no tripulados con el propósito de recrear los escenarios de accidentes de tránsito ocurridos en carretera. La particularidad de esta investigación es que la fotogrametría aérea es obtenida bajo distintas condiciones climáticas, tomando como referencia puntos de control terrestres marcados con un equipo geodésico bajo un Sistema de Posicionamiento Global (GPS por sus siglas en inglés) que indica las coordenadas en las que se anclan las imágenes captadas. Además, se identifica la longitud y posicionamiento de huellas de frenado en el escenario de un accidente con los recursos del procesamiento fotogramétrico digital, tales como modelos 3D, ortofotos y nubes de puntos, para estimar la velocidad a la que circulaban los vehículos antes del accidente. La metodología planteada ayuda a eficientizar el levantamiento del escenario de un accidente a comparación de los métodos utilizados en campo por las fuerzas policiales.

Los resultados muestran un error relativo promedio en la estimación de la longitud de huellas de frenado y el trayecto menor a 5 % en relación con las mediciones en campo obtenidas en pavimento asfáltico seco.

Puntos Cuánticos De Sulfuro De Zinc Dopados Con Manganeso

Ollin Edmundo Blanco Guzmán — 2023-01-31

Recientemente se han encontrado diversas aplicaciones para los puntos cuánticos de ZnS:Mn debido a sus propiedades optoelectrónicas. En el presente trabajo se recopila brevemente información sobre este material con el objetivo de ampliar el conocimiento disponible acerca de su importancia en diversas investigaciones. Se discuten los métodos de síntesis, así como las principales propiedades y funciones que se han reportado en la literatura así como sus perspectivas a futuro.

Síntesis de un compósito nanoestructurado soportado en quitosano-GMA para su posible aplicación como fotosensibilizador

Luis Adrián Ontiveros Gómez — 2023-01-31

La terapia fotodinámica es una técnica alternativa para el tratamiento del cáncer y diversas enfermedades mediante luz, oxígeno molecular y un fotosensibilizador (Fs). Un Fs es una molécula especializada en absorber un fotón para estimular la promoción de un estado basal a un estado triplete excitado que, al encontrarse con oxígeno molecular, es capaz de producir especies reactivas de oxígeno. En el presente trabajo, se reporta la síntesis de un compósito nanoestructurado de nanoesferas de carbono (CNS) usado como fotosensibilizador conjugado con nanopartículas de oro (AuNPs) soportados en una matriz de quitosano-GMA (Q-GMA). Se observó por medio de las caracterizaciones de FT-IR, UV-VIS y SEM que los compósitos no alteraron la estructura de la matriz ni del plasmón característico de las AuNPs en las muestras de Q-GMA-CNS-AuNPs a 0.4 y 0.6 mM, los cuales son considerados como fotosensibilizadores potenciales para su aplicación en terapia fotodinámica.

Efecto del tamaño de las burbujas de vapor en los parámetros hidráulicos de una columna de destilación reactiva para la producción de combustible renovable de aviación

Efraín Quiroz Pérez — 2023-01-31

La destilación reactiva es una tecnología intensificada que ha demostrado ventajas económicas y operacionales en la producción del combustible renovable de aviación. En la destilación reactiva, las reacciones de conversión, así como la separación de los productos, se llevan a cabo en una columna con catalizador sólido. En una de las configuraciones poco estudiadas de estos sistemas se colocan contenedores de catalizador sobre la base de los platos perforados de la columna; ello ofrece beneficios en cuanto al rendimiento y selectividad de las operaciones de reacción-separación. En este trabajo se presenta un modelo basado en CFD para la simulación de un plato perforado con contenedores de catalizador que funciona bajo las condiciones operativas de una columna de destilación reactiva utilizada en la producción de combustible renovable de aviación. En este caso se consideró el modelado de un flujo líquido-vapor no isotérmico a través de dicho sistema. El modelo desarrollado se utilizó para analizar el efecto del tamaño de las burbujas de vapor sobre dos de los parámetros hidráulicos más importantes en platos perforados: la altura de líquido claro y la velocidad de la espuma. A partir del análisis de los resultados obtenidos, se concluye que el modelo es capaz de representar con un buen grado de precisión el comportamiento experimental reportado para un sistema similar. Además, se observó que los diseños de plato que producen burbujas más grandes promueven una mayor altura de líquido claro y una menor velocidad de la espuma en el plato. Ello implica un mayor tiempo de contacto y una mejor interacción entre las fases, lo cual se traduce en un incremento en las velocidades de las reacciones de conversión y en la eficiencia de separación de los productos.

Nanotecnología aplicada en terapia fotodinámica, una nueva generación: una revisión

Luis Adrián Ontiveros Gómez — 2023-01-31

La terapia fotodinámica (PDT, por sus siglas en inglés), es una técnica no invasiva para el tratamiento de diversas enfermedades, entre ellas las de tipo oncológico. Para ello, se usa un fotosensibilizador (FS); es decir, una molécula que absorbe un fotón de luz y estimula la promoción del estado basal a uno de singlete excitado con poca duración. El FS ideal debe tener las siguientes características: anfifilicidad, acumulación preferente en tejido tumoral y desplazamiento rápido del tejido sano, toxicidad en oscuro despreciable, alto rendimiento cuántico de estado triplete, entre otras. Varios FS muestran dichas condiciones a través de disferentes generaciones: en la primera están las hematoporfirinas y fotofrinas, que debido a su baja pureza química y poca penetración en tejidos se pasaron a la segunda generación para continuar su formación; dado a que los FS presentaron baja solubilidad se procedió a un estudio de nuevos métodos para el transporte de fármacos. Finalmente, la tercera generación consistió en la síntesis de nuevas sustancias con mayor afinidad a tejidos tumorales para resolver las fallas de generaciones predecesoras. El proceso involucró la combinación de FS de la segunda generación con nanomateriales como compuestos trasportadores o estimulantes. Con el uso de los nanomateriales como FS se empezó a desarrollar una cuarta generación; las moléculas han demostrado la capacidad de generar estados cuánticos excitados para su uso en PDT. Por consiguiente, este artículo presenta los obstáculos a vencer, las numerosas aplicaciones y limitaciones de los fotosensibilizadores a través de sus generaciones para estimular el desarrollo de nuevos compuestos para futuros tratamientos del cáncer.