Cultura Científica y Tecnológica

Evaluación de Funcionalidad de Ajuste y Propiedades Mecánicas de Una Prótesis Transradial para Impresión 3D

Erika Guadalupe Meraz Tena — 2024-12-31

Este trabajo planteó evaluar la funcionalidad de ajuste de un diseño propuesto para una prótesis mecánica transradial para impresión 3D y comparar las propiedades mecánicas de tres materiales: PLA, ABS y PETG. Se obtuvieron medidas antropométricas de EBSCOhost y se ingresaron al diseño para evaluar su funcionalidad de ajuste. Además, se realizaron simulaciones para comparar las propiedades mecánicas de los materiales en diferentes posiciones y fuerzas para identificar el material con el mejor desempeño. Posteriormente, se realizó un prototipo con dicho material seleccionado para realizar pruebas de rendimiento con un equipo Mark-10 para compararlos con las simulaciones. Los datos de la evaluación del ajuste mostraron variaciones menores que no supusieron un obstáculo para su funcionalidad mecánica mientras que las evaluaciones de la tensión von Mises, desplazamientos, deformación, transferencia de calor, compresión, costos de adquisición y accesibilidad, establecieron al PLA como el más idóneo. Finalmente, el prototipo demostró que, tanto en simulación como en laboratorio, las piezas sufrieron un mayor desplazamiento en la posición de supinación. A pesar de los daños mínimos en la unión mano-antebrazo, este diseño ofrece una alternativa accesible, ajustable y económica, además de reducir significativamente el tiempo de fabricación a comparación de los dispositivos tradicionales.

Herramientas estadísticas Seis Sigma aplicadas a procesos en la industria de los adhesivos

Miguel Angel Langle Flores — 2024-09-12

En la industria manufacturera o intensiva en transformación de materia prima se utiliza la métrica sigma, en donde, a la distribución estadística de un producto en cuya parte central le corresponda una distancia de seis sigmas o seis desviaciones estándar se le considera eficiente en términos de calidad. A manera de caso de estudio, se aplicó la metodología Seis Sigma con el objetivo de reducir las variaciones en distintas propiedades fisicoquímicas (densidad, viscosidad y porcentaje de solidos) pertenecientes a cuatro distintos adhesivos para calzado elaborados por una industria química mexicana. Los indicadores iniciales mostraron un desempeño superior a 2 sigmas, mismos que fueron ajustados mediante un procedimiento tipo DMAIC constituyente de la manufactura delgada. Si bien en la mayoría de los casos se corrigieron las alteraciones (métrica sigma superior a 3), la variabilidad fuera de los parámetros Seis Sigma persistió en determinadas ocasiones al evidenciarse la presencia de perturbaciones de mayor profundidad. Dado lo anterior, en la industria química correspondiente a los adhesivos y los acabados para el cuero, la elección de la propiedad sujeta a los parámetros de calidad es fundamental para cumplir la métrica sigma y determinar los errores aleatorios y sistemáticos.

Dynamical behavior and control strategy of a dengue epidemic model

Laura Valentina Bocanegra Villegas — 2024-09-13

Mosquitoes of the species Aedes (Ae. aegypti or Ae. albopictus) can transmit Dengue, Chikungunya, Zika, and Yellow Fever. Of the people's mobility and increasing population density, diseases such as Dengue have been an epidemic in recent years, becoming a globally important health problem. Those responsible for creating vector control campaigns and medical staff are interested in identifying tools to predict the seasonal peak of the dengue outbreak and identify related climate factors that contribute to the increase in the number of mosquitoes. The purpose of this research is to simulate the behavior of the mosquito population with system dynamics. For simulation, the main variables entered are precipitation, temperature, and epidemiological week. The model is the first phase of a project that aims to provide a tool for simulating outbreaks of dengue with system dynamics, a basis for predicting the spread of the dengue.

Módulo autobloqueante para el cambio automático de herramientas

Carlos Sánchez López — 2024-09-27

Los dispositivos de cambio automático de herramientas (CAH) son componentes esenciales en diversas industrias, particularmente en los procesos de fabricación con manufactura de alta tecnología. La presente investigación tiene como objetivo facilitar el cambio automático de herramientas en máquinas que permitan dos o más procesos de fabricación conocidas como máquinas híbridas. Se analizaron dispositivos de almacenamiento y cambio automático de herramientas en máquinas de control numérico y en impresoras 3D. Se evaluaron los procesos de mecanizado CNC, la impresión 3D, el grabado con láser, el plóter de corte y el plóter de dibujo. Se consideró también la similitud de la cinemática en el cambio de herramientas a través del tipo de los elementos de unión. Tomando como variables de diseño la geometría y las dimensiones generales de cada una de las herramientas de los procesos seleccionados, se logró que los diversos portaherramientas se puedan colocar en un mismo dispositivo de sujeción. Como resultado, se obtuvo la propuesta de un módulo autobloqueante que permite la carga y descarga de herramientas que se utilizan en los procesos previamente citados. El módulo permite prescindir de un actuador para la sujeción y liberación de las herramientas, aunque por el momento está en etapa de prueba para herramientas de bajo peso.

Diseño de un controlador en tiempo discreto para sistemas no lineales

Miguel Hernández González — 2024-10-14

En este trabajo se propone diseñar un controlador en tiempo discreto que estabiliza una ecuación discreta escalar, donde en ausencia de perturbaciones es posible elegir el tiempo de convergencia al origen como un parámetro en la ley de control. Se realiza un análisis con este controlador, en ausencia de perturbaciones, para verificar que en un número de pasos finito se logre la convergencia al origen. Con presencia de perturbaciones acotadas se agrega al controlador propuesto un término integral discreto que rechaza dichas perturbaciones y al mismo tiempo se logren los objetivos de control. Finalmente, se aplican los resultados obtenidos a un sistema de ecuaciones en tiempo discreto para comprobar la factibilidad de dicho estudio.

Análisis de conductas de seguridad en diferentes contextos laborales de Ciudad Juárez

Karla Gabriela Gómez Bull — 2024-10-26

Este estudio tiene como objetivo analizar el comportamiento de seguridad mostrado por trabajadores en diferentes contextos ocupacionales en el norte de México. El comportamiento de seguridad se midió con dos dimensiones: participación en seguridad y cumplimiento de seguridad, a través de un instrumento de 7 ítems previamente validado. Se recolectaron datos de una muestra de 201 trabajadores que laboran en diferentes sectores, incluyendo automotriz, médico, servicios y educación, entre otros. No se identificaron diferencias significativas en los comportamientos de seguridad exhibidos entre los distintos sectores laborales, sin embargo, cabe destacar que los trabajadores de los sectores educativo y de servicios son más propensos a exhibir mejores comportamientos de seguridad. Los contextos laborales con más comportamientos de riesgo son los de los sectores de la electrónica y el médico. Además, se constató que solo un bajo porcentaje de trabajadores es conciente de trabajar de forma insegura. Se recomienda seguir analizando los accidentes laborales y sus respectivos factores asociados, para utilizar dicha información en el diseño de medidas preventivas de seguridad.

Optimización de la configuración de materiales compuestos laminados mediante redes neuronales y templado simulado

Julio César Galvis Chacón — 2024-10-28

La optimización de materiales compuestos laminados es uno de los principales desafíos en el diseño de componentes o sistemas estructurales debido a la influencia de múltiples parámetros en su desempeño y respuesta mecánica ante la deformación. Esta investigación utiliza un metamodelo basado en redes neuronales artificiales para predecir índices de desempeño, específicamente el índice de falla de Tsai-Wu, a partir de la configuración del laminado de un material compuesto sujeto a cargas considerando espesores y orientaciones de sus fibras. El metamodelo alimenta una función objetivo diseñada para mejorar la configuración de una pieza mediante la optimización de las orientaciones de las fibras. Se combina un algoritmo de templado simulado adaptado para materiales compuestos laminados con redes neuronales, generando un espacio de soluciones que ofrece al diseñador una amplia gama de opciones para abordar el análisis del problema. El método reportado es una alternativa eficiente al método tradicional de análisis de materiales compuestos laminados, agilizando el proceso y ampliando las posibilidades de configuración disponibles para su selección.

Aplicación de gestores web para la clasificación de documentos en un área de gestión académica

Ricardo de Jesús Télles Peña — 2024-11-19

Los gestores web, como herramientas tecnológicas, juegan un papel crucial en la optimización de procesos administrativos al ofrecer soluciones eficientes para la gestión de información y documentos. Su impacto en el área administrativa radica en la simplificación de tareas tediosas y la mejora de la organización y accesibilidad de los datos. La implementación de un gestor web tiene como objetivo automatizar procesos de clasificación y búsqueda, los gestores web permiten a las organizaciones ahorrar tiempo y recursos, al tiempo que aumentan la productividad y la precisión en la toma de decisiones. Se aplicó la metodología Scrum para el desarrollo de una aplicación de gestor web una Dependencia de Educación Superior (DES) en México, por su adaptabilidad y flexibilidad, facilitando la entrega continua y la mejora constante a través de iteraciones cortas. Como resultado, se logró desarrollar un gestor web con un buscador en tiempo real el cual cumple con los criterios de la norma ISO/IEC 9126. Sin embargo, las limitaciones incluyen la necesidad de alojar el proyecto en un servidor para un acceso más amplio. Las conclusiones derivadas del estudio son que la implementación de un gestor web con un buscador en tiempo real ofrece una solución novedosa para automatizar la clasificación de archivos en una institución educativa.

Implementación de un método para el control de inventario en una microempresa familiar

Luis Enrique Galaviz-Magallanes — 2024-12-02

Las micro, pequeñas y medianas empresas (MIPYMES) conforman la base de la economía nacional e internacional. Sin embargo, constantemente se enfrentan a una gran diversidad de retos que en muchas ocasiones no pueden superar. Por esta razón, en este artículo se hace énfasis en la importancia de tener como mínimo un control de inventario que permita conocer en tiempo real la situación y establecer estrategias para incrementar la rentabilidad. El objetivo de este trabajo es la implementación de un método de control de inventario en una microempresa familiar de Ciudad Jiménez, Chihuahua, México. La metodología se compone de tres etapas: crear una base de datos, realizar un análisis descriptivo de las ventas e implementar un método de máximos y mínimos. Entre los resultados se reporta una dispersión elevada en el comportamiento de las ventas, así como un exceso de inventario en tres de los cinco productos seleccionados. En conclusión, en este estudio se evidencia la importancia de contar con un control de inventario que permita conocer el comportamiento de las ventas, así como evitar faltantes o excedentes que impactan directamente en la rentabilidad de la empresa.

Procedimiento iterativo de integración por partes y la evaluación de su eficacia en el aula

Jorge Eduardo Macías Díaz — 2024-12-04

En este trabajo se evaluó una estrategia simple para aplicar iterativamente la regla de integración de Leibniz desde cálculo elemental a problemas operativos. La regla de integración de Leibniz (también conocida como “fórmula de integración por partes”) es una fórmula relativamente simple. Sin embargo, algunos problemas típicos de cálculo de antiderivadas requieren aplicar esta fórmula de forma iterativa. Lamentablemente, este proceso provoca soluciones erróneas y que requieren mucho tiempo por las diversas aplicaciones de la regla de Leibniz y la complejidad de los cálculos. La estrategia propuesta en el presente trabajo reduce el tiempo empleado para obtener las soluciones de aquellos problemas iterativos. Además, el procedimiento empleado es simple, fácil de describir algorítmicamente y produce resultados más rápidos. Para mostrar la eficiencia de esta estrategia, se realizó un estudio experimental con un grupo de estudiantes de pregrado de ingeniería en una universidad pública de México. La capacidad de estos estudiantes para utilizar reglas elementales de integración se demostró mediante una prueba preliminar y el grupo se dividió en dos subgrupos, a uno de los cuales se le enseñó la regla tradicional de Leibniz, mientras que el segundo aprendió la estrategia estudiada en este trabajo. Los resultados mostraron que el enfoque actual produce resultados decisivamente más rápidos que el método tradicional.

Análisis del Sistema de Salud Colombiano. Caso de estudio: Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud (IPS) en Cali

Katherine Castillo Rojas — 2024-12-27

La presente investigación analiza el sistema de salud desde el punto de vista de las Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud (IPS) ubicadas en la ciudad de Cali, Valle del Cauca, asumiendo como criterio los indicadores de calidad de la atención establecidos por el Ministerio de Salud colombiano. Empleando fuentes de información públicas, se realizó la consulta y selección de las IPS e indicadores. Estos datos fueron clasificados acorde con el grupo al cual pertenecen los servicios habilitados y analizados empleando el lenguaje de programación Python y herramientas de estadística descriptiva. Entre los resultados obtenidos se encuentran la identificación de los servicios especializados y del comportamiento de los indicadores de calidad en las IPS de la ciudad. Esta investigación da respuesta a la necesidad de actualizar el análisis de los indicadores que fueron en su momento presentados por el Ministerio de Salud mediante el Informe Nacional de Calidad de Atención en Salud, cuya última emisión fue en el año 2017, así como realizar un estudio enfocado a nivel local. Dentro de las conclusiones, fue posible corroborar el impacto de la estancia hospitalaria en la incidencia de eventos adversos e identificar oportunidades de mejoramiento que permita destacar el valor agregado de la ciudad.

Inclusión de la mujer en el aula de física de primer año de ingeniería

Luisa Fernanda Chaparro Sierra — 2024-12-30

Este trabajo complementa el manual de comunicación con enfoque de género de STEP UP mediante el desarrollo de una rúbrica complementaria. Esta rúbrica continúa el abordaje de los aspectos de comunicación delimitados en el manual y cuantifica a estos mismos mediante niveles de logro. Este enfoque no se ha propuesto en ningún trabajo relacionado con STEP UP anteriormente. Esta rúbrica y el manual de comunicación se recomiendan como herramientas de capacitación de comunicación con enfoque de género en el aula de física.

Aprendizaje Basado en Proyectos en STEAM: Implementación Interdisciplinaria Aplicada al Oscilador Armónico Símple

Jesús López Hernández — 2024-12-31

El presente trabajo tienen como finalidad explorar el comportamiento del oscilador armónico simple en dos dimensiones y la formación de figuras de Lissajous mediante la téncnica metodológica de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP). Utilizando herramientas de experimentación, los estudiantes diseñaron y construyeron armonógrafos para trazar estas figuras. El armonógrafo es un dispositivo mecánico que traza curvas complejas en función de oscilaciones perpendiculares acopladas. Estas figuras, conocidas como figuras de Lissajous, son fundamentales en la visualización de fenómenos de resonancia y frecuencias en mecánica newtoniana. Este proyecto no solo refuerza conceptos de mecánica newtoniana, sino que también fomenta habilidades prácticas y analíticas en los estudiantes, guiándolos por el modelo STEAM. La experimentación práctica permite a los estudiantes entender de manera más profunda los principios de superposición y la interacción de movimientos armónicos simples, proporcionando una experiencia de aprendizaje integral y aplicada. _

Enseñanza de la óptica geométrica con la metodología STEAM en nivel medio superior

Angel Farit Pereyra Arguelles — 2024-09-17

Esta investigación tiene como objetivo desarrollar una estrategia de enseñanza con la metodología STEAM, con el fin de fomentar la comprensión de los principios ópticos básicos e integrando conocimientos de ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas. El estudio se realizó bajo una metodología mixta de investigación, aplicado a 50 estudiantes del último semestre de nivel medio superior de la Escuela Preparatoria Diurna, ubicada en Ciudad del Carmen, Campeche, México, que seleccionaron la asignatura optativa de Temas Selectos de Física, con el objetivo de cumplir con el perfil para estudiar una ingeniería. El enfoque STEAM se aplicó en las tres etapas siguientes: indagación, simulación y diseño y creación de un instrumento óptico. Los resultados muestran que la implementación de la estrategia favoreció el aprendizaje, mejorando la comprensión de los conceptos y su relación con la práctica. Se desarrollaron 8 instrumentos ópticos, 6 clasificados como excelentes en las categorías de conocimientos teóricos, habilidades prácticas y creatividad e innovación. Se concluye que la aplicación de la metodología STEAM ayuda a desarrollar habilidades para la solución de problemas, promueve un desarrollo profundo de los temas de forma que los estudiantes enfrenten desafíos y, por consecuencia, un aumento de interés en los temas propuestos.

El espacio-tiempo en la enseñanza de la física

Erick Rodolfo Ortiz Ibáñez — 2024-10-03

Más de cien años han transcurrido desde la formulación de la Teoría de la Relatividad, sin embargo, esta y otras temáticas de la física moderna, como el constructo del espacio-tiempo aún no están incluidas en los lineamientos escolares de secundaria, p. ej., en Colombia. Los currículos escolares deben estar actualizados a la vanguardia científica dado que desde ahí se incentiva a las nuevas generaciones de científicos, de modo que es importante incluir la interpretación del espacio-tiempo porque es esencial para la comprensión de la teoría de la relatividad. Por lo anterior, el presente artículo pretende generar un análisis reflexivo de la comprensión y construcción del espacio-tiempo en la física y su vinculación a la educación secundaria, detallando su importancia en la enseñanza de la ciencia. Se realizó una revisión documental entre 2012 a 2024 en las bases de datos de Scopus y Google Académico y finalmente se revisaron 20 documentos que aportan directa e indirectamente a la enseñanza del espacio-tiempo en la educación secundaria. Asimismo, esta revisión permite entrever el esfuerzo que ha realizado la comunidad académica en abordar las temáticas actuales de la física, reconociendo así que el pensamiento moderno debe estar presente en la formación científica del estudiante.

Estrategias de enseñanza de la física en el bachillerato basadas en la didáctica del razonamiento proporcional

Ulises Solís Hernández — 2024-10-09

El pensamiento proporcional no ha sido suficientemente aprovechado en la enseñanza de la física a pesar de que esta habilidad es una característica más del pensamiento científico. En este trabajo se muestra cómo la didáctica específica de la proporcionalidad puede aplicarse a los procesos de enseñanza-aprendizaje de las asignaturas de física de nivel bachillerato. Esta didáctica desarrolla el pensamiento proporcional en los estudiantes, al mismo tiempo que se utiliza para introducir conceptos físicos, estudiar la relación matemática entre variables físicas y desarrollar habilidades en la resolución de problemas. Como ejemplo de esta propuesta didáctica, se presentan dos estrategias educativas aplicadas a grupos del Instituto de Educación Media Superior de la Ciudad de México (IEMS) para introducir conceptos de física apoyadas en el razonamiento proporcional. Con las estrategias se consigue que los estudiantes, guiados por el docente, comprendan la dependencia variacional entre los conceptos físicos y ocupen nuevos métodos para resolver problemas basados en la razón unitaria.

Gestión docente para el desarrollo de habilidades de resolución de problemas numéricos en física

Beatriz Oropeza Villalobos — 2024-11-20

La resolución de problemas numéricos en física escolar es un proceso sumamente complejo, en el cual son esenciales las acciones docentes que promueven que los estudiantes mexicanos desarrollen procesos cognitivos y metacognitivos que los apoyen en el proceso de aprender a aprender y convertirse en estudiantes autónomos. Debido a la gran cantidad de factores intervinientes en el desarrollo de la habilidad para la resolución de problemas numéricos, se han elegido dos que se consideran de mayor relevancia y en los que existe un claro ámbito de influencia docente: la comprensión lectora del enunciado y la metacognición del proceso. A partir de la justificación teórica basada en resultados de investigaciones educativas, estos se transforman de lo abstracto a lo concreto y se pone el acento en una orientación en la práctica docente cotidiana mediante acciones concretas y ejemplos. Si bien las acciones aquí esbozadas no solucionan todos los obstáculos que enfrentan los estudiantes ante la tarea de resolver problemas numéricos en física, sí constituyen un elemento que promueve un mejor desempeño metacognitivo y cognitivo. El trabajo descrito en este artículo está orientado a estudiantes de nivel medio superior, sin embargo, las estrategias aquí mencionadas pueden ser útiles para estudiantes de diversos niveles escolares en México.

Microcredential for Physics Majors

Jorge A. López — 2024-11-22

This article describes the benefits of using microcertifications to complement undergraduate physics courses. A microcertification program developed for the physics undergraduate program at University of Texas at El Paso is described, including modules created by the Data Science Community of Practice (DSCOP) group, part of the American Physical Society Data Science Group, on topics of data science, machine learning and artificial intelligence applied to physics topics.

Implementación de indagación guiada con simulaciones PhET sobre flotación en el nivel medio superior

Pedro Oliver Cabanillas-García — 2024-11-26

Este estudio tiene como objetivo analizar las percepciones de los estudiantes en la adquisición de conocimientos sobre el concepto de flotación mediante la implementación de la indagación guiada utilizando simulaciones PhET. La implementación se llevó a cabo a través del diseño de Hojas de Trabajo aplicadas a tres grupos de bachillerato tecnológico ubicado en Sinaloa, México. Se realizó el análisis de las percepciones de los estudiantes hacia la indagación guiada con simulaciones PhET a través de la observación participante y la entrevista semiestructurada a través de cinco categorías propuestas. Los resultados muestran un incremento de apropiación del concepto de flotación y fomentan el trabajo colaborativo entre los estudiantes. Las conclusiones muestran que la indagación guiada con simulaciones PhET mejora significativamente la comprensión y motivación de los estudiantes, promoviendo la colaboración y el aprendizaje activo. Se identificaron desafíos en la familiarización y aplicación de las simulaciones. Los beneficios de la investigación muestran que la indagación guiada y las simulaciones PhET proporcionan una experiencia de aprendizaje interactiva y segura, que permite una compresión más profunda de conceptos y su aplicación en situaciones de la vida real.

Comunidades interactivas presenciales para la divulgación de la física

Juan Crisóstomo Tapia Mercado — 2024-12-20

Este trabajo tiene como objetivo describir la experiencia de la realización de talleres y demostraciones experimentales llevadas a cabo por el cuerpo académico de Enseñanza y Divulgación de las Ciencias como parte del Programa Nacional de Divulgación de la Física en Baja California, México. A través de la fabricación de un juguete científico y la participación en actividades interactivas, se busca que los estudiantes adquieran nuevas habilidades de pensamiento, mayor creatividad, capacidad para resolver problemas, así como habilidades de trabajo en equipo. Los resultados relacionan los conceptos utilizados en la construcción de un periscopio, y juguetes equilibristas con fenómenos de la vida diaria, fomentando así comunidades interactivas presenciales en sectores educativos de nuevas áreas de desarrollo urbano en Baja California.