219 20 16323 https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21019/Ingenierias_2020_Ano_23_No_88_Julio-Septiembre.pdf 4f39fabf34c30324a4967edb9233c0ae PDF Text Text ��88 Contenido Julio-Septiembre de 2020, Año XXIII, No. 88 3 Editorial: El valor cotidiano de la capacitación Juan Antonio Aguilar Garib 5 Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial Thomas G. Muir, David L. Bradley 20 La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería Jesús Gabino Puente-Córdova, Flor Yanhira Rentería-Baltiérrez, Martín Edgar Reyes-Melo 32 Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt Virgilio A. González González, Manuel González Ábrego, Alejandro Benavides Treviño, Marco A. Garza Navarro, Carlos A. Guerrero Salazar 50 Colaboradores 52 Información para colaboradores 53 Código de ética Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Año XXIII, No. 88 1 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXIII N° 88, julioseptiembre 2020. Es una publicación trimestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Desarrollo Litográfico S.A. de C.V., M. M. del Llano 924 Ote., Centro, Monterrey, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de julio de 2020. Tiraje: 800 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66455. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2020 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. 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La actualización consiste en ampliar conocimientos o habilidades que ya se poseen, incluso la depuración de conceptos por nuevos desarrollos cabría en esta categoría. El caso particular de desarrollo de habilidades orientadas a una aplicación inmediata, como aquellas que se requieren para tener mejor desempeño en el empleo o mostrar cierta destreza y práctica, suele identificarse como capacitación. En el ámbito de saber hacer y de entender se dificulta distinguir los alcances de la capacitación y la formación en carreras profesionales en donde se da un traslape con las habilidades de individuos altamente capacitados. Sin embargo sí resulta fácil distinguir que la capacitación se refiere a la enseñanza operativa y específica a partir de conocimiento que ya se encuentra en forma de reglas, procesos o procedimientos, con la intención de que se apliquen de inmediato en la solución de problemas de campo. En cambio en la formación profesional los individuos aprenden a diseñar tales procesos o procedimientos y a establecer las reglas que los rigen, aplicando principios básicos, física, matemáticas y química en el caso de las ingenierías, que justifican sus propuestas. La facilidad y oportunidad de la gente para capacitarse está relacionada con las actividades que realicen, de manera que algunos podrán aprender bajo supervisión cercana mientras que otros podrán ir aprendiendo sobre la marcha, según la inmediatez y grado de especialización que se esté demandando, así como de los antecedentes de los participantes. Se dan casos en que la capacitación se vuelve un proceso cuya formalidad se ha reducido a que los empleados de mayor antigüedad enseñan a los nuevos, pero sin método, en forma improvisada, creyendo que siguen, ojalá así fuera, una relación maestroaprendiz. Puede ser que sea lo más barato para labores repetitivas en las que no se toma en cuenta la verdadera tasa de retorno que no sólo se refleja en la eficiencia por la reducción de retrabajo y operaciones redundantes, sino también por la disminución potencial de accidentes. Un ejemplo de la importancia de los antecedentes de los participantes se puede apreciar cuando se observa que hay programas de capacitación orientadas al uso de tecnologías de información que utilizan a la vez esas tecnologías para ofrecer la capacitación. Como ejemplo, se podría tomar un curso que utiliza la videoconferencia como medio para explicar cómo funciona una plataforma que Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Año XXIII, No. 88 3 �Editorial: El valor cotidiano de la capacitación / Juan Antonio Aguilar Garib a su vez utiliza la videoconferencia para comunicarse y colaborar. Esto puede parecer raro, pero es posible perfectamente si los participantes cuentan con antecedentes básicos que incluyan nociones sobre el ambiente de trabajo para ejecutar diversos programas tales como navegadores de internet y procesadores de palabras, así como aplicaciones populares incluso en teléfonos celulares. Una de las motivaciones para la capacitación de quien se capacita usualmente está relacionada con mejores expectativas de remuneración laboral mientras que los empleadores buscan satisfacer sus expectativas de desempeño de sus colaboradores. Aunque la capacitación es buena para todos, una de las dificultades a las que se enfrenta es que hay una tendencia para no reconocer que tiene un costo implícito tanto para generar la información con la experiencia de quienes ya se desarrollan en cierta área, como para transferirla, tales como el tiempo, las instalaciones, el material y los manuales. Este costo siempre debe ser cubierto, pero sus resultados y justificación deberían ser apreciables en el corto plazo ya que la intención es que la aplicación de la capacitación sea inmediata. Las exigencias actuales para que los operadores y prestadores de servicios estén certificados y acreditados obliga a que en efecto la capacitación sea formal por lo que requerirá estar sustentada por una estructura unidades de enseñanzaaprendizaje sobre determinado tema. Se tiene la idea de que la capacitación es práctica porque considera una serie de instrucciones para llevar a cabo procedimientos sin que necesariamente se proporcionen sus fundamentos. La idea de que los aspectos teóricos están alejados de los prácticos se utiliza en ocasiones como una forma de promoción para la capacitación, afirmando que no se consideran aspectos que no sean útiles, al menos de inmediato, y que se dedicarán a lo que realmente es utilizable, sin perder tiempo en cosas difíciles. Es verdad que los cursos de capacitación se concentran en el desarrollo de habilidades, pero el conocimiento de los fundamentos es de gran utilidad sin contar que asegura la relevancia de los cursos en la mira de que sea reconocidos y acreditables. Toda simplificación debe surgir de las necesidades de la capacitación y no de los antecedentes de los aspirantes a capacitarse. Si los cursos diseñados según las necesidades de capacitación fueran demasiado avanzados para los participantes seleccionados, entonces es necesario seleccionar a otros participantes que cuenten con los antecedentes necesarios o bien dotarlos de ellos, es decir prepararlos para ser capacitados. La capacitación es mucho más seria de lo que pudiera parecer ya que muchas de las tareas rutinarias que mantienen en funcionamiento a la sociedad moderna está a cargo del personal calificado. Este personal es el que da mantenimiento al elevador al que nos subimos con la confianza de que estamos seguros. La capacitación debe ofrecer el fundamento necesario para comprenderla y para que quien la recibe sea el primero en valorarla. Esta forma de capacitación que tiene la formalidad y la extensión necesarias y cuya calidad es demostrable es la que se certifica y que tendrá el valor curricular que le den quienes se benefician de ella a través de la gente que realiza las tareas para las cuales se preparó de manera eficiente y eficaz, y que por esa razón se le considera bien calificada. 4 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Año XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial Thomas G. Muir Universidad de Texas en Austin, Texas tom.muir@arlut.utexas.edu David L. Bradley Laboratorio de Investigación Aplicada Pennsylvania State University, State College, Pennsylvania dlb25@psu.edu RESUMEN Este artículo presentan algunos de los aspectos más sobresalientes de la investigación y desarrollo de la acústica subacuática, así como reconoce el mérito de miembros de la Sociedad Americana de Acústica (Acoustics Society of America, ASA), quienes contribuyeron con su trabajo durante el período de la Segunda Guerra Mundial. Los resultados de tal trabajo se convirtieron en logros científicos y de ingeniería que aparecen en literatura sobre acústica. PALABRAS CLAVE Sociedad Americana de Acústica, sonar, detección submarina. ABSTRACT This paper presents some of the highlights about research and development of sub-aquatic acoustics, as well as it gives recognition to the members of the Acoustical Society of America (ASA), who contributed with their work along the Second World War. The results of such work have turned into scientific and engineering achievements, which are published in literature about acoustics. KEYWORDS Acoustic Society of America, sonar, submarine detection. ANTECEDENTES El hombre ha estado interesado en el sonido en el océano por curiosidad intelectual, así como por la necesidad, en respuesta a amenazas, tales como riesgos de navegación, catástrofes y eventos mundiales, incluyendo naufragios y muchas otros asociados con la guerra naval. A principios del siglo XX, varios inventores abordaron el problema de los peligros de la navegación, lo que llevó al uso de campanas submarinas para crear señales de alerta. La guerra naval y las amenazas que plantea han sido la mayor motivación para la acústica submarina, comenzando con la Primera Guerra Mundial (WWI) y alcanzando avances notables durante y después de la Segunda Guerra Mundial (WWII). Estos esfuerzos dieron lugar a descubrimientos básicos en oceanografía y ciencias acústicas e ingeniería, incluida la exploración por sonar y geofísica. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 5 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley La historia de la acústica subacuática durante la primera mitad del siglo XX incluye muchísimos logros a través de dos guerras mundiales. Se trata de un tema muy voluminoso y amplio, por lo cual sólo se puede hacer un breve esbozo de lo más relevante. El material cubierto se deriva en gran medida de tres sesiones especiales sobre el tema, presididas por los autores en la 169th reunión de la Sociedad Acústica de América (ASA) celebrada en Pittsburgh, PA.1 Los autores dan el más amplio crédito para sus ponentes: Thomas Howarth, Michael Pestorius, Karim Sabra, Frederick Erskine, Michael Buckingham, William Kuperman, James Lynch, Arthur Newhall, y David Feit, así como otros que discutieron temas después de la Segunda Guerra Mundial. La cobertura se limita al desarrollo acústico subacuático en los Estados Unidos y sus aliados, Francia y el Reino Unido. La historia del tema en la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) ha sido bien abordada en otras referencias.2 LOS PRIMEROS ESFUERZOS DEL SIGLO XX Y LOS PIONEROS DE LA ACÚSTICA SUBACUÁTICA La ASA otorga una medalla de plata en honor de cinco pioneros de la acústica subacuática: H. J. W. Fay, Reginald A. Fessenden, G. W. Pierce, Paul Langevin y Harvey C. Hayes (figura 1). A continuación se presentan algunas de las contribuciones de estos pioneros. Fig. 1. Medalla “Pioneros de la Acústica Subacuática” Pioneers in Underwater Acoustics Medal de la Acoustics Society of America (Sociedad Acústica de América, ASA). Harold J. W. Fay estuvo asociado durante mucho tiempo con la Submarine Signal Company (SSC), que fue fundada en 1901 para desarrollar productos comerciales en señalización submarina pertinentes para la navegación de buques para evitar riesgos. Fay se convirtió en presidente de la SSC en 1942 y la dirigió a través de su fusión con la Compañía Raytheon en 1946. Hizo avances creativos, incluyendo un sistema por el cual dos hidrófonos de botón de carbono en “baúles marinos” llenos de agua, uno a cada lado del buque, podría ser utilizado para dirigir el barco hacia una campana.3,4,5 Se le atribuye el liderazgo en acústica subacuática durante casi 50 años. Reginald Fessenden se unió a la SSC como consultor unos meses después de la pérdida del Titanic en abril de 1912.6 En la SSC comenzó el desarrollo 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley del sonar activo con un dispositivo llamado oscilador Fessenden.7,8,5 Aunque era un transductor y no un oscilador, utilizaba una placa vibratoria expuesta por un lado al agua de mar y funcionaba por un voltaje aplicado a una bobina electromagnética que se movía en un campo magnético inducido (como un altavoz moderno). Esto creó señales acústicas submarinas en forma de estallidos de tono, y también recibió ecos. Los ensayos marinos comenzaron en 1914, demostrando las comunicaciones submarinas y la detección de iceberg. Los experimentos de detección de submarinos se realizaron en 1917, y la Marina de los Estados Unidos comenzó a instalar osciladores Fessenden para la comunicación en los submarinos nuevos en 1918. Los sonómetros comerciales de Fessenden se empezaron a utilizar en 1924. Los esfuerzos de George Washington Pierce en electrónica apoyaron en gran medida los avances en acústica subacuática. Pierce sirvió en la Estación Experimental Naval en New London, CT, durante la Primera Guerra Mundial y desarrolló circuitos de sonar, incluyendo “compensadores” de retardo de fase, para permitir a un oyente binaural determinar la dirección a partir de una señal de dos o más sensores externos en su propia nave. Más tarde, aprovechó la tecnología de bulbos de vacío y desarrolló muchas ideas rentables, incluyendo el famoso oscilador Pierce, que sigue siendo importante en la actualidad. También fue un pionero en transductores magnetorestrictivos. Estos dispositivos utilizan el sonido generado por la expansión y contracción de ciertos metales cuando están expuestos a campos electromagnéticos alternantes, un proceso que también permite la recepción de señales.9 El comienzo del siglo XX fue una época de grandes avances en las ciencias físicas, incluyendo el desarrollo de la relatividad y descubrimientos revolucionarios en la física atómica. El gran físico francés Paul Langevin estaba en el centro de estos emocionantes acontecimientos. Su profesor (Pierre Curie) había codescubierto la piezoelectricidad, la cual consiste en la capacidad de ciertos cristales, como el cuarzo, para expandirse y contraerse en un campo eléctrico y generar una carga eléctrica cuando se les excita acústicamente. La Primera Guerra Mundial motivó a Langevin a utilizar este efecto para desarrollar un sonar ultrasónico. Los cristales de cuarzo, cargados en ambos lados para reducir sus frecuencias de resonancia, se usaron para desarrollar sonares de haz estrecho de alta resolución. La guerra terminó antes de que se vieran en servicio, pero Langevin fue capaz de demostrar el rango del eco ultrasónico para detección submarina y búsqueda de profundidad. 10,11,12 Harvey Hayes fue el primer Director de la Estación de Torpedos de la Marina de los Estados Unidos en New London, CT, durante la Primera Guerra Mundial. Se convirtió en el primer Superintendente de la División de Acústica del Laboratorio de Investigación Naval (NRL) en Washington, DC, en su fundación en 1923. Durante los siguientes 25 años, supervisó una gran variedad de proyectos de investigación de referencia, estableciendo esta organización como un líder mundial en sonido submarino. Este exitoso laboratorio se convirtió en un modelo para el desarrollo de subsiguientes laboratorios de acústica subacuática en todo el mundo. Hayes también fue el primer galardonado con la Medalla “Pioneros de la Acústica Subacuática” Pioneers in Underwater Acoustics Medal de la ASA en 1959.13 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 7 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley PRIMERA GUERRA MUNDIAL Al comienzo de la Primera Guerra Mundial los aliados estaban mal preparados para la guerra antisubmarina (ASW), con desarrollos simples de manera que desplegaron sistemas primitivos. Algunos ejemplos son el uso del micrófono de gránulos de carbono de Thomas Edison en un diseño impermeable, que fue desplegado en una columna vertical y utilizado por los barcos de pesca británicos en el esfuerzo de guerra;14 (figura 2). El hidrófono resultante quedó desorientado frente a la excitación retrodispersada, y su directividad “cardioide” se utilizó para detectar más o menos la presencia y dirección de un objetivo contra el ruido. Este dispositivo dio paso a otra solución rápida consistente en un sistema neumático binaural simple. Utilizaba bombillas de goma en cada extremo de una columna vertical orientable, con tubos sónicos introducidos en el submarino o buque a un estetoscopio, lo que permitía a un operador entrenado escudriñar el azimut horizontal para detectar objetivos de radiación acústica en la banda de 500 a 1,500 Hz.15 Sistemas de escucha pasivos como estos fueron los principales sistemas desplegados por los aliados. La investigación del sonar por Langevin y otros fue exitosa pero no produjo sistemas de flota antes del final de la guerra. Fig. 2. Botón de carbono de la Primera Guerra Mundial e hidrófonos neumáticos. Durante la Primera Guerra Mundial se iniciaron varios acontecimientos decisivos en la investigación de la acústica subacuática. La Marina de los Estados Unidos dependía en gran medida de SSC hasta que Estados Unidos entró en la guerra en 1917, y esto cambió rápidamente con el establecimiento de la Estación Experimental Naval en New London, CT, para el desarrollo tecnológico.14 Esto marca una tendencia hacia la creación y la confianza en los laboratorios de la Marina para la investigación independiente, desarrollo y asesoramiento independiente del motivo de la ganancia. La participación británica en la Primera Guerra Mundial fue mucho mayor que la de los Estados Unidos. Un joven Albert Beaumont Wood (figura 3) había entrado en acústica submarina en 1915. Él y Robert W. Boyle trabajaron con Langevin en Francia, pero desarrollaron sus propias ideas de transductores de piezocuarzo para sus primeros sonares, que se llamaban “asdics” en el Reino Unido, una palabra en código que significaba “antisubmarine-division-ics”, con los “ics” al final en física. Al inicio de la Segunda Guerra Mundial, Wood fue galardonado con la Orden del Imperio Británico en reconocimiento a su trabajo en el desmantelamiento de una mina magnética enemiga. A. B. Wood se convirtió 8 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley en una figura internacional en acústica subacuática, haciendo investigaciones innovadoras, sirviendo como Superintendente Adjunto del Admiralty Research Laboratory, y escribiendo un libro de acústica clásica.16 Fue galardonado con la Medalla “Pioneros de la Acústica Subacuática” en 1961. Una medalla del Instituto Británico de Acústica por los logros de los investigadores jóvenes se nombra en su honor y se da a los norteamericanos en años alternos. Sus logros profesionales y relatos interesantes de sus propias experiencias bélicas están documentados en el Journal of the Royal Naval Scientific Service.17 Fig. 3. A. B. Wood. ESFUERZOS POSTERIORES A LA PRIMERA GUERRA MUNDIAL Después de la Primera Guerra Mundial, muchos científicos e ingenieros estadounidenses, británicos y franceses estaban ocupados desarrollando las ideas nacidas durante el conflicto. La primera investigación consistió en la transducción. Se demostró que los transductores de Langevin podrían funcionar como dispositivos de rango de eco altamente direccional. G. W. Pierce desarrolló la transducción magnetorestrictiva para sondeos de profundidad. Los esfuerzos de transductores estadounidenses también se centraron en cristales piezoeléctricos de sal de Rochelle. La NRL extendió estas tecnologías a la detección submarina y desarrolló un sistema electroacústico para la escucha binaural.15 En esta era, las empresas industriales elaboraron un inventario de sonares de reflectores tanto para uso en buques de superficie como submarinos (figura 4). Los sonares estadounidenses operaban a frecuencias de 24-30 kHz, por encima del rango de frecuencia de la audición humana, lo que reducía la detección de interferencias. También estaban por encima de las frecuencias de la mayoría de las fuentes de ruido de la maquinaria de a bordo, así como por encima de la gama de ruido de la superficie del mar impulsado por el viento. Estos sonares funcionaban transmitiendo una ráfaga corta de tono o ping, típicamente de 20-200 ms, dentro de una viga cónica directiva, típicamente alrededor de 10° de ancho en los puntos de media potencia. Los ecos de los objetivos eran recibidos antes de que se transmitiera el siguiente ping.18 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 9 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley Fig. 4. Concepto de búsqueda de sonar. Un transductor de sonar está alojado en un domo debajo del casco y es dirigido mecánicamente para buscar objetivos. El Indicador de desviación de orientación (BDI) fue desarrollado más tarde durante la Segunda Guerra Mundial. Un problema hidroacústico importante fue resuelto en 1937 por Elias Klein y otros en la NRL quienes determinaron que los bordes romos en las hélices sufrían cavitación, provocando resonancias en las hélices, y causaban vibraciones ruidosas a bordo de la nave. Afilar los álabes de la hélice llevó a barcos más silenciosos con más empuje. A finales de la década de 1930, la NRL también desarrolló tecnología de defensa portuaria, incluyendo un sistema de boyas acústicas ancladas llamado Herald (figura 5) que fue interconectado para proporcionar alertas y rastrear y localizar naves furtivas que podrían entrar en la instalación o área portuaria.15 Fig. 5. Sistema de seguridad portuaria y perimetral del Naval Research Laboratory «Herald~. Una línea de hidrófonos acoplados por radio detecta la presencia de un intruso. SEGUNDA GUERRA MUNDIAL En el período previo a la Segunda Guerra Mundial, varios científicos perspicaces en los Estados Unidos se preocuparon justificadamente por el mal estado de los preparativos estadounidenses para la guerra. Un plan liderado por Vannevar Bush fue presentado al presidente Franklin Roosevelt en junio de 1940 para formar un Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC), convirtiendo a la guerra bajo la superficie en un área de acción para la investigación y desarrollo acelerados.14 10 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley Pronto se reconoció que era necesario mejorar los sistemas acústicos subacuáticos de la Marina de los Estados Unidos y desarrollar nuevos sistemas. Tres universidades (Columbia, Harvard y la Universidad de California, San Diego) fueron encargadas de desarrollar personal e instalaciones para lograr resultados en áreas específicas de acústica submarina, mucho más allá de su ámbito académico normal, así como la Institución Oceanográfica de Woods Hole (WHOI) y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Los laboratorios de la Marina y muchas empresas industriales estadounidenses estaban muy involucrados. La lista es demasiado larga para contemplarla aquí, pero incluye a las principales organizaciones que aparecen en el diagrama de organización simplificado de la figura 6.14 Fig. 6. Organigrama de investigación y desarrollo de la Segunda Guerra Mundial. OSRD, Oficina de Investigación y Desarrollo; NDRC, Comité Nacional de Investigación de Defensa. De Lasky (1977). La División de Investigación de Guerra de la Universidad de Columbia (CUDWR) fue establecida en 1941, con sede en Nueva York, NY, y un laboratorio de sonido en la Estación de Guardacostas estadounidense en el legendario sitio de la Guerra Revolucionaria, Fort Trumbull en New London, CT (CUDWR NLL). Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 11 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley Este laboratorio emprendió muchos proyectos, incluyendo la investigación y el desarrollo de sonar de escucha pasiva para submarinos estadounidenses y el silenciamiento de su ruido radiado o firma de barco.14 Un ejemplo de su trabajo fue el sistema hidrofónico direccional JP, figura 7, montado en un submarino. Esto permitió a los submarinos estadounidenses sumergidos, así como a las lanchas patrulleras, obtener rodamientos en naves de superficie de sus firmas en la banda de audio.19 Este sistema proporcionó la muy necesaria detección en la banda de audio, permitiendo a los submarinos estadounidenses sentir y medir la dirección de las naves enemigas. el CUDWR NLL se convirtió en el Laboratorio de Sonido Submarino de la Marina de los Estados Unidos después de la guerra. 20 Fig. 7. Hidrófono direccional JP, el primer sistema de vigilancia de banda ancha de la flota en la banda de audio. En 1942, el CUDWR también se encargó de operar el Laboratorio de Referencia de Sonido Subacuático (USRL), bajo la dirección de Robert S. Shankland, quien se encargaría de desarrollar y proporcionar un inventario de transductores acústicos estándar de banda ancha subacuática.21,22 Se estableció un centro de pruebas en Orlando (Florida), mientras que las obras de ingeniería se realizaron en la sede de la CUDWR en Nueva York. Estos transductores fueron calibrados por medio de primeros principios (por ejemplo, reciprocidad) y fueron utilizados por una variedad de clientes que trabajan en el esfuerzo de guerra. El Harvard Underwater Sound Laboratory (HUSL) fue establecido en junio de 1941 con Frederick V. (Ted) Hunt (figura 8) como su director. Hunt pasó a ser Presidente de ASA (1951-1952). Recibió la Medalla “Pioneros de la Acústica Subacuática” (1965) y la Medalla de Oro (1969). HUSL operó durante cuatro años, haciendo importantes contribuciones en el uso del sonido para detectar submarinos al (1) mejorar el equipo actual, (2) desarrollar nuevos dispositivos, y (3) desarrollar torpedos acústicos de rastreo.23,9 Las mejoras en la flota existente de sonar ASW incluyeron (1) un sistema para determinar el rodamiento objetivo con un solo haz de sonar dividido, llamado indicador de desviación de rodamiento (BDI), (2) un sistema Gain variable (TVG) para compensar las pérdidas de transmisión, y (3) un sistema de anulación Doppler (ODN) propio para aumentar la detección del cambio Doppler en las señales de destino. Estos se incorporaron en una consola de visualización de sonar mejorada. 12 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley La nueva arquitectura de sonar HUSL desarrollada (matriz cilíndrica de elementos transductores, capacitivos eléctricos y escaneo electrónico de modulación) marca el ritmo de los sonares modernos.9 Un desarrollo clásico de HUSL fue el torpedo Mk 24 (con fines de secreto, designado una mina llamada Fido) que fue desarrollado por este laboratorio en tiempo récord. Se trataba de un dispositivo de propulsión eléctrico a batería, lanzado al aire, guiado por un sistema sonar autónomo instalado delante de la ojiva (figura 8) y fue desarrollado y probado en diciembre de 1942, puesto en producción por Western Electric, y utilizado con éxito en 1944 operaciones en el Atlántico. Fig. 8. Frederick (Ted) Hunt and Mk 24 torpedo “Fido.” La División de Investigaciones de Guerra de la Universidad de California (UCDWR) fue establecida por la NDRC en abril de 1941 para capitalizar la experiencia científica del sistema de la Universidad de California, el Instituto Scripps de Oceanografía (SIO), y para proporcionar una presencia de investigación y desarrollo en la Costa Oeste. El Laboratorio de Radio y Sonido de la Marina (NRSL) ya existía en San Diego’s Point Loma. La UCDWR fue contratada para administrar la NSRL para la Marina y proporcionó la mayoría de los científicos, ingenieros y personal técnico, mientras que la NSRL proporcionó las instalaciones y el apoyo. El primer director (1941) fue Vernon Knudsen, cofundador de la ASA, ex presidente de la ASA (1933-1935), y posteriormente medallista de oro de la ASA (1967). Knudsen fue sucedido en 1942 por Gaylord Harnwell, quien recibió la Medalla al Mérito por su servicio a la NSRL y pasó a ser presidente de la Universidad de Pensilvania.Carl Eckart fue el físico teórico preeminente de la NSRL y ganó la Medalla Pioneros de la Acustica Subacuática en 1973 (todos mostrados en la figura 9). Fig. 9. De izquierda a derecha: Vernon Knudsen, Gaylord Harnwell, y Carl Eckart. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 13 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley El laboratorio de San Diego de la UCDWR llevó a cabo investigaciones y experimentos sobre una larga lista de efectos oceanográficos y acústicos oceánicos, incluyendo corrientes, temperatura del agua, salinidad, batimetría y otras variables oceánicas, así como propagación de sonido, dispersión, reverberación, y el ruido ambiental. Se desarrollaron los conocimientos básicos necesarios para mejorar el sonar y el uso de los sistemas de la Marina, así como los dispositivos de sonar adjuntos. La UCDWR también llevó a cabo un amplio programa de capacitación para el personal naval y los científicos del personal desplegados con la flota para apoyar la prueba y el uso del equipo, y para asesorar sobre cuestiones acústicas. 24,25 Se contrató a expertos de entornos singulares para tareas como la grabación de sonido de precisión. Entre ellos estaba Arthur Roshon, que vino de Walt Disney Studios en Hollywood, para liderar un logro importante en el desarrollo de un sistema de sonar de frecuencia modulada de alta frecuencia continua (CTFM), designado el QLA, que se instaló en 45 submarinos estadounidenses y resultó extremadamente útil para evitar minas en operaciones en mares interiores fuertemente minados.26 Otro proyecto importante fue el desarrollo de señuelos diseñados para simular submarinos, y más de 4.000 de estos sierras de servicio en la flota.27 El WHOI fue fundado en 1930 a instancias de la Academia Nacional de Ciencias y una subvención de la Fundación Rockefeller y fue guiada por visionarios como Henry Bigelow y Frank Lille. A partir de 1935, el profesor de geofísica Maurice Ewing de la Universidad de Lehigh comenzó a participar en cruceros de investigación de verano a bordo de WHOI’s R/V Atlantis con sus estudiantes, incluyendo a J. Lamar (Joe) Worzel, quien se asociaría a Ewing para una vida profesional (figura 10). En 1940, Ewing y sus estudiantes llegaron a el WHOI durante la guerra, trayendo la acústica subacuática a la institución. Entre ellos se encontraban Alan Vine, Brackett Hersey y Frank Press, que pasó a ser presidente de la Academia Nacional de Ciencias.28 Se realizaron experimentos acústicos subacuáticos con fuentes de disparo explosivo, hidrófonos en la columna de agua y geoteléfonos en el fondo marino poco profundo. Se mejoraron los experimentos acústicos mediante la medición de parámetros oceánicos, como registros batitermografícos del perfil de la temperatura de los océanos.29 Realizaron mediciones de aguas poco profundas a lo largo de la Costa Este y estudiaron la propagación de sedimentos y columnas de agua para descubrir y describir características dispersas de pulsos acústicos de banda ancha. Los conjuntos de datos fueron analizados por Pekeris 30, figura 10, del Grupo de Física Matemática de la Universidad de Columbia. Estudió cuidadosamente los resultados de las mediciones y desarrolló el primer modelo teórico de agua poco profunda, de modo normal, que lleva su nombre y continúa hasta hoy como un referente. A Ewing se le atribuye primero la predicción y luego las primeras mediciones del canal de sonido de fijación y rango (SOFAR) creado por la disminución de la temperatura y el aumento de la presión con profundidad en el océano profundo. 31 Este efecto permite la propagación a largo plazo dentro de una zona horizontal profunda. Leonid Brekhovshikh encontró independientemente este resultado mediante el estudio de datos experimentales en la Unión Soviética.32,2,33 14 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley El canal SOFAR permitía a los pilotos caídos pedir ayuda con una pequeña carga explosiva. Fig. 10. De izquierda a derecha: Maurice Ewing, J. Lamar Worzell, and Chaim L. Pekeris. Las misiones de NRL en la Segunda Guerra Mundial estaban resolviendo muchísimos problemas, incluyendo la ingeniería correctiva del sonar existente para aplicaciones tácticas de la ASW. Una de ellas era rediseñar el mecanismo de inclinación de la cabeza de sonido para que el sonar de la flota pudiera mirar hacia abajo en ángulos pronunciados para mantener la ubicación del eco en los objetivos del submarino. La aplicación de los descubrimientos de investigación realizados en otros lugares se redujo a la práctica naval y se puso a disposición de la flota. También se desarrollaron dispositivos únicos que incluían contramedidas y sistemas de armas para superar problemas en tiempos de guerra.14,34 También se establecieron activos de campo NRL para investigación y pruebas. El primer rango de prueba acústica de la Marina se desarrolló en Key West, FL, y el Leo Treitel de la NRL desarrolló instrumentación para probar los sonares de los buques de guerra que pasan por una pista de prueba para probar el funcionamiento adecuado de sus sistemas de sonar. El David Taylor Model Basin (DTMB) recibió su nombre del contraalmirante David W. Taylor, quien construyó la primera instalación estadounidense para la investigación hidrodinámica de buques en el Astillero Naval de Washington en 1898 y fue un arquitecto naval de renombre mundial. La instalación de DTMB fue construida en 1939 y hoy es parte de la División del Centro de Armas de Superficie Naval en Carderock, MD. Aunque en gran medida una instalación de investigación hidrodinámica, el DTMB ha sido un centro para la acústica subacuática porque hay una fuerte relación entre el flujo hidrodinámico y la firma de radiada y autoradiada por la nave que se detecta por sonar pasivo (escuchando). En los primeros días de la Segunda Guerra Mundial, un joven físico llamado Murray Strasberg (figura 11) se unió a un grupo de DTMB involucrado en problemas de ruido submarino, encabezado por William Sette.Realizaron mediciones de burbujas de ruido de cavitación generadas por hélices modelo en los túneles de agua DTMB y estudiaron el inicio de burbujas de cavitación en función de la presión ambiental. Strasberg fue el primero en notar que el inicio del ruido de cavitación ocurrió antes de que se pudiera observar visualmente e identificar un efecto adicional de cavitación generador de ruido procedente de las puntas de la hélice.19 Realizó las primeras pruebas marítimas en tres submarinos de la clase Guppy (SS 212), midiendo cavitación de hélice con hidrófonos fuera de borda especialmente instalados. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 15 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley Fig. 11. Murray Strasberg y la cavitación de la punta de la hélice. Pasó a desarrollar nuevos principios de diseño de hélices, que utilizan diferentes formas y número de hojas. Murray Strasberg publicó más tarde en The Journal of the Acoustical Society of America,35 y se convirtió en un líder clave ASA, sirviendo como presidente (1974-1975) y recibiendo la Medalla de Oro en 2000.36 Varias organizaciones que realizaban investigaciones sobre la Segunda Guerra Mundial con las mencionadas anteriormente eran bastante activas y no se describieron aquí debido a limitaciones de espacio. Uno de ellos fue el Laboratorio de Sonido Subacuático del MIT, que trabajó con fabricantes de ruidos subacuáticos utilizados para confundir los sistemas de armas enemigas.27 Quizás el mayor contribuyente del MIT al esfuerzo de guerra fue Philip Morse. Vannevar Bush lo seleccionó para encabezar el Grupo de Investigación de Operaciones de la ASW, la cual tenía la responsabilidad de guiar a la flota en el uso efectivo de su sonar, radar y sistemas de armas para maximizar su impacto.37 Sus conocimientos de física y acústica le sirvieron bien en este esfuerzo. Morse pasó a escribir libros de texto de acústica, convertirse en presidente de la ASA (1951-1952), y recibir su Medalla de Oro (1973). PERSPECTIVA Algunos de los aspectos más destacados de la acústica subacuática en las épocas aquí esbozadas se han centrado en personas, lugares y ejemplos notables de desarrollos que estuvieron involucrados. En estas épocas se descubrieron algunas características verdaderamente significantes de la acústica oceánica, de las que sólo hemos podido hacer mención cualitativa. Muchos de estos esfuerzos simplemente tenían que hacerse, sobre todo en tiempos de guerra, pero se convirtieron en logros científicos y de ingeniería por derecho propio. Participaron acústicos de todas las disciplinas, mientras que también participaron otros de disciplinas completamente diferentes. Es interesante que muchos de los descubrimientos de investigación básica y aplicada realizados tanto en la Primera Guerra Mundial como en la Segunda Guerra Mundial no pudieron utilizarse antes de que terminaran las guerras. Estos logros se han explorado más a fondo y ahora aparecen en textos modernos, así como en la literatura acústica. La historia de la Segunda Guerra Mundial muestra el importante papel que jugó la acústica subacuática en su resultado, y mucho mérito se debe a los miembros de la ASA que contribuyeron. 16 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir y David L. Bradley REFERENCIAS 1. Las ponencias se presentaron en tres sesiones especiales presididas por los autores: “Perspectivas históricas sobre los orígenes de la acústica subacuática I, II y III”, y están en The Journal of the Acoustical Society of America 137, 2273, 2274, 2275 (I), 2306, 2307, 2308 (II), y 2331, 2332 (III), abril de 2015. 2. Godin, O. A., and Palmer, D. R. (Eds.). (2008). History of Russian Underwater Acoustics. World Scientific Publishing, Singapore. 3. Fay, H. J. W. (1912). History and development of submarine signals. Proceedings of the 29th Annual Convention of the American Institute of Electrical Engineers, Boston, MA, June 1912, pp. 1337-1354. 4. Reynhout, D. H. (2002). SUBSIG-Odyssey of an Organization. Writer’s Club Press, New York. 5. Howarth, T. R. (2015). The Submarine Signal Company. The Journal of the Acoustical Society of America 137, 2273. 6. Fessenden, H. M. (1940). Fessenden, Builder of Tomorrows. CowardMc¬Cann, Inc., New York. 7. Fessenden, R. A. (1916). 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Special Issue, Vol. 20, No. 4. 18. National Defense Research Committee (NDRC). (1946a). Scanning Sonar Systems. Summary Technical Report of Division 6, Volume 16, National Defense Research Committee, National Research Council, US Government Printing Office, Washington, DC. 19. National Defense Research Committee NDRC (1946b). Principles of Underwater Sound. Summary Technical Report of Division 6, Volume 7, National Defense Research Committee, National Research Council, US Government Printing Office, Washington, DC. 20. Knobles, D. P., Muir, T. G., and Westwood, E. K. (2015). Columbia University Division of War Research. The Journal of the Acoustical Society of America 137, 2275. 21. National Defense Research Committee NDRC (1946c). Basic Methods for the Calibration of Sonar Equipment. Summary Technical Report of Division 6, Volume 10, National Defense Research Committee, National Research Council, US Government Printing Office, Washington, DC. 22. Brown, D. A., and Paolero, A. (2015). 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Sonar Countermeasures. Summary Technical Report of Division 6, Volume 19, National Defense Research Committee, National Research Council, US Government Printing Office, Washington, DC. 28. Lynch, J., Newhall, A., and Frosch, R. (2015). Acoustics at the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), 1930-1960. The Journal of the Acoustical Society of America, 137, 2275/Proceedings of Meetings on Acoustics 23, 070013. 29. Worzell, J. L., Ewing, M., and Pekeris, C. L. (1948). Explosion sounds in shallow water. In Worzel, J. L., Ewing, M., and Pekeris, C. L. (Eds.), Propa¬gation of Sound in the Ocean, Memoir 27. The Geological Society of America, Boulder, CO, pp. 1-62. Reprinted by the Acoustical Society of America, Melville, NY, 2000. 18 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Acústica subacuática: Un breve panorama histórico a través de la Segunda Guerra Mundial / Thomas G. Muir and David L. Bradley 30.Pekeris, C. L. (1948). Theory of propagation of sound in shallow water. In Worzel, J. L., Ewing, M., and Pekeris, C. L. (Eds.), Propagation of Sound in the Ocean, Memoir 27. The Geological Society of America, Boulder, CO, pp. 1-116. Reprinted by the Acoustical Society of America, Melville, NY, 2000. 31.Ewing, M., and Worzel, J. L. (1948). Long-range sound propagation. In Worzel, J. L., Ewing, M., and Pekeris, C. L. (Eds.), Propagation of Sound in the Ocean, Memoir 27. The Geological Society of America, Boulder, CO, pp. 1-32. Reprinted by the Acoustical Society of America, Melville, NY, 2000. 32.Brekhovshikh, L. M. (1949). Concerning the propagation of sound in an underwater acoustic channel, Doklady Akademii Nauk SSSR 69, 157–160. 33.Godin, O. A. (2015). Leonid Brekhovskikh and his lasting impact on un¬derwater acoustics. The Journal of the Acoustical Society of America 137, 2274. 34.Erskine, F. T., III. (2013). A History of the Acoustics Division of the Naval Research Laboratory: The First Eight Decades 1923-2008. Naval Research Laboratory, Washington, DC. Available at http://acousticstoday.org/NRL. 35.Strasberg, M. (1956). Gas bubbles as a source of sound in liquids. The Journal of the Acoustical Society of America 28, 20-26. 36.David Feit presentó una ponencia titulada “Underwater Acoustics Research at the David Taylor Model Basin”, durante una mesa redonda en la sesión especial “Perspectivas históricas sobre los orígenes de la acústica subacuática II” en la 169ª reunión de la Acoustical Society of America celebrada en Pittsburgh, PA, 2014. 37.National Defense Research Committee NDRC (1946f). Antisubmarine Warfare in World War II. Summary Technical Report of Division 6, Volume 3, National Defense Research Committee, National Research Council, US Government Printing Office, Washington, DC. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 19 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería Jesús Gabino Puente-CórdovaA, Flor Yanhira Rentería-BaltiérrezB, Martín Edgar Reyes-MeloA Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León B Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Nuevo León jesus.puentecr@uanl.edu.mx A RESUMEN En este trabajo se describen algunas aplicaciones de la derivada conformable en la solución de ecuaciones diferenciales de orden fraccionario. Las derivadas de orden no entero son presentadas en función del tiempo para resolver el modelo de Maxwell, el circuito eléctrico RC en serie y la ley de enfriamiento de Newton. Los resultados obtenidos muestran la variación del parámetro α del operador fraccional conformable para modelar el comportamiento de los fenómenos propuestos. Se obtiene que los parámetros esfuerzo, corriente eléctrica y temperatura en función del tiempo, presentan un decaimiento más pronunciado a medida que α disminuye. La derivada conformable es una herramienta matemática que permite resolver ecuaciones diferenciales de orden fraccionario en una forma más simple. PALABRAS CLAVE Ecuación diferencial, cálculo fraccional, modelado, derivada conformable. ABSTRACT In this work some applications of the conformable derivative in the solution of fractional order differential equations are described. Derivatives of noninteger order are presented as a function of time to solve Maxwell’s model, the series RC electric circuit and Newton’s law of cooling. The results obtained show the variation of the alpha parameter of the conformable fractional operator to model the behavior of the proposed phenomena. It is obtained that the parameters stress, electric current and temperature as a function of time, show a more pronounced decay as α decreases. The conformable derivative is a mathematical tool that allows you to solve fractional order differential equations in a simpler way. KEYWORDS Differential equation, fractional calculus, modeling, conformable derivative. INTRODUCCIÓN El cálculo tradicional, basado en operadores diferenciales e integrales de orden entero, es una herramienta matemática que permite describir de manera cuantitativa a una gran variedad de fenómenos en las diversas áreas de la ciencia 20 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. e ingeniería.1-3 Tradicionalmente, para la descripción de dichos fenómenos, generalmente se recurre al desarrollo de un modelo en forma de una ecuación diferencial de orden entero. La capacidad de estos modelos para describir o predecir resultados experimentales, es función de las variables que se toman en cuenta para dicho estudio, así como también de los operadores matemáticos utilizados. Debido a lo anterior, y al error inherente de las mediciones experimentales, las descripciones teóricas muestran ciertas desviaciones con respecto a los resultados experimentales. Se ha demostrado en muchos trabajos científicos que el orden entero de estos operadores diferenciales o integrales es un factor de peso para dichas desviaciones o discrepancias,1-5 ya que se generan como resultado funciones cuya forma es restringida, siendo esto un impedimento para el ajuste de las curvas teóricas con las experimentales. Para minimizar este problema, en muchos trabajos teóricos y experimentales se han utilizado con éxito operadores diferenciales e integrales de orden fraccionario, inclusive de orden arbitrario, extendiéndose a los números complejos.6 A esta rama de las matemáticas se le conoce con el nombre de cálculo fraccionario o de una manera más correcta, método de integración y derivación de orden arbitrario.4-6 Es evidente que para la utilización de los operadores fraccionarios se requiere de una definición de estos. Actualmente existe una variedad de versiones matemáticas para definir las derivadas e integrales de orden fraccionario. Entre las más populares, se encuentran la de Riemann-Liouville, Grünwald-Letnikov, Caputo, Caputo-Fabrizio, Atangana-Baleanu,7-10 las cuales corresponden a operadores matemáticos no locales, debido a que son definidas utilizando integrales definidas. La utilización de alguna de estas definiciones permite la posibilidad de describir fenómenos o procesos mediante ecuaciones diferenciales temporales de orden fraccionario, en las que la solución analítica o numérica correspondiente se puede calcular, por un lado, utilizando la transformada de Laplace, si lo que se desea es obtener la solución en el dominio del tiempo, o, por otro lado, la transformada de Fourier, si se desea obtener la solución en el espacio de la frecuencia. El cálculo de la solución de una ecuación diferencial de orden fraccionario es un proceso que conlleva un alto grado de dificultad. Para la resolución en el dominio del tiempo, las funciones o soluciones obtenidas incorporan la función Mittag-Leffler, la cual es una generalización de la función exponencial, y se utiliza de manera recurrente para describir una gran cantidad de fenómenos físicos.6, 11 Sin embargo, desde un punto de vista práctico, las definiciones de derivadas e integrales fraccionarias carecen de un significado físico y geométrico preciso, como es el caso de las derivadas e integrales de orden entero. Aunado a lo anterior, es importante tomar en cuenta que las derivadas e integrales de orden fraccionario no cumplen con las reglas del cálculo tradicional, como lo son la regla de la cadena, la regla del producto, y la regla del cociente entre otras.6, 8 En este sentido, en el 2014 Khalil y colaboradores12 propusieron un nuevo concepto de derivada, denominada “derivada fraccionaria conformable”. Esta derivada conformable tiene la característica de que cumple con las propriedades de las derivadas de orden entero y, además tiene la propiedad de ser un operador matemático local. Por lo anterior, la derivada conformable ha traído consigo un aumento considerable en el estudio de sus propiedades, así como también para aplicaciones en ciencia e ingeniería.13-15 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 21 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. Tomando en cuenta lo anterior, en este trabajo de investigación se llevó a cabo una aplicación del concepto de la derivada conformable para tres casos de ingeniería que corresponden a distintas manifestaciones de fenómenos de relajación o disipación de energía por parte de un sistema. El primero de ellos corresponde a la manifestación mecánica del fenómeno de relajación, el cual se describe mediante el modelo reológico análogo de Maxwell. El segundo versa sobre la manifestación eléctrica del fenómeno de relajación, el cual se describe mediante un circuito eléctrico equivalente RC en serie. Finalmente, se analiza la manifestación térmica del fenómeno de relajación, utilizando para tal efecto la ley de enfriamiento de Newton. En este artículo, se describe en primer término el concepto de derivada conformable. En segundo término, se describe como se utilizó el concepto de derivada conformable, para modificar las ecuaciones diferenciales de orden entero de los tres sistemas bajo estudio. Posterior a esto se presentan y discuten las curvas teóricas calculadas para las tres manifestaciones de los fenómenos de relajación, el esfuerzo σ(t) para la manifestación mecánica; la corriente eléctrica І(t) para la manifestación eléctrica; y la temperatura Θ(t) para la manifestación térmica. LA DERIVADA CONFORMABLE El concepto de derivada conformable fue propuesto en el 2014 por Khalil y colaboradores,12 quienes originalmente la identificaron con el nombre de derivada fraccionaria conformable. Para su definición, consideremos la función entonces, la derivada conformable de orden α,Tα, se define de la siguiente manera, para todo x > 0, y 0 < α ≤ 1. (1) En la ecuación 1, se establece que Tα también se puede expresar de las dos maneras siguientes: El operador Tα puede considerarse como una generalización de la definición que establece el cálculo tradicional para la derivada de primer orden de una función f(x), dado que si α=1, la ecuación 1 se transforma en la ecuación 2, que corresponde a la definición de derivada de primer orden, lo anterior se resume de la siguiente manera: T1f(x)=f'(x). (2) Con el propósito de definir la derivada conformable de una manera precisa, lo cual es fundamental para aplicaciones de ingeniería, se describen a continuación las propiedades más importantes de esta derivada, tomando en consideración el siguiente teorema.12, 14 Teorema. Siendo α(0, 1] y que las funciones f, g sean α-diferenciables, para cualquier punto del intervalo x > 0, se establecen las siguientes seis propiedades. 22 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. La definición de derivada conformable permite un aspecto fundamental con respecto a su aplicación en las ciencias e ingenierías. Este aspecto, se refiere a la posibilidad de establecer ecuaciones diferenciales temporales de orden fraccionario para describir cierto fenómeno o proceso, y como consecuencia de lo anterior, la utilización de la definición de derivada conformable permite el cálculo de la solución de dichas ecuaciones diferenciales de una manera tal que se evita el cálculo (que en la mayoría de los casos es muy complejo) de las integrales definidas que caracterizan a las definiciones de derivada fraccionaria establecidas por Riemann-Liouville, Grünwald-Letnikov, Caputo, entre otros. APLICACIONES EN LA INGENIERÍA Las ecuaciones diferenciales constituyen la herramienta matemática tradicional para describir fenómenos o procesos en las ciencias e ingeniería. Existe mucha evidencia en la literatura que demuestra que, en las ecuaciones diferenciales construidas a base de derivadas de orden no entero, los fenómenos o procesos correspondientes se describen de una manera más precisa que cuando se utilizan ecuaciones diferenciales de orden entero.1, 2, 5 Sin embargo, encontrar la solución de estas ecuaciones diferenciales de orden fraccionario no es una tarea sencilla, y la utilización de la definición de derivada conformable es una alternativa interesante que se analiza en este trabajo de investigación. A continuación, se presentan los tres casos de estudio que fueron seleccionados para este análisis. Primeramente, se aborda el modelo reológico análogo de Maxwell, posteriormente se aborda el caso del circuito eléctrico equivalente RC en serie y finalmente el de la ley de enfriamiento de Newton. Modelo reológico análogo de Maxwell Una gran cantidad de materiales utilizados en ingeniería presentan un comportamiento denominado viscoelástico, cuya principal característica es que su comportamiento mecánico es función del tiempo. Entre estos materiales, se encuentran los polímeros, plásticos, hules y algunas aleaciones metálicas. Dicho comportamiento puede representarse y/o describirse como una primera aproximación mediante una combinación lineal de propiedades elásticas y viscosas. Entonces, el modelado del comportamiento viscoelástico puede llevarse a cabo a través de la construcción de arreglos mecánicos análogos que consisten en resortes y amortiguadores. Los modelos de Maxwell (figura 1), Voigt-Kelvin y Zener representan como primera aproximación dicho comportamiento, y en particular, a los ensayos mecánicos de relajación de esfuerzos y de fluencia “creep”.16, 17 Fig. 1. Representación mecánica del modelo de Maxwell. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 23 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. El modelo de Maxwell, mostrado en la figura 1, consiste en el arreglo mecánico de un resorte de módulo elástico E cuya respuesta mecánica corresponde a la ley de Hooke en serie con un amortiguador de viscosidad η cuya respuesta mecánica corresponde a la ley de Newton de los líquidos viscosos puros El resorte representa la componente elástica del material, mientras el amortiguador representa la componente viscosa. La ecuación diferencial de orden entero que caracteriza a dicho arreglo es la siguiente: (3) Donde es el tiempo de relajación característico del modelo. Para el análisis de la manifestación mecánica del fenómeno de relajación o disipación de energía que manifiesta el modelo de Maxwell, es necesario resolver la ecuación 3 bajo condiciones a la frontera que definen a un ensayo de relajación de esfuerzos. Para dichas condiciones, el arreglo de Maxwell se somete a cierto nivel de deformación abrupta que permanece constante durante el tiempo que dure el ensayo mecánico, (t)=0, y tomando en cuenta también que la deformación abrupta estará asociada al esfuerzo casi instantáneo del resorte del modelo, por lo que se puede establecer que para el t=0, (t=0)= 0. Tomando en cuenta estas condiciones a la frontera, la solución que satisface la ecuación diferencial 3 es la ecuación 4, que es un indicador de cómo se disipa la energía en el modelo de Maxwell. (4) Sin embargo, la forma de las curvas teóricas (t) calculadas a partir de la ecuación 4, no son más que una primera aproximación de curvas experimentales obtenidas para una gran variedad de materiales viscoelásticos, y para mitigar esta discrepancia, una alternativa es abordar este estudio mediante una ecuación diferencial de orden fraccionario. En la literatura, una práctica común es sustituir las derivadas de orden entero en las ecuaciones diferenciales, por operadores de orden fraccionario.13, 18, 19 Aunque matemáticamente dicha estrategia es correcta, desde el punto de vista dimensional no lo es. Un análisis dimensional de un operador diferencial de orden entero y otro fraccionario demuestra que las unidades son diferentes, ver ecuación 5. (5) En la ecuación 5  tiene unidades de tiempo, por lo tanto, se puede establecer la siguiente ecuación. (6) Tomando en cuenta la ecuación 6, se establece una expresión matemática (ecuación 7) que puede ser utilizada para remplazar una derivada de primer orden por una derivada de orden fraccionario , pero manteniéndose la consistencia de sus unidades: (7) Donde τm está relacionado con el tiempo de relajación del modelo de Maxwell, algunos autores establecen que este parámetro representa componentes de tiempo 24 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. fraccionario en el sistema.18, 19 Sustituyendo el operador de la ecuación 7 en la ecuación 3, se obtiene la siguiente ecuación diferencial fraccionaria: (8) Entonces, tomando en cuenta la propiedad 6 del teorema de la derivada conformable, para la ecuación 8 se transforma en una ecuación diferencial lineal de primer orden: (9) La solución analítica de la ecuación diferencial 9 bajo condiciones a la frontera definidas por un ensayo de relajación de esfuerzos: es la expresión matemática de la ecuación 10: (10) La ecuación 10 (solución de la ecuación 9) es función del tiempo y del significado físico respectivo de σ0, τm, y del exponente 0 < α ≤ 1. El significado físico de α, tomando en cuenta que representa el orden de una derivada fraccionaria, está relacionado con la tasa de disipación de energía que manifiesta un sistema viscoelástico.5 Puesto que todos los elementos de la ecuación 10 tienen un significado físico definido, este resultado puede ser considerado como un modelo físico. Algo que resulta interesante de la ecuación 10, es su comparación con la función empírica KWW (Kohlrausch-Williams-Watts), también conocida como “función exponencial estirada”, y que fue propuesta en 1854 por Kohlrausch y formalmente abordada en 1970 por Williams y Watts. Esta expresión matemática (t) (ecuación 11) se ha utilizado ampliamente para ajustarla a resultados experimentales que representan fenómenos de relajación en sistemas poliméricos complejos,20, 21 sin embargo, presenta la desventaja de que el parámetro  carece de significado físico. (11) Donde τs es el tiempo característico del sistema bajo estudio, A es un parámetro pre-exponencial, y 0 <  se identifica como exponente “estirado”. En la figura 2 se presenta un gráfico con las curvas teóricas calculadas a partir de la ecuación 10. Se observa que al variar el valor de α la forma de la curva cambia. A medida que disminuye el valor de α, la curva tiende a decaer de una manera más pronunciada. Cuando α=1, se obtiene la solución clásica del modelo de Maxwell, en donde no se han tomado en cuenta derivadas de orden fraccionario. Este comportamiento puede justificarse por el hecho de que cuando α aumenta, la viscosidad representada por el amortiguador se impone con mayor intensidad en la respuesta gobal del modelo, lo que se traduce en una menor tasa de disipación de energía cuando α aumenta, dicho en otras palabras, el fenómeno de relajación es más lento. Por otra parte, si se requiere llevar a cabo el ajuste de la ecuación 10 a un conjunto de datos experimentales (σ,t), una manera de realizarlo es linealizar la ecuación para obtener la forma Los parámetros α y τm se pueden calcular aplicando una regresión lineal (mínimos cuadrados), a los datos expresados en la forma y=Ax+B. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 25 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. Fig. 2. Variación de la ecuación 10 en función del parámetro α. Circuito eléctrico equivalente RC en serie En el campo de las propiedades eléctricas y dieléctricas de los materiales que se utilizan como aislantes eléctricos y/o dieléctricos, el circuito eléctrico equivalente RC en serie, se utiliza como primera aproximación para abordar el estudio de la manifestación eléctrica de fenómenos de relajación.22, 23 En este sentido, el resistor representa la disipación de energía y, por otra parte, el capacitor representa la componente de almacenamiento de energía, en forma de carga eléctrica Q. En la figura 3 se presenta el circuito RC en serie. La ecuación diferencial que describe la respuesta eléctrica del arreglo de la figura 3 se describe en la ecuación 12, la cual fue deducida tomando en cuenta las leyes de Kirchoff y la corriente se define como : (12) Fig. 3. Representación esquemática de un circuito eléctrico equivalente RC en serie. Donde τe=RC es el tiempo respuesta del circuito, R es la resistencia eléctrica, y C es la capacitancia. La manifestación eléctrica de fenómenos de relajación corresponde a la solución de la ecuación diferencial 12 tomando en consideración condiciones a la frontera, donde el voltaje del circuito permanece constante V(t)=V0, y tomando en cuenta también que la corriente eléctrica en el circuito en el tiempo t=0 es I(t=0)=I0. La solución analítica calculada de esta ecuación 12 con las condiciones a la frontera anteriormente definidas, es la siguiente: (13) 26 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. La ecuación 13 describe como una primera aproximación la manifestación eléctrica de fenómenos de relajación. Para mejorar esta descripción, la ecuación diferencial 12 fue modificada utilizando la expresión matemática de la ecuación 7, de una manera análoga a cómo se llevó a cabo el análisis para el caso de la manifestación mecánica. Tomando en cuenta lo anterior la ecuación 12 se transformó en una ecuación diferencial fraccionaria: (14) Entonces, tomando en cuenta la propiedad 6 del teorema de la derivada conformable, para la ecuación 14 se reescribe como: (15) Esta ecuación es más fácil de resolver, ya que no es una ecuación diferencial de orden fraccionario. La solución analítica de la ecuación 15 bajo condiciones a la frontera de V(t)=V0, y tomando en cuenta también que la corriente eléctrica en el circuito en el tiempo t=0 es I(t=0)=I0 es la ecuación 16, esta ecuación describe la manifestación eléctrica de los fenómenos de relajación. (16) La ecuación 16 tiene la misma forma de la función empírica KWW donde el parámetro  es análogo al orden fraccionario α de la ecuación 15, que como se estableció anteriormente α se relaciona con la rapidez del fenómeno de relajación. Cuando α=1, se retoma el caso clásico de la solución del circuito RC, ecuación 13. En la figura 4 se presentan las curvas calculadas a partir de la ecuación 16 para diferentes valores de α. Se observa que a medida que decrece el valor de α, la corriente eléctrica decae más lentamente, por lo que la corriente en estado estable se alcanza en una menor cantidad de tiempo. Los parámetros α y τe se pueden obtener de manera práctica si se realiza el ajuste de la ecuación 16 a un conjunto de datos experimentales (l,t). Para ello, se linealiza la ecuación para obtener la forma Fig. 4. Variación de la ecuación 16 en función del parámetro . Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 27 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. Ley de enfriamiento de Newton En lo que respecta a la manifestación térmica de fenómenos de relajación, las diferencias de temperatura en cualquier situación cotidiana resultan en el flujo de energía hacia un sistema u objeto o desde un sistema al entorno. El primer caso conduce a un proceso de calentamiento, mientras que el segundo produce el enfriamiento de un objeto. Se suele considerar que el enfriamiento de los objetos se debe a tres mecanismos fundamentales: conducción, convección y radiación. Aunque estos mecanismos de transferencia de calor son diferentes entre sí, a menudo se encuentra una ley muy simple para su acción combinada que describe fenomenológicamente las curvas de enfriamiento de los objetos calientes, si las diferencias de temperatura son pequeñas. Esta ley, conocida como la ley de enfriamiento de Newton, se expresó originalmente de una manera que establece que la diferencia de temperatura entre un objeto y su entorno disminuye exponencialmente, si no hay calentamiento adicional involucrado.24, 25 Matemáticamente lo anterior se expresa a través de la siguiente ecuación diferencial lineal de primer orden: (17) Donde Θ es la temperatura en cualquier instante de tiempo t, Θm es la temperatura del medio ambiente y k es una constante llamada coeficiente de convección. La solución analítica de la ecuación diferencial 17 es la siguiente, tomando la condición inicial Θ(t=0)= Θ0: (18) Existe abundante evidencia en la literatura que demuestra que la ecuación 18 discrepa del comportamiento real en procesos de enfriamiento para una diversidad de materiales. Con la finalidad de aminorar estas diferencias entre resultados experimentales y lo que describe la ley de Newton de enfriamiento, se modificó la ecuación 17 transformándola en una ecuación diferencial fraccionaria, para tal efecto se tomó en cuenta que k tiene unidades inversas del tiempo, por lo que se puede establecer la siguiente expresión matemática: (19) Entonces, sustituyendo esta expresión en la ecuación 17, se obtiene la ecuación diferencial fraccional de orden α: (20) Tomando en cuenta la propiedad 6 del teorema de la derivada conformable, la ecuación 20 se reescribe como: (21) La solución de la ecuación anterior se obtiene de una manera más sencilla, en comparación con la solución analítica de la ecuación diferencial de orden fraccionario. Para ello, se utiliza el método de separación de variables, obteniendo la siguiente función: (22) Se observa en esta ecuación, que la función exponencial también toma forma de la función empírica KWW. En la ecuación 22 cuando α=1, se retoma el caso clásico de la ley de enfriamiento de Newton, ecuación 18. 28 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. Fig. 5. Variación de la ecuación 22 en función del parámetro . En la figura 5 se presenta el modelado de la ecuación 22 para diferentes valores de α. Se observa que a medida que decrece el valor de α, la temperatura del cuerpo o sistema decae más rápido, por lo que la temperatura final se alcanza en una menor cantidad de tiempo. Para llevar a cabo el ajuste de la ecuación 22 a un conjunto de datos experimentales (Θ, t), se linealiza dicha ecuación para obtener la forma En la actualidad, se han reportado una variedad de aplicaciones de la derivada conformable a diversos problemas de física e ingeniería, como lo es el caso de caída libre de cuerpos, modelado de circuitos eléctricos RL y RLC, estudios de difusión, modelos de crecimiento de la población mundial, modelado de concentración de alcohol en la sangre, entre otros.13, 15, 19, 26-28 Sin embargo, las aplicaciones prácticas aún son un área intensa de investigación, por lo que en futuros trabajos se buscará llevar a cabo la correlación entre los modelos matemáticos propuestos y resultados experimentales de fenómenos de relajación en materiales poliméricos. CONCLUSIONES En este trabajo se presentaron las ecuaciones diferenciales de primer orden para el modelo de Maxwell, el circuito eléctrico RC en serie y la ley de enfriamiento de Newton. Dichas ecuaciones describen el esfuerzo, la corriente y la temperatura en función del tiempo, respectivamente. A través del concepto de la derivada conformable se obtuvieron versiones de ecuaciones diferenciales fraccionarias para cada caso de estudio, y fue posible calcular soluciones analíticas en el dominio del tiempo, para dichas ecuaciones diferenciales de orden fraccionario planteadas para cada modelo. La variación del orden fraccional conformable 0 < α ≤ 1 mostró un descenso más pronunciado en la respuesta a medida que α disminuye, donde la respuesta se aproxima a soluciones del tipo KWW. El parámetro fraccionario α tiene un distinto signifcado físico para los tres fenómenos de relajación, aunque se trate del mismo material bajo estudio. El procedimiento mostrado en este trabajo es una alternativa importante para el cálculo de las soluciones analíticas de ecuaciones diferenciales de orden fraccionario. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 29 �La derivada conformable y sus aplicaciones en ingeniería / Jesús Gabino Puente-Córdova, et al. REFERENCIAS 1. Hilfer, R. Applications of Fractional Calculus in Physics. Universität Mainz & Universität Stuttgart, Germany, 2000. 2. Baleanu, D. New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications. Springer, 2010. 3. Das, S. Kindergarten of Fractional Calculus. Cambridge Scholars Publishing, 2020. 4. Sánchez-Muñoz, J. M. Génesis y desarrollo del cálculo fraccional. Pensamiento Matemático, 1, 2011, 15 pp. 5. Reyes-Melo, M.E., González-González, V.A., Guerrero-Salazar, C.A., García-Cavazos, F., Ortiz-Méndez, U. Application of fractional calculus to the modeling of the complex rheological behavior of polymers: From the glass transition to flow behavior. I. The theoretical model. Journal of Applied Polymer Science, 108, 2008, 731-737. 6. Buesaquillo-Gómez V.G., Pérez-Riascos A., Rugeles-Pérez A. Cálculo fraccional. 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Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 31 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt Virgilio A. González González, Manuel González Ábrego, Alejandro Benavides Treviño, Marco A. Garza Navarro, Carlos A. Guerrero Salazar Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Centro de Innovación, Investigación y Desarrollo en Ingeniería y Tecnología virgilio.gonzalezgnz@uanl.edu.mx RESUMEN Además de hacer por primera vez un análisis de las formas isoméricas posibles en los polímeros Claisen-Scmidt, se desarrolló una rutina en un software comercial con el cual fue posible asignar con precisión las bandas de FTIR de polímeros con variaciones de isomería química, estructural y estereoisoméricas, así como plantear el posible tipo de interacciones que se dan entre los polímeros y las nanopartículas de magnetita y ferrita de cobalto. El análisis se hizo en más de 20 polímeros y nanocompósitos, lo que sienta las bases para reconocer, ante una muestra desconocida, el tipo de polímero y su composición. Utilizando además otras técnicas como GPC, NMR y XPS, se pudo definir con exactitud las interacciones nanopartícula - polímero. PALABRAS CLAVE Polímeros conjugados, Claisen-Schmidt, FTIR. ABSTRACT In addition to making (for the first time), an analysis of the possible isomeric forms in Claisen-Scmidt polymers, a routine was developed in commercial software with which it was possible to precisely assign the FTIR bands of polymers with variations in chemical, structural isomerism and stereoisomers, as well as to raise the possible type of interactions that occur between the polymers and the magnetite and cobalt ferrite nanoparticles. The analysis was carried out on more than 20 polymers and nanocomposites, which lays the foundations to recognize, when faced with an unknown sample, the type of polymer and its composition. Using other techniques such as GPC, NMR and XPS, the nanoparticle-polymer interactions could be precisely defined. KEYWORDS Conjugated polymers, Claisen-Schmidt, FTIR. INTRODUCCIÓN La reacción de la condensación aldólica para la síntesis de polímeros semiconductores data de 1987 cuando se sintetizaron tres materiales (figura 1) por condensación de tereftalaldehído consigo mismo [I], con acetona [II] y con urea (III). El carácter altamente insoluble de los materiales sintetizados imposibilitó la 32 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 1. Primeros “polímeros” aldólicos sintetizados.1,2 determinación de sus pesos moleculares.1 EL polímero I llamado poli-benzoina ya se había sintetizado desde el año 1955,2 sin embargo no se contemplaba como semiconductor ni se reportó su estructura, solo se menciona su insolubilidad, Posteriormente, aunque se utilizó la condensación aldólica para la obtención de polímeros estos tenían miras a otras propiedades diferentes a las optoelectrónicas,3,4 en el 2017 se reportó la síntesis de un polímero Claisen-Schmidt (pCS) entre 2,5-diformilfurano con acetona5 que igualmente resultó altamente insoluble y cuyo grado de polimerización se estimó mediante espectroscopía de resonancia del electrón, el cual no es un método completamente probado en esta determinación. En el año 2007, nuestro grupo de investigación reportó la síntesis de oligómeros con bajos grados de polimerización, (Xn = 3.8), solubles y semiconductores, producto de la condensación Claisen-Scmidt (cCS) de 2,5-bis(octiloxi)-tereftalaldehído con acetona.6 Posteriormente se reportaron polímeros de condensación aldólica altamente solubles, de altos pesos moleculares y semiconductores, al reaccionar dialdehídos aromáticos con 2-cetonas de diversas longitudes de cadena hidrocarbonada.6-13 A la fecha, se han desarrollado más de 7 diferentes familias de pCS, con variaciones estructurales producto de la modificación los reactivos iniciales (Dialdehído/2-cetona) o por modificaciones subsecuentes de los polímeros resultantes. Uno de los polímeros sintetizados se ha utilizado en la preparación de nanocompósitos con ferritas de Fe y Co. De las 7 familias de pCS desarrolladas, se cuenta con 13 polímeros con variaciones estructurales y 12 nanocompósitos con variaciones en la composición de nanopartículas de magnetita denominados FeSMON y con nanopartículas de ferrita de cobalto denominados CoSMON. Dado que, a nuestro conocimiento, no existe un análisis de isomería química, estructural y estereoisomería de los polímeros sintetizados, se realizará un análisis de espectroscopía de infrarrojo (FTIR), con la intención de proponer las posibles interacciones polímero-nanopartículas en los compósitos. POLICONDENSACIÓN CLAISEN-SCHMIDT E ISOMERISMO En la figura 2 se presenta en forma sucinta el mecanismo de reacción partiendo de los compuestos bifuncionales 2-cetona (IV) y tereftalaldehído (V) en medio alcalino. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 33 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 2. Reacción CS entre una 2-cetona (IV) y terftalaldehído (V) para dar una βhidroxicetona (VI) y su posterior deshidratación para dar cetonas α-β insaturada (VII a y VII b), y productos de subsecuentes condensaciones (VIII, IXa y IXb). α1 y α2: carbonos alfa al carbonilo de la 2-cetona. Primero se extrae un protón de un carbono α del carbonilo de la cetona y el anión resultante produce un ataque nucleofílico a uno de los carbonilos del tereftalaldehído para formar un nuevo anión que se hidrata para formar un βhidroxicetona (VI); en seguida, en medio ácido, el compuesto VI se deshidrata para formar una cetona α-β insaturada, dependiendo del hidrógeno extraído (protón sobre CH3 “α1” o R-CH2 “α2”) resultan dos isómeros estructurales (VIIa y VIIb). Al reaccionar cualquiera de estos dos isómeros con otro tereftalaldehído produce solo un isómero estructural (VIII), mientras que de la reacción entre VIIa y VIIb resultan dos isómeros estructurales (IXa y IXb) cuya diferencia es la distancia entre los radicales alquílicos R en la cadena principal, esta isomería recuerda a la isomería cabeza-cabeza, cola-cola del poli-cloruro de vinilo. Si analizamos los posibles estereoisómeros del compuesto 4-[2-metil-3-oxobut1-en-1-il]benzaldehído (VIIa en figura 2), utilizándolo como modelo de la primera condensación, encontraremos un número grande de posibles estereoisómeros, en primera instancia la isomería zusammen-entgegen (Z/E) del doble enlace vecino al anillo aromático, así tenemos las estructuras a-d mostradas en la figura 3 como estereoisómeros del 4-[(1E)-2-metil-3-oxobut-1-en-1-il]benzaldehído, mientras que las dos estructuras de la derecha (3e y 3f) corresponden estereoisómeros del 4-[(1Z)-2-metil-3-oxobut-1-en-1-il]benzaldehído; la diferencia entre 3e y 3f es la dirección del carbonilo respecto al doble enlace, que por ser parte del orbital π deslocalizado a través de toda la molécula, han de considerarse estereoisómeros, lo mismo aplica para las estructuras 3a y 3b así como para las estructuras 3c y 3d. Además, la diferencia entre las estructuras 3a y 3c, y 3b y 3d, es la orientación del doble enlace respecto al radical 4-formilfenil; un ejercicio de tratar de sobreponer alguna de las estructuras 3a a 3d utilizando el software ArgusLab,14 habiendo optimizado geometrías mediante el método parametrizado PM3, mostró que las 6 estructuras son diferentes. 34 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 3. Los 6 estereoisómeros de la 4-[2-metil-3-oxobut-1-en-1-il]benzaldehído: a-d: entgegen, e y f: zusammen. De lo expuesto en el párrafo anterior, considerando la isomería estructural planteada en la figura 3 y las reacciones de condensación subsecuentes hasta la formación de un oligómero o polímero, podemos decir que una molécula de un pCS puede tener un gran número de configuraciones debido a la isomería estructural y a la estereoisomería. Se debe considerar también que cuando hay unidades estructurales terminales provenientes de la 2-cetona, el equilibrio cetoenólico produce un isómero químico producto de la tautomería (figura 4). Fig. 4. El equilibrio ceto-enólico. Es posible establecer los isómeros favorecidos a partir de la estabilidad y geometría de los intermediarios de reacción, por ejemplo la estabilidad de los carboaniones en el primer paso de la condensación es: favoreciendo la extracción del hidrógeno α1 de la estructura IV (figura 2). Los isómeros E debido al efecto estérico son más estables que los Z, aunque todos los isómeros son posibles variando solo la población de cada uno de ellos. Así, los polímeros aquí analizados se pueden representar por la fórmula estructural de la figura 5, aunque recordando las isomerías estructurales y estereoisomerias planteadas en los párrafos anteriores. Los nombres de estos polímeros se establecen de acuerdo a los monómeros de que provienen, esto es: poli-(tereftalaldehido – metil alquil cetona). Fig. 5. Unidad repetitiva de los pCS sintetizados, cada color indica cada unidad estructural. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 35 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. METODOLOGÍA Materiales Los pCS preparados mediante los procedimientos reportados previamente,12,13 se identifican con el siguiente formato: “cTXX”, donde “c” indica la isomería del dialdehído aromático, (o: orto, m: meta y p: para), T no cambia y XX es un número que indica el número de carbonos de la 2-cetona utilizada, así por ejemplo el polímero resultado de la reacción Claisen-Schmidt del isoftalaldehído con la 2-undecanona se representa como oT11, en el caso de haber usado ciclohexanona la abreviatura será pTC6. Por su parte los compósitos de nanopartículas de ferritas de Fe, Co se elaboraron exclusivamente con el polímero pT11’ y se hicieron en concentraciones de las ferritas de 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 y 1.0 %w/w, estos se representan como: MmSMONxx, donde “Mm” es el elemento metálico en la ferrita (Fe o Co) y xx es el contenido de nanopartículas de la ferrita (% w/w) multiplicada por 10. El polímero pT11 se preparó partiendo de un exceso de 2-undecanona respecto al dialdehído12 y el polímero pT11’ con cantidades estequiométricas.13 En la tabla I se presentan los pCS utilizados en este trabajo. Tabla I. Identificación de polímeros de acuerdo l los di-aldehidos y cetonas precursores. INSTRUMENTACIÓN Y PROCEDIMIENTOS En general, a menos que se especifique otra referencia, el análisis de las posiciones de las bandas y sus características se utilizó el libro “Spectrometric Identification of Organic Compounds”15 Todos los espectros de infrarojo se obtuvieron en pastilla de KBr en el intervalo de con una resolución de 4 cm-1 utilizando un espectrofotómetro Nicolet 6700 FT-IR de Thermo Scientific. En todos los casos se partió de los datos crudos, realizando la corrección general de la línea base, normalizando siempre a la banda asignada al carbonilo cetónico y, en el caso de los espectros de las ferritas puras, se normalizó a la banda más representativa de estiramiento metal-oxígeno. Para mejor apreciación, los espectros se presentan en dos regiones: una de y la otra de 36 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto de la tautomería En la figura 6 se muestran los espectros del producto obtenido a partir de: a) igual número de moles de tereftalaldehído y 2-undecanona (pT11´) y b) con un exceso de 2-undecanona, las asignaciones con sus absorbancias respectivas se reportan en la tabla II. A reserva del análisis del comportamiento de las bandas asignadas con las variables de isomería orto-meta-para y longitud de cadena lateral, observamos que la banda correspondiente al estiramiento de los grupos hidroxilo, prácticamente desaparece en la muestra pT11´ en relación a la muestra con exceso de la cetona (pT11), esto se puede explicar por la presencia de una mayor cantidad de unidades estructurales terminales de la 2-cetona en la muestra pT11, lo que conlleva a un número mayor de hidrógenos α a carbonilos en esta muestra, y por ende más grupos terminales presentando el equilibrio ceto-enólico (figura 4), es decir más grupos terminales con hidroxilos. Fig. 6. Espectros FTIR de pT11 sintetizado con relación molar de dialdehído/2-undecanona de: a) 1/1.1 (pT11) y 1/1 (PT11’). Tabla II. Asignaciones con absorbancias de las bandas FTIR de pT11´ (cantidades estequiométricas de reactivos) y pT11 con exceso de 2-undecanona. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 37 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. La única otra diferencia entre estos espectros es que en la muestra pT11´alcanza a diferenciarse como hombro la banda correspondiente al estiramiento simétrico C-H de los metilos, la cual está completamente sobrelapada con la banda de los grupos metileno, en la muestra pT11. Ambas muestras presentan todas las bandas relativas a metilos, metilenos, dobles enlaces trans y tri-substituidos y anillos aromáticos con dos sustituyentes en posición para, tanto en la región de grupos funcionales como en la de huellas digitales ISOMERÍA ORTO, META Y PARA La figura 7 muestra estructuras con 3 unidades repetitivas del dialdehído y 2 de cetona, para los pCS obtenidos a partir de la 2-butanona (o, m o pT04) y de la 2-dodecanona (o, m o pT12), en ellas se puede apreciar que, además de la posición de los sustituyentes sobre el anillo aromático y la longitud de cadena de R, hay un impedimento estérico que dificulta la polimerización en los isómeros orto y meta. Fig. 7. pCS con 3 unidades estructurales de un dialdehído y 2 unidades estructurales de 2-cetona: a) ftaladehído/2-cetona, b) isoftalaldehído/2-cetona y c) tereftalaldehído/2cetona. Al observar los espectros de las muestras en que se utilizaron los isómeros orto, meta y para con exceso de la 2-cetona, (figuras 8 y 9, tabla III), apreciamos en la figura 8 como diferencias principales las bandas de balanceo fuera de plano de los hidrógenos del anillo aromático, coincidiendo con las señales respectivas a orto, meta y para “δop, Ar-H; ~750 cm-1, ~795 y 698 cm-1 y ~827 cm-1 respectivamente”, solo los polímeros orto presentan la banda característica de estiramiento de carbonilo de un aldehído “νs, RHC=O; ~1763 cm-1”, indicando que hay muchas más unidades estructurales terminales adehídicas a pesar del exceso de las 2-cetonas, un indicativo de que probablemente el impedimento estérico evitó la condensación de nuevas unidades de 2-cetona. De la figura 9 se observa que las señales de estiramiento de metilos y metilenos (2852 cm-1< <2972 cm-1) son de muy reducida intensidad para los polímeros oT04, mT04 y pT04 en relación a los polímeros oT12, mT12 y pT12, no presentando la banda “vs, CH3; ~2873 cm-1” en los pCS obtenidos con 2-undecanona, seguramente por sobrelapamiento con la banda “νs, CH2; ~2926 cm-1”, banda que, como era de esperarse, no se presenta en los polímeros de la 2-butanona. Por último, las señales de los grupos hidroxilo “ν, O-H; >3400 cm-1” son de menor frecuencia (o número de onda) en los isómeros orto, indicando puentes hidrógeno de mayor energía, igualmente se puede responsabilizar al efecto estérico, pero además a un bajo grado de polimerización alcanzado debido a la pobre solubilidad cuando las cadenas laterales son solo un grupo metilo. 38 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 8. Espectros FTIR en la región de 400 a 2000 cm-1 de los pCS derivados de los isómeros orto, meta y para del dialdehído aromático, teniendo como segundo monómero ya sea 2-butanona o 2-dodecanona. Fig. 9. Espectros FTIR en la región de 2500 a 4000 cm-1 de los pCS derivados de los isómeros orto, meta y para del dialdehído aromático, teniendo como segundo monómero ya sea 2-butanona o 2-dodecanona. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 39 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Tabla III. Principales señales que sufren cambios de los pCS obtenidos a partir de: orto, meta o para dibenzaldeído y de las cetonas 2-butanona y 2-dodecanona. LONGITUD DE CADENA LATERAL En las figuras 10 y 11 se muestran los espectros FTIR de las muestras pT03, pT04, pT06, pT08, pT11 y pT12, las asignaciones y absorbancias normalizadas se reportan en la tabla IV. Como se puede apreciar, todas las bandas características de metilos, metilenos, dobles enlaces, anillo aromático y carbonilo se presentan en los espectros, a excepción de los estiramientos de los metilos “νs, CH 3; ~2896 cm-1” en los pCS obtenidos con cetonas de 4 o más átomos de carbono por sobrelapamiento con la banda “νs, CH2; ~2867 cm-1”; igualmente, la banda “νas, CH3; ~2956 cm-1” inicia como una señal débil en la muestra pT03 y al incrementar la longitud de la cadena principal se convierte en hombro de la banda “νas, CH2; ~2927 cm-1”. Por supuesto esto se explica simplemente por el incremento de grupos metileno con el tamaño de la 2-cetona. La banda de estiramiento “ν, C=C-H; ~3053 cm-1”, aunque parece estar presente en todos los polímeros, solo queda bien definida en pT04 (figura 10). Como era de esperarse, ninguna banda correspondiente al grupo metileno se presentan el polímero pT03 y la intensidad de todas las bandas correspondientes a este grupo (CH2) incrementa conforme aumenta el tamaño de la cadena lateral (figura 11); en particular se ha reportado que la banda de torsión “ρ, CH2; ~721 cm-1” solo es observable en secuencias iguales o mayores a 7 metilenos, en este trabajo se observa desde los 2 metilenos contiguos (muestra pT06) e incrementa de intensidad con la longitud de cadena lateral. Las bandas de estiramiento de los dobles enlaces “ν, C=C; 1649≤ ≤1660 cm1 ”, aunadas a las de balanceo fuera del plano C=C-H “δop, C=C-H; ~980 cm-1” indican que los dobles enlaces son de isomería trans (E disustituidas), aunque se puede observar alrededor de ~890 cm-1 una señal débil que se puede asignar al balanceo C=C-H de dobles enlaces tri sustituidos (E tri sustituidos). 40 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 10. Espectros FTIR en la región 2500-4000 cm-1 de los pCS obtenidos entre el tereftalaldehído y 2-cetonas de diferente longitud de cadena. Fig. 11. Espectros FTIR en la región 400-2000 cm-1 de los pCS obtenidos entre el tereftalaldehído y 2-cetonas de diferente longitud de cadena. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 41 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. La única banda que se mueve claramente de posición hacia menores números de onda (mayor energía) al aumentar el número de carbonos de la cetona es la de estiramientos: ν, O-H. Ya que no hay bandas que se muevan hacia posiciones de menor energía, se puede suponer que los puentes hidrógeno se forman intermolecularmente entre hidroxilos terminales, no con grupos carbonilo o de otra índole. En la figura 12 se muestra la variación de la razón entre la absorbancia de la señal de cada muestra entre la absorbancia máxima para esa señal en los diferentes pCS (A’, ecuación 2), es decir la variación de A’ con el número de carbonos (Nc) que solo puede tomar valores entre 0 y 1. En la figura 12a se muestra las señales νas, CH3, νas, CH2, νs, CH2 y ρ, CH2, las cuales muestran una clara tendencia a incrementar con Nc. Esta tendencia es de nuevo explicable por el incremento del número de metilenos al incrementar Nc, mientras que en el caso de la banda de estiramiento asimétrico “νas, CH3; ~2956 cm-1” el incremento de intensidad debe ser causado por la contribución por sobrelapamiento de la banda “νas, CH2; ~2927 cm-1”. Todas las demás señales (figura 12b) presentan un decremento en la intensidad para Nc ≤3, es decir para los pCS: pT03, pT04 y pT06, para después permanecer constantes. Este comportamiento debe estar relacionado a que el incremento de solubilidad con Nc, produce mayores grados de polimerización durante la síntesis,12 lo que impacta principalmente en las muestras menos solubles (Solubilidad: pT03 << pT04 << pT06 < pT08 < pT11 < pT12).13 NANOCOMPÓSITOS PT11’/FERRITAS Nanocompósitos con Magnetita (FeSMON). Los espectros FTIR de los nanocompósitos con Fe3O4 en el polímero pT11’, obtenido con cantidades estequiométricas de dialdehído y 2-undecanona, se muestran en la figura 13. Se puede observar que la magnetita pura (FeSMON 100 %w/w) presenta cuatro bandas, dos de ellas muy débiles asignadas al estiramiento y balanceo del grupo O-H (“ν, O-H; ~3406 cm-1” y “δ, O-H; ~3406 cm-1”) y otras dos a 621 cm-1 y 546 cm-1 asociadas a torsión y estiramientos del Fe-O en el cristal,16,17 aunque también se han reportado bandas de estiramiento a “ν, FeO; ~400 cm-1”.18 Ante las diferencias en asignación de las bandas observadas a ~620 cm-1, ~565 cm-1 y en el caso de los nanocompósitos a ~420 cm-1. En general, debido a los límites del equipo FTIR en cuanto a bajos números de onda, que hacen difícil diferenciar bandas relacionadas a enlaces Fe-O donde el Fe está en posiciones octaédricas y tetraédricas, ambas bandas se asignaron como de estiramiento del Fe-O sin distinguir la posiciones de los Fe en la celda unidad. Todas las bandas relativas al polímero (FeSMON 0% w/w) son constantes en posición e intensidad a excepción de las bandas “ν, C=C-H; ~3053 cm-1” que no se presenta en los nanocompósitos y la banda “νs, CH3; ~2896 cm-1” que está sobrelapada con la banda “νs, CH2; ~2850 cm-1”. En la tabla V se reportan las posiciones y absorbancias máximas de las bandas de estiramiento O-H y Fe-O. 42 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Tabla IV. Asignación de señales a pCS sintetizado con tereftalaldehído y 2-cetonas con longitudes de cadena, entre 0 y 12. Fig. 12. Efecto del número de carbonos (Nc) en la cadena lateral de los pCS, sobre la intensidad de las señales FTIR. La banda de estiramiento O-H, situada en “ν, O-H; ~3407 cm-1”, es casi imperceptible en la magnetita y el polímero puro. Esta misma banda sufre un corrimiento bastante pronunciado hacia mayores v para todos los nanocompósitos, situándose en una posición “ν, O-H; ~3724 cm-1”, indicando una menor energía de enlace. Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 43 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 13. Espectros FTIR de la magnetita y siete nanocompósitos con diferentes contenidos de magnetita, en las gráficas se indica la concentración de FeSMON en % w/w. Por su parte, las bandas correspondientes a las vibraciones Fe-O en la magnetita son dos, una a “ν, Fe-O (1); ~623 cm-1” y “ν, Fe-O (2); ~548 cm-1”, la banda a 621 cm-1 no es apreciable en contenidos de FeSMON menores a 0.1 % w/w, la banda Fe-O (2) es detectable en todo el rango de composición y en los compósitos es posible detectar una tercer banda “Fe-O (3)” aproximadamente ~426 cm-1, las tres bandas Fe-O son constantes en cuanto a posición y su intensidad incrementa con el contenido de FeSMON (figura 14). El comportamiento antes descrito indica que en los nanocompósitos con FeSMON se dan interacciones entre pT11’ y la superficie de las nanopartículas, formándose interacciones tipo puente hidrógeno con el polímero, resultando así en las bandas ν, O-H a 3725 cm-1 y la modificación de la estructura de bandas correspondientes a ν, Fe-O (1), Fe-O (2) y Fe-O (3), las cuales consistentemente incrementan en intensidad con el contenido de FeSMON. Tabla V. Posiciones y absorbancias de las bandas de estiramiento O-H y Fe-O en los nanocompósitos FeSMON. NANOCOMPÓSITOS CON FERRITA DE COBALTO (COSMON) En la figura 15 se muestran los espectros FTIR de los nanocompósitos CoSMON que, a diferencia de los obtenidos con la magnetita, presentan claramente una banda de estiramiento del carbonilo aldehídico en “ν, RHC=O; ~1742 cm -1 ” para composiciones mayores a 0.05%w/w. 44 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 14. Efecto de la concentración de FeSMON en las bandas de vibraciones Fe-O en nanocompósitos pT11’/FeSMON. Fig. 15. Espectros FTIR de la ferrita de cobalto y siete nanocompósitos con diferentes contenidos de ferrita; en las gráficas se indica la concentración de CoSMON en %w/w. Para la ferrita de cobalto pura, se observan dos bandas relacionadas a los estiramientos metal – oxígeno, la correspondiente a los sitios tetraédricos “ν, MOT; 522≤ ≤532 cm-1” y aquella de los sitios octaédricos “ν, M-OO; 408≤ ≤412 cm-1”.19-20 Otros autores asignan la banda de menor frecuencia a las vibraciones en sitios tetraédricos y la banda a 322-532 cm-1 a los sitios octaédricos.21 En nuestros espectros, las CoSMON presentan una banda débil y ancha a 604 -1 cm que no es detectable en ningún nanocompósito, y otra a 424 cm-1, que en los nanocompósitos parece dividirse en dos, una a 413-420 cm -1 que llamaremos ν, M-O (1) y otra a 442-457 cm-1, que llamaremos ν, M-O (2). La presencia en los nanocompósitos de la banda “ν, RHC=O; ~1742 cm-1”, podría ser indicativo de alguna modificación de modos rotacionales que cambien ligeramente la forma de la banda del carbonilo de las cetonas a 1700 cm-1, aunque habría que hacer más experimentación para afirmarlo. la absorbancia de la banda ν, O-H incrementa con el contenido de CoSMON (figura 16). Por su parte, las bandas adjudicadas a las nanopartículas (M-O (1) y M-O (2)) son constantes en posición, incrementando la absorbancia con la concentración de CoSMON (figura 17). Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 45 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Estas observaciones indican de nuevo que las bandas adjudicadas a la ferrita están correctamente asignadas (tabla VI) y que las interacciones CoSMON-pCS son del tipo puente hidrógeno. Tabla VI. Posiciones y absorbancias de las bandas de estiramiento O-H y Fe-O en los nanocompósitos CoSMON. CONCLUSIONES Además del análisis de isomería de los polímeros Claisen-Schmidt, utilizando la rutina en un software comercial desarrollada, fue posible hacer una asignación muy precisa de la gran mayoría de las bandas FTIR de los polímeros Claisen-Schmidt (metilos, metilenos, aromáticos, carbonilos y dobles enlaces, y de sus mezclas con nanopartículas de dos ferritas (magnetita y ferrita de cobalto), detectando diferencias isoméricas: químicas (equilibrio ceto-enólico), estructurales (en cuanto unidades estructurales terminales) y estereoisoméricas E/Z y orto-meta-para), así como identificar como posible interacción específica ferrita-polímero, una del tipo puente hidrógeno con la superficie de las nanopartículas. Fig. 16. Efecto de la concentración de CoSMON en la absorbancia de la banda de estiramiento O-H. 46 Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Análisis FTIR sistemático de polímeros de Claisen-Schmidt / Virgilio A. González González, et al. Fig. 17. Efecto de la concentración de CoSMON en la intensidad de las señales M-O (1) y M-O (2). Una investigación más detallada que incluyera otras técnicas como cromatografía de permeación en gel (GPC), resonancia magnético nuclear (NMR) y espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS), podría acabar de elucidar las interacciones nanopartículas-polímero, cuantificar la cantidad de ferritas y diferenciar con precisión la longitud de cadena lateral en el polímero. BIBLIOGRAFÍA 1. Takase Y; Tanaka H; Wang T. T; Cais R. E; Kometani J. M, “Synthesis of Conductive Polymers. Lewis Acid Doping of Terephthalaldehyde Polymers”, Macromolecules, 20, 2320-2322, (1987). 2. Jones J. I; Tinker P. B, “The benzoin reaction with terephthalaldehyde”, J. Chem. Soc., 1286-1287, (1955). 3. Komura K; Itsuno S; Ito K, “Aldol polymerization as a novel polyaddition based on Mukaiyama aldol reaction and its application to the synthesis of optically active polymer”, Chem. Commun., 35-36, (1999). 4. 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G; Assiri M; Du G; Ahmad T; Ahmad I; Pannipara M, “Modified solvothermal synthesis of cobalt ferrite (CoFe2O4) magnetic nanoparticles photocatalysts for degradation of methylene blue with H2O2/ visible light”. Results Phys., 8, 1046–1053, (2018). 21.Vinosha P. A; Mary G. I. N; Mahalakshmi K; Mely1 L. A; Das S. J, “Study on Cobalt Ferrite Nanoparticles Synthesized by Co-Precipitation Technique for Photo-Fenton Application26”,M.M.S.E, 9 (1), (2017). Ingenierías, Julio-Septimbre 2020, Vol. XXIII, No. 88 49 �Colaboradores Aguilar Garib, Juan Antonio Profesor Titular de la FIME-UANL. Ingeniero Mecánico y Maestro en Metalurgia por el Instituto Tecnológico de Saltillo. Doctorado en Ingeniería de Materiales por la UANL (1991). Premio de Investigación UANL en 1991, 2001, 2003 y 2012. Premio TECNOS en el 2000. Reconocimiento al Mérito Académico ANFEI 2017, miembro del SNI nivel I y de la Academia Mexicana de Ciencias. Benavides Treviño Alejandro Ingeniero Mecánico Administrador por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL (2011), Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Especialidad en Materiales por FIME-UANL (2014). Desde el 2017 hasta la actualidad Profesor en el Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No. 22. Bradley, David L. Doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad Católica de América. Su carrera de trabajo incluye la investigación apoyada por la Marina de los Estados Unidos; Dirección de Laboratorio en el Centro de Investigación Submarina de la OTAN, La Spezia, Italia; y actividad investigadora/académica en el Laboratorio de Investigación Aplicada de la Universidad Estatal de Pensilvania. Profesor de Acústica, es financiado por la Oficina de Investigación Naval. Ha servido en los paneles de revisión para la Academia Nacional de Ciencias y ha sido el editor de la U.S. Navy Journal of Underwater Acoustics desde 2011. Miembro de la Sociedad Acústica de América, ha presidido comités de la Sociedad y se desempeñó como Presidente. 50 Garza Navarro Marco Antonio Ingeniero Mecánico Electricista (2004), M.C. en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (2006) y Doctorado en Ingeniería de Materiales (2009) por FIME-UANL. Premio de Investigación UANL-2009, Nivel I en el SIN. Actualmente es Profesor Investigador de la FIME-UANL. González Ábrego Manuel Alejandro Licenciado en Química Industrial por la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL (2009), Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Orientación en Materiales por (2013) FIME-UANL. Edición, traducción de reportes, artículos y otros documentos científicos desde el año 2010. Desde el 2017 hasta la actualidad es Profesor en el Instituto Irlandés de Monterrey. González González, Virgilio Ángel Doctor por la FIME-UANL (1996), se desempeña como profesor de tiempo completo en el posgrado en Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). pertenece a la Academia Mexicana de Ciencias y a la Academia Nacional de Ingeniería. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 2. Guerrero Salazar, Carlos Alberto Doctor por l’Ècole Polytechnique de Montreal, Canadá (1986), se desempeña como profesor de tiempo completo en el posgrado en Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Colaboradores Muir, Thomas G. Becario del Director en los Laboratorios de Investigación Aplicada de la Universidad de Texas (UT) en Austin. Estudió física y ingeniería mecánica en UT Austin, obteniendo un doctorado en 1971. Ha sido durante mucho tiempo científico en los Laboratorios de Investigación Aplicada, así como científico en el Centro de Investigación de La Spezia de la OTAN (1986-1989); profesor de Física y catedrático de Guerra de Minas en la Escuela Naval de Posgrado de los Estados Unidos (19972003); y científico principal en el Centro Nacional de Acústica Física (2003-2010). Es miembro de la Sociedad Acústica de América. Sus intereses de investigación son la acústica subacuática, acústica sísmica e infrasonido. Puente Córdova, Jesús Gabino Ingeniero Mecánico Electricista (2010), Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2013) y Doctor en Ingeniería de Materiales (2018) por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es catedrático investigador en la FIME y miembro del SNI nivel candidato. Ingenierías, Julio-Septiembre XXIII, No. 88 Rentería Baltiérrez, Flor Yanhira Profesor del Departamento de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León y es responsable de la Coordinación de Posgrado en EGAII. Recibió su licenciatura en Ingeniería Industrial del Instituto Tecnológico de Delicias, México; obtuvo el grado de Maestra en Ciencia de Materiales por el Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C., México; y su doctorado en Ingeniería de Materiales de la Universidad Autónoma de Nuevo León, México. Actualmente es miembro del SNI nivel candidato. Reyes Melo, Martín Edgar Ingeniero en Industrias Alimentarias por la Facultad de Agronomía de la UANL. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales por la FIME-UANL. Doctorado en Ciencia de Materiales (2004) en la Universidad Paul Sabatier de Toulouse, Francia. Ha obtenido el Premio de Investigación UANL en 1999, 2004, 2009, 2011 y 2012. Es catedrático investigador en la FIME y el CIIDIT de la UANL. Es miembro del SNI nivel I. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. 51 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores a colaborar en la revista Ingenierías con: artículos de divulgación científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos humanísticos del quehacer ingenieril y reportes de investigación. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. Los criterios aplicables a la selección de textos serán: originalidad, rigor científico, exactitud de la información, el interés general del tema expuesto y la claridad del lenguaje. Los artículos aprobados serán sujetos a revisión de estilo. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. Las contribuciones sobre modelación y simulación deben estar científicamente dentro del propio trabajo. Los trabajos con base en encuestas de opinión o entrevistas describiendo su impacto social, especialmente en áreas relacionadas con la ingeniería, deberán incluir la metodología y aspectos estadísticos tanto para su diseño como para el análisis de las mediciones y resultados, así como la validación de las correlaciones que pudieran presentarse. 52 No se consideran para publicación protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntas. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, por e-mail a la dirección: revistaingenierias@uanl.mx El título del artículo no debe exceder de 80 caracteres. El número máximo de autores por artículo es cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 15 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, primer piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 E-mail: revistaingenierias@uanl.mx Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 �Código de ética Autores Los autores deben presentar una narración concisa y exacta del trabajo desarrollado, así como una discusión objetiva de su significado intelectual y científico. Los autores deben incluir a los coautores que hayan cambiado de afiliación durante el proceso de preparación y publicación del documento y que cumplieron con el criterio de coautoría, señalando el evento en una nota. Los autores deben incluir en su manuscrito detalles suficientes y referencias a fuentes de información públicas para hacer posible la reproducción del trabajo por terceros. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo de las instituciones y organismos que hayan contribuido significativamente al desarrollo del trabajo, así como a colaboradores que hayan contribuido de manera importante, incluyendo a fallecidos o a quienes hayan cambiado de afiliación, pero sin que hayan llegado a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera. Los autores deben abstenerse de presentar críticas personales en sus trabajos. Los autores deben abstenerse de utilizar nombres ficticios o seudónimos. Los autores deben citar aquellas publicaciones que son antecedentes esenciales para comprender el trabajo. Los autores deben responsabilizarse del material que presentan en su manuscrito. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Revisores Los autores deben abstenerse de ofrecer manuscritos que se encuentren en consideración por otras publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. Los autores deben abstenerse de incluir como autores a terceros que no cumplan con el criterio de coautoría, el cual consiste en su contribución significativa al desarrollo y preparación del trabajo. Los autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Ingenierías, Julio-Septiembre XXIII, No. 88 Los revisores deben declinar cualquier invitación para evaluar un manuscrito si no se consideran calificados, carecen de tiempo para juzgar o se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los revisores deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. Los revisores deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas 53 �Código de ética contenidas en un manuscrito bajo consideración, excepto con el consentimiento expreso de los autores posteriormente al proceso de evaluación. Los revisores deben considerar en su revisión posibles errores o fallas de los autores al citar el trabajo relevante de otros. Los revisores deben informar al editor si encontraran alguna semejanza substancial entre el manuscrito y cualquier otro trabajo. Los revisores no deberán intentar contactar a los autores, si hubieran inferido su identidad, previamente a haber emitido su fallo. El editor debe delegar en los miembros del consejo editorial o comité técnico la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación en casos en que se presente conflicto de interés con él. El editor debe delegar la responsabilidad y autoridad editorial a alguno de los miembros de los consejos editoriales cuando él sea autor o coautor de un manuscrito que se somete a consideración de la revista. Cuerpo Editorial (Consejos Editoriales y Comité Técnico) Editor Los miembros del cuerpo editorial deberán estar dispuestos a otorgar consejo al editor en las situaciones requeridas. El editor debe dar consideración justa e imparcial a todos los manuscritos ofrecidos para su publicación, juzgando cada uno de sus méritos científicos o tecnológicos, sin prejuicios de raza, género, religión, creencia, origen étnico, ciudadanía, filosofía o política de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben declinar cualquier invitación para brindar consejo si se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente con los autores o con el trabajo a evaluar. El editor debe considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los miembros del cuerpo editorial deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. El editor debe abstenerse de expresar crítica personal. Los miembros del cuerpo editorial deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. El editor debe explicar y apoyar su juicio final para que los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de expresar críticas personales. El editor debe abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando cuente con el permiso de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. El editor deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a ninguna persona fuera de aquellos a los que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando se cuente con el permiso de los autores. El editor debe respetar la independencia intelectual de los autores. El editor debe procesar los manuscritos con diligencia. El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. 54 Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a cualquier persona fuera de aquellos que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deberán respetar la independencia intelectual de los autores. Ingenierías, Julio-Septiembre 2020, Vol. XXIII, No. 88 ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2020 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 23 Número Número de la revista 88 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2020, Año 23, No 88, Julio-Septiembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2020 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021122 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Acústica subacuática Capacitación Polímeros Segunda Guerra Mundial https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21020/Ingenierias_2020_Ano_23_No_89_Octubre-Diciembre_Suplemento.pdf 610f548267a23023efd159dfd0f12eaf Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2020 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 23 Número Número de la revista 89 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2020, Año 23, No 89, Octubre-Diciembre, Suplemento Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2020 Type The nature or genre of the resource Suplemento Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021123 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Germanio Modelo nuclear Termohidráulico Óxidos metálicos Reactor Nuclear Uranio https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21021/Ingenierias_2020_Ano_23_No_89_Octubre-Diciembre.pdf 26cf7d8b8f33f56af8404a8f334aa0b1 PDF Text Text �89 Contenido Octubre-Diciembre de 2020, Año XXIII, No. 89 3 Editorial: La equidad como uno de los factores de la logística José Luis Cantú Mata 6 Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado Emmanuel Bretón Jiménez, Edwin Javier Melgar Urbina, Miguel Ángel Hernández Rivera, Margarita Loredo Cancino, Nancy Elizabeth Dávila Guzmán 14 An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators Jorge Morales, Francisco Ramírez Cruz, Francisco Eugenio López Guerrero 28 Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos Carolyn L. Bayer, Geoffrey P. Luke, Stanislav Y. Emelianov 42 O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia José Antonio De la O Serna 62 Colaboradores 64 Información para colaboradores 65 Código de ética Suplemento en línea “30 años de Nucleoelectricidad en México” Editores: Max Salvador Hernández, Roberto Carlos Lopez Solis Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Año XXIII, No. 89 � �DIRECTORIO Ingenierías, Año XXIII N° 89, octubre- diciembre 2020. Es una publicación trimestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Desarrollo Litográfico S.A. de C.V., M. M. del Llano 924 Ote., Centro, Monterrey, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de octubre de 2020. Tiraje: 800 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66455. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2020 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor CONSEJO EDITORIAL INTERNACIONAL Dr. Mauricio Cabrera Ríos, Puerto Rico. UPRM / Dr. Cezar Henrique Gonzalez, Brasil. UFPE, Recife-Pernambuco / Dra. Ruth Kiminami, Brasil. UFSC, San Pablo / Dr. Juan Jorge Martínez Vega, Francia. Universidad de Toulouse III / Dr. Juan Miguel Sánchez, USA. UT-Austin / Dr. Zarel Valdez Nava, Francia. UPS-INPT-LAPLACE-CNRS. CONSEJO EDITORIAL MÉXICO Dr. Jesús González Hernández, CIDESI / Dr. Benjamín Limón Rodríguez, FIC-UANL / Dr. José Rubén Morones Ibarra, FCFM-UANL / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, FIME-UANL / Dr. Félix Sánchez De Jesús, ICBI-UAEH / Dr. Ernesto Vázquez Martínez, FIME-UANL. COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García, FIME-UANL / Dr. Rafael Colás Ortiz, FIME-UANL / Dr. Jesús De León Morales, FIME-UANL / Dr. Virgilio Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. � Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Año XXIII, No. 89 �Editorial: La equidad como uno de los factores de la logística José Luis Cantú Mata Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica jose.cantumt@uanl.edu.mx La administración de la cadena de suministro considera la integración entre los negocios y las Tecnologías de Información y Comunicaciones (TIC) con mayor colaboración entre empresas que son parte de una oferta dada, para generar estrategias diseñadas para tener un mejor posicionamiento, eficiencia operativa y reducir sus tiempos de respuesta. Las funciones en la cadena de suministro requieren de procesos administrativos que vinculan la producción y el comercio con los clientes, con prácticas habituales de mercadotecnia, compras y logística para satisfacer al cliente. En este contexto, el área de Logística y Cadena de Suministro satisface la necesidad de trasladar los bienes, inventario, del productor al cliente, cumpliendo con diferentes condiciones de tiempo, lugar y costo para las entregas, acordes a la naturaleza del bien que se suministra. Las actividades productivas y comerciales se han vuelto de carácter mundial, por lo que no es extraño que las estrategias surgidas de la logística consideren acciones en el ámbito internacional. Un ejemplo reciente de la importancia de la logística se puede apreciar a través de los retos generados por la emergencia sanitaria del COVID-19 y la forma en que a pesar de las restricciones de paso de las diferentes fronteras, no sólo internacionales, sino regionales en ciertos paises, se mantuvo la operación de uno de los elementos más importantes de la cadena de suministro: el transporte. La importancia del transporte de bienes hizo que se le declarara como una actividad esencial sin más que el seguimiento de ciertos protocolos para continuarla, pero como se ha podido ver, eso no es suficiente porque la demanda de las dosis de la vacuna no sigue estándares tradicionales aplicables a la distribución de otros bienes. La producción de dosis no cubre la demanda, además de que hay grupos vulnerables que la requieren con mayor urgencia por lo que es difícil determinar cómo debe ser distribuida para maximizar el beneficio de la vacunación. También se debe considerar que se trata de un problema mundial, pero eso no significa que la distribución óptima en una región, o en un conjunto de regiones, sea lo mejor para todo el conjunto. El tiempo es uno de los problemas más graves en una operación logística de este tipo, pero no hace que otro aspectos, como el costo, desaparezcan del interés de los organismos empresariales, incluyendo los gobiernos. Para los paises que no están produciendo las dosis se trata en principio de una compra en el extranjero, es decir que debe ser importada y luego ponerla en cierto Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Año XXIII, No. 89 � �Editorial: La equidad como uno de los factores de la logítica / José Luis Cantú Mata lugar a disposición para satisfacer la demanda. Aunque ésta es una operación de apariencia sencilla en términos de logística, si se toma en cuenta que se trata de una demanda que incluye aspectos que afectan a la equidad, ya que no hay producción suficiente para satisfacer la demanda que además no es uniforme, pues existen grupos que la requieren más que otros. En condiciones de abundancia los problemas se reducirían al transporte, con el debido manejo en cuanto a tiempo y seguridad. Pero ya que no es el caso, entonces se formulan diferentes criterios sobre cómo debería distribuirse. En la República Mexicana la geografía no es un problema ya que se puede llegar a prácticamente cualquier población, entonces el criterio podría ser que los grupos vulnerables vayan primero, pero cómo se define eso, puede ser en atención a la edad, a las comorbilidades, a las posibilidades de interacción con otras personas como en las poblaciones grandes, a quienes utilizan el transporte público, a quienes atienden pacientes con COVID, a quienes atienden pacientes en cualquier forma: camilleros, choferes de ambulancia, guardias, administrativos, intendentes, y todas los especialistas médicos en los hospitales. Éstas son unos cuantos factores para definir y el diseño de la logística para la distribución bien hecha debe tomarlos en cuenta en busca de obtener la distribución más equitativa y que maximice su beneficio. Aunque se recurriera a la estrategia simplista del azar en un sorteo como una manera para evadir el trabajo serio, es imposible vacunar a todos los que la dosis alcancen al mismo tiempo, ya que aun disponiendo de ellas para su aplicación también se deberá organizar otra logística para distribuirlas. Así que por más que se evite favorecer o desfavorecer a alguien en atención a sus atributos y necesidades, y por más equitativo que se quiera ser, siempre habrá alguien que estará en primer lugar para obtener su dosis contra el COVID19. La supervivencia de los más aptos en cualquier término, ha demostrado a lo largo de la historia que la equidad no es algo natural, surge del desarrollo consciente de la sociedad que le ha dado valor, en el fondo a favor de su preservación sobre la de los individuos de manera que se piensa que los aspectos discriminatorios o de inequidad no deberían de existir. Se establece entonces que todos los seres humanos, la población, deben ser tratados por los demás, no sólo por los gobiernos u organizaciones, sino entre ellos mismos, equitativamente sin importar las creencias, costumbres o preferencias con respecto a su raza, género, nivel socioeconómico, entre otros. Sin embargo, se requiere de una correcta administración y planeación para que las decisiones que se toman por las estrategias derivadas de la logística que están orientadas a brindar una satisfacción óptima sean comprendidas, aceptadas o al menos toleradas por aquellos que no se encontrarán en los primeros lugares y que se consideran excluidos por una discriminación, según su percepción, injustificada. Para estos grupos no importa si la estrategia diseñada es correcta y se sentirán discrimandos, ya que los criterios que se hace la población en general están basados en sentimientos y conjeturas populares, si se hiciera una encuesta, aun una diseñada correctamente que evitara el sesgo y tuviera una escala de valoración objetiva, las respuestas serían variadas según quienes � Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Año XXIII, No. 89 �Editorial: La equidad como uno de los factores de la logística / José Luis Cantú Mata las proporcionaran. Es altamente probable que aun aquellos que presuman de equidad se pondrían al frente. En ocasiones les resulta tan complejo que terminan aceptando que el azar de un sorteo es la mejor estrategia. Entonces, si la logística para la distribución es un reto, mucho más reto será lograrlo con equidad y que sea percibido así. Mientras no se comprenda claramente la diferencia entre igualdad y equidad, siempre habrá detalles que por pequeños que parezcan serán interpretados como abuso, falta de equidad, y en el mejor de los casos, incompetencia de quienes diseñan las estrategias que buscan favorecer la equidad. Los problemas logísticos no están limitados a satisfacer demandas simplemente ubicando los inventarios con seguridad en cierto lugar y tiempo, poniendo mayor atención al abastecimiento de provisiones sin considerar la forma en que se abastecen lugares cotidianos cono los pequeños comercios, los centros comerciales o las tiendas departamentales, de manera que la logística pasa desapercibida para la sociedad. Como un ejemplo del logro del diseño de la logística y cadena de suministro en el cumplimiento de las necesidades de la sociedad ante la emergencia sanitaria, en que los hábitos de compra se modificaron para evitar su propio desabasto ocasionando que ésta área tuviera un mayor esfuerzo para el respectivo abastecimiento. Un ejemplo es que, al principio de la emergencia sanitaria, la sociedad, quien tuvo acceso a la mercancía, se abasteció de desinfectante en aerosol y gel antibacterial llegando a la situación del desabasto en puntos de venta que motivó que se restringiera la venta mientras se rediseñaba la logística de distribución junto con un cambio radical en la sociedad que llevó a un mayor control, orden y atención a la existencia de productos que son necesarios para su supervivencia y artículos de necesidad básica e higiene. Las condiciones que se mencionan para la vacunación masiva contra el COVID-19 no son exclusivas para este proceso, ya que se encuentran prácticamente en todos los casos en que los aspectos sociales juegan algún papel que obliga a establecer jerarquías. Lo que si es extensivo y obligatorio para todos los casos en que se efectúe el diseño de alguna logística, se haga con método, de manera, sin intentos de improvisación o implementación de ideas que de momento pueden sonar geniales, pero que no contemplan aspectos sociales además de los tradicionales de lugar, tiempo y costo. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Año XXIII, No. 89 � �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado Emmanuel Bretón JiménezA, Edwin Javier Melgar UrbinaB, Miguel Ángel Hernández RiveraA, Margarita Loredo CancinoB, Nancy Elizabeth Dávila Guzmán*B Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Cunduacán, México. Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Ingeniería Química nancy.davilagz@uanl.edu.mx A B RESUMEN Se investigó la remoción del colorante ácido violeta 7 mediante carbón activado en un sistema de adsorción en lote. Se estudiaron los efectos de parámetros experimentales en la capacidad de adsorción, tales como la masa del adsorbente y el pH. Las mejores condiciones experimentales para la adsorción de ácido violeta 7 fueron a pH natural del colorante (pH 6) y 100 mg de adsorbente al obtener una capacidad de adsorción de 102 mg/g. La cinética de adsorción fue descrita por el modelo de Pseudo-Segundo orden que está basado en un mecanismo de quimisorción. PALABRAS CLAVE Adsorción; carbón activado; cinética; remoción de colorante. ABSTRACT The removal of the acid violet dye 7 by activated carbon was investigated in a batch adsorption system. The effects of experimental parameters on the adsorption capacity, such as the mass of the adsorbent and the pH were studied. The best experimental conditions for the adsorption of acid violet 7 were at the natural pH of the dye (pH 6) and 100 mg of adsorbent achieving an adsorption capacity of 102 mg/g. The adsorption kinetics followed the Pseudo-Second order model which is based on a quimisorption mechanism. KEYWORDS Adsorption; activated carbon; kinetics; dye removal. INTRODUCCIÓN El rápido crecimiento demográfico y desarrollo económico de la sociedad humana incrementan las actividades industriales y agrícolas, haciendo un uso acelerado de agua en todo el mundo. Se prevé que en el año 2050 la población mundial alcance 9,800 millones de habitantes que podrían llegar a usar hasta un 55% más de agua para satisfacer las necesidades básicas en todo el mundo.1 Los recursos hídricos han sido explotados de manera descontrolada por industrias tales como la textil, la papelera, la farmacéutica, la alimentaria y la cosmética, � Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. siendo el color la primera evidencia de la contaminación generada.2 Alrededor de 800,000 toneladas de tintes se producen anualmente en el mundo y el 60-70 % son colorantes. Esto genera un gran impacto ambiental que contaminan las masas de agua con facilidad, repercutiendo en la salud humana, en las tierras de cultivo y en la actividad acuícola.3 Los colorantes azoicos son compuestos que tienen el grupo azo cromóforo (R1–N=N–R2) en sus estructuras moleculares. Estos grupos funcionales dificultan la biodegradación de los mismos y se estima que entre el 10 y 15% de estos compuestos se pierde y se incorpora en el efluente industrial, los cuales deberían ser eliminados antes de ser descargados a las masas de agua, debido a su alta toxicidad y contaminación provocada en los ecosistemas.4 El colorante ácido violeta 7 (AV7) es muy importante en la industria textil y uno de los mayores contribuyentes de la contaminación,5 este colorante está formado por grupos aromáticos complejos y sulfónicos que lo hacen altamente genotóxico comparado con otros colorantes azoicos. Los colorantes azoicos afectan a la salud humana, y al medio ambiente. En los últimos años, algunos científicos han tratado de resolver esta problemática. Entre los diversos métodos de eliminación comúnmente utilizados destacan la adsorción, foto-degradación y decoloración microbiológica, entre otros.6 En general, la adsorción de colorantes de la industria textil sobre materiales sólidos como el carbón activado (CA) resulta eficiente gracias a la relativa simplicidad del sistema y a las propiedades del carbón activado, como elevada área superficial, estabilidad química y alta capacidad de adsorción.7 El CA ha sido utilizado en la purificación del aire, remoción de colorantes y contaminantes farmacéuticos, entre otros.8 Por lo tanto, en esta investigación se evaluó la capacidad del CA para la remoción del contaminante AV7, a través del estudio de equilibrio y cinético del proceso de adsorción. MATERIALES Y MÉTODOS Reactivos y materiales El carbón activado utilizado fue de origen mineral, con tamaño de partícula de 500-700 µm (Clarimex). El ácido violeta 7 fue provisto por Sigma-Aldrich en forma de polvo, tiene un peso molecular de 566.47 g/mol y su fórmula química es C20H16N4Na2O9S2. Preparación del adsorbato Una solución patrón de ácido violeta 7 de 50 mg/L se preparó añadiendo 0.05 g de ácido violeta 7 sólido en un matraz volumétrico de 0.025 L con agua desionizada, agitándose hasta obtener una solución homogénea color violeta. Análisis de concentración del adsorbato. La concentración del adsorbato fue cuantificada en un espectrofotómetro (Genesis 10S UV/Vis) utilizando una curva de calibración. Los estándares del AV7 fueron preparados a partir de la solución patrón para obtener concentraciones de 1 mg/L, 2 mg/L, 5 mg/L, 10 mg/L y 25 mg/L Posteriormente, se registró la absorbancia de cada estándar a una longitud de onda de 510 nm. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 � �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. Experimentos de cinética de adsorción La cinética de adsorción de AV7 sobre CA fue obtenida añadiendo una masa definida de CA a un matraz Erlenmeyer de capacidad nominal de 250 mL, la cual fue puesta en contacto con 100 mL de AV7 a una concentración inicial de 50 mg/L. La mezcla se mantuvo en agitación constante a 200 rpm y a temperatura ambiente (25 ºC) durante un tiempo de contacto de 6 h (para asegurar alcanzar el equilibrio). Se tomaron alícuotas de 1 mL de la solución a diferentes tiempos (5, 10, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 240, y 360 min) para su posterior análisis mediante espectrofotometría UV-Vis. La cantidad de colorante adsorbido en cualquier tiempo, q (mg/g), se calculó por medio del siguiente balance de masa: (1) Donde Co y C son las concentraciones iniciales y a cualquier tiempo de AV7 (mg/L), respectivamente; V es el volumen de la solución (L) y m es la masa del adsorbente (g). El porcentaje de remoción del adsorbente en el equilibrio fue calculado mediante la siguiente (ecuación 2): (2) Donde Ce es la concentración de AV7 en el equilibrio (mg/L). Efecto de la masa del adsorbente La cantidad empleada del adsorbente CA es un parámetro muy importante en el estudio de adsorción ya que determina la capacidad del adsorbente para tratar una solución coloreada de una concentración inicial dada. Para el estudio del efecto de la masa del adsorbente se realizaron experimentos con tres niveles (100, 200 y 300 mg) al pH natural del colorante; a una concentración inicial de 50 mg/L de AV7 (tabla I). Es importante mencionar que el pH no fue controlado durante los experimentos de adsorción. Efecto del pH sobre la capacidad de adsorción El pH de la solución es un parámetro muy importante en el proceso de adsorción ya que puede afectar la interacción de los grupos funcionales superficiales del adsorbato y el adsorbente, además, las propiedades del CA y de los colorantes podrán indicar si la adsorción es favorable en disoluciones ácidas o básicas.9 El efecto del pH sobre la capacidad de adsorción se evaluó en tres niveles de pH (3, 5 y 7), a una concentración inicial de 50 mg/L de AV7 (tabla II). El pH fue controlado durante el proceso de adsorción, mediante la adición de alícuotas de HNO3 y NaOH al 0.1 N según el caso. Tabla I. Condiciones experimentales para evaluar el efecto de la masa de CA sobre la capacidad de adsorción AV7. � Experimentos CA-100 CA-200 CA-300 pH inicial 6 6 6 Masa CA (mg) 100 200 300 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. Modelación matemática de la cinética de adsorción Los modelos de Pseudo-Primer orden y Pseudo-Segundo orden fueron empleados para la modelación matemática de las cinéticas de adsorción de AV7 en carbón activado. El modelo de Pseudo-Primer orden supone que la velocidad de adsorción con respecto al tiempo es proporcional a la diferencia entre la capacidad de adsorción en el equilibrio (qe) y la cantidad adsorbida en un tiempo determinado (qt), tal como se muestra en la (ecuación 3). (3) Al integrar la Ec. 3 en q(0)=0 y q(t)=qt se obtiene la Ec. 4: (4) Por otro lado, el modelo de Pseudo-Segundo orden supone que el paso limitante de la velocidad corresponde a la etapa de quimisorción, tal como se muestra en la Ec. 5: (5) Integrando en q(0)=0 y q(t)=qt se obtiene la Ec. 6: Tabla II. Condiciones experimentales para evaluar el efecto del pH sobre la capacidad de adsorción de AV7. Experimentos CA-3 CA-5 CA-7 pH 3 5 7 Masa CA (mg) 100 100 100 (6) Los parámetros de los modelos cinéticos fueron obtenidos mediante la minimización de la suma de los errores al cuadrado (Ec. 7) utilizando la herramienta Solver® de Microsoft Excel. Por otra parte, el coeficiente de determinación (R2) fue calculado con la (Ec. 8). (7) (8) Donde son la capacidad de adsorción calculada con el modelo cinético, la capacidad de adsorción experimental, y el promedio de la capacidad de adsorción experimental, respectivamente, en mg/g, n es el número de datos experimentales y k es el número de los parámetros del modelo. RESULTADOS Y DISCUSION Efecto de la masa sobre la capacidad de adsorción Se evaluó la capacidad de adsorción de AV7 en CA a diferentes masas de Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 � �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. adsorbente (figura 1). Los resultados muestran que conforme la cantidad de masa aumenta de 100 a 300 mg de CA, la capacidad de adsorción disminuye de 102 a 33.8 mg/g. Por otra parte, con el incremento de la masa de CA se observó un menor tiempo para alcanzar el equilibrio al pasar de 240 a 180 min para el experimento con CA-100 y CA-300, respectivamente. Estos resultados pueden ser atribuidos a que conforme se incrementa la cantidad de adsorbente se aumenta la cantidad de sitios de adsorción con lo que se favorece la velocidad de adsorción de AV7. Fig. 1. Efecto de la masa sobre la cinética de adsorción. Condiciones: pH (6) natural del colorante, 25ºC, Co=50 mg/L. Por otra parte, el porcentaje de remoción de AV7 aumentó de 79.3% a 91.6% para un incremento de la masa de adsorbente de 100 a 300 mg (figura 2). En conclusión, los sitios de adsorción disponibles para la remoción de AV7 dependen de la cantidad de adsorbente añadida a la solución.10 Fig. 2. Efecto de la dosis de masa de adsorbente en el porcentaje de remoción. 10 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. Efecto del pH sobre la capacidad de adsorción En la figura 3, muestra como disminuye la capacidad de adsorción del CA cuando se aumenta el pH de la solución. A pH 5 se obtuvo la mayor capacidad de adsorción (86.6 mg/g) mientras que a pH 7 la capacidad de adsorción fue 61.4 mg/g. A pH ácidos (3 a 5) la concentración de iones hidrógeno (H+) aumenta, cargándose positivamente la superficie del CA, situación que facilita las atracciones electrostáticas con las moléculas del colorante AV7 de condición aniónica. Se ha demostrado que a un pH ácido es posible que se formen centros electrofílicos en el CA que pueden generar atracciones de naturaleza electrostática con adsorbatos aniónicos.11 Fig. 3. Efecto del pH sobre la cinética de adsorción de AV7. Condiciones: pH (3,5,7) controlado durante todo el experimento y pH (6) sin control, 25°C, Co de 50 mg/L y 100 mg de CA. Modelación matemática de la cinética de adsorción Los datos de cinética de adsorción fueron ajustados a los modelos de Pseudoprimer orden y Pseudo-segundo orden (figura 4). Se encontró que el modelo de Pseudo-segundo orden es el modelo que mejor predice la cinética de adsorción de AV7 en CA, considerando la magnitud del error obtenido. De acuerdo al modelo de Pseudo-segundo orden, el proceso de adsorción está controlado por un mecanismo de quimisorción. Los parámetros de los modelos cinéticos obtenidos se encuentran reportados en la tabla III. Tabla III. Parámetros cinéticos de los modelos de pseudo-primer orden y pseudo-segundo orden en la adsorción de AV7 sobre CA. Pseudo-Primer orden K1 (min ) 0.072 -1 R 0.891 2 SEC 1656.12 Pseudo-Segundo orden K2 (g mg min ) 0.001 R2 0.958 SEC 434.53 -1 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 -1 11 �Remoción del colorante AV7 presente en solución acuosa mediante carbón activado / Emmanuel Bretón Jiménez, et al. Fig. 4. Comparación de los modelos cinéticos de adsorción de pseudo-primer orden y pseudo-segundo orden para la remoción de AV7 con CA a 25ºC. CONCLUSIONES Se investigó el potencial del CA comercial como material adsorbente en la remoción de AV7 en soluciones acuosas. Se estudiaron los efectos de parámetros tales como masa del adsorbente, pH natural del colorante (6) y pH (3, 5 y 7). La mayor capacidad de adsorción fue obtenida en el experimento CA-100 con una masa de 100 mg de CA con un valor de 102 mg/g a pH natural del colorante (6). La cinética de adsorción fue descrita por el modelo de Pseudo-segundo orden, el cual está basado en un mecanismo de quimisorción. Por lo tanto, este estudio demuestra que el adsorbente CA de origen comercial puede ser una alternativa eficiente para la remoción de colorantes azoicos en tratamientos terciarios de aguas residuales, además, la capacidad de adsorción aumentó al utilizar un pH natural (6), al no requerir la adición de más reactivos a la solución se puede reducir el costo de operación. REFERENCIAS 1. Chen, L., Huang, K., Zhou, J., Duan, H. F., Zhang, J., Wang, D., & Qiu, H. (2020). Multiple-risk assessment of water supply, hydropower and environment nexus in the water resources system. Journal of Cleaner Production, 268, 122057. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122057. 2. Hincapié Mejía, G., Cardona Cuervo, S., & Ríos, L. A. (2018). Absorption thermodynamic study of azoic dye with by means of a lignocellulosic waste in aqueous medium. Ingeniería y Desarrollo, 36(1), 97–118. https://doi. org/10.14482/inde.36.1.10941. 3. 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Recientemente, con el desarrollo de la fabricación aditiva de materiales blandos elásticos, surgen nuevas oportunidades de diseño para estos llamados robots blandos. Sin embargo, aún no se logra la robustez que se requiere para los entornos de producción. Este documento presenta un enfoque de diseño de un actuador neumático blando de tres ejes fabricado de forma totalmente aditiva. Para su uso en sistemas de manipuladores robóticos blandos flexibles, se presentan pautas de diseño, un proceso de impresión 3D directo con materiales elásticos y un sistema de control de regulación de presión semiautomatizado PLC de bajo nivel. Para validar el diseño propuesto, el actuador se fabrica y prueba para la fuerza de contacto máxima, la reacción de movimiento de flexión y su respuesta de señal. PALABRAS CLAVE Materiales blandos, fabricación aditiva, robots blandos, sistema de control. ABSTRACT With the introduction of collaborative robots in production environments, the harm to workers by using traditional robots with rigid links is inherent. A new generation of robots made from flexible soft materials that decreases collision danger by self-deforming actions has been proposed as a promising solution for the human-robot collaboration environments. Recently, by the development of additive manufacture of elastic soft materials, new design opportunities arise for these so-called soft robots. However, robustness that is required for production environments is still not achieved. This paper presents a design approach of a fully additively manufactured three-axis soft pneumatic actuator. For its use in flexible soft robotic manipulator systems, design guidelines, a direct 3D printing process with elastic materials and a low-level PLC semi-automated pressure 14 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. regulation control system are presented. To validate the proposed design, the actuator is manufactured and tested for maximum contact force, bending motion reaction and its signal response. KEYWORDS Soft materials, additive manufacture, soft robots, control system. INTRODUCCIÓN In human-robot collaboration environments, where the proximity between human and robot potentially rises a harmful and non-safe working environment. In the case of robot-assisted assembly processes the idea of having a robot operating beside a worker difficult. With the introduction of cobots in the last years, this human-robot collaboration is still not well accepted for workers that claim not feeling safe working together with a robot in the vicinity. The use of soft material robots that can operate in the vicinity without being a threat for the user provide a promising perspective of future shop floor collaboration. Since1 pneumatic-driven flexible actuators have been started to be described and their application in certain robotic mechanism. With the increased and fast emerging development of additive manufacturing technologies, it has been proved that, design and fabrication of complex geometrical structures is possible nowadays.2 A more universal way of application is achieved with soft robots because these soft materials, often elastomers, allow them to flexibly adapt to their working environment in terms of conventionally inaccessible work environments (e.g. under sea).3 Even more, soft robotic grippers can cling to various shapes and, thus, handle a broader range of applications, as in4 were a soft manipulator has been introduced as surgical manipulator. Furthermore, inherently soft, and flexible materials, such as silicon-based polymers, are now available for additive manufacturing. In industrial and production environments, rigid robots are very well stablished due the robustness and strength capabilities that even small cobots models, can handle several kilograms of payload. In practical robotic applications, the use of end attached tools play a significant role in the mass and speed along a desired motion direction.5 Payload is usually a requirement for production processes that cannot be neglected or replaced with the use of soft rubber-like materials. Adding mass to these so called, soft actuators raises the gravitational load, which for in a multi-body soft manipulator configuration, results in larger joint tor-ques and have a big influence in the required energy in order to maintain its deformed position. For pneumatically operated actuators and as investigated in,6,7,8,9,10 generated blocked force is still very low for a pneumatically actuated net-work, usually for a single PneuNet, values are in the 3 N surroundings. For AM soft materials, forces are usually lower than what casted materials can offer. Recent studies as in11 analyzes lifting and twisting forces for handling different objects. However, the lack of material testing standards for AM soft polymers and material models rises the challenges of how-to bring AM soft robots to a performance level to functionally compete with classical rigid robots. Recent works as in,12 offer a perspective on mechanical properties and characteristics for different types of elastomers used in soft robotics applications. Nevertheless, durability of available materials represents yet an unanswered question. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 15 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 1. Conceptual design of a fully additively manufactured soft robotic arm manipulator. In this work, a three-axis additively manufactured soft silicon-based body segment for a soft manipulator is presented. In order to overcome classic fabrication challenges as presented in,9 a uni-body fully additively manufactured segment of a multi-body smart manipulator is investigated. Besides the design challenges inherent to AM, the maximum displacement that the element can achieve, as the maximum force and momentum are measured and analyzed in this work. The aim of this paper is to design and characterize a single fully 3D printed soft silicon actuator. Starting from a conceptual sketch for a multi-body flexible manipulator as seen in figure 1, this work presents a new design approach of a unibody element that can be easily manufactured and assembled to form a more complex soft robot arm manipulator. Together with an automated PID low level control and a semi-automated PLC system, the actuator is tested for different pressure set points and the resultant force for each case is also measured. Based on previous works, 13,14 we have discussed the advantages and disadvantages of the additive manufacture of soft actuators using silicon-based materials, that together with a new design perspective, targeted for a fully AM fabrication we investigate how fabrication challenges and controllability issues can be handled for the introduction of such actuators as reliable products in production processes. Due to the problems associated with fabrication and assembly of soft material actuators and robots, we focus on the development of a single fully 3D printed actuator as one element of a manipulator body. Drawing from previous experiences and expertise in additive manufacture of soft materials as in,13,14 and in comparison with typical manufactured actuators where shapes and features, due to the complexity of casting, is limited, as presented in8 see (figure 2a), we present an innovative three axis design for a unibody soft actuator (see figure 2b). 16 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 2. a) Typical design [7] in conventionally molded fabrication setup (upper parts) and b) chances for AM fabricated actuators (lower parts). In this paper, we intend to demonstrate the possibility to fully 3D print a soft actuator, that can be later used to build a fully 3D printed soft robotic manipulator. An easy-to-build approach and a reliable air pressure supply signal is the key to reduce the fabrication,15 and control,16,17 complexity that until now, soft robots present.18 Traditionally soft robots manufactured by casting, which is usually a long process that, due to fabrication of molds, and the process itself of pouring and curing tend to be time consuming. Molds are already 3D printed,19,20 in order to achieve the com-plex geometry forms, that are required for such soft robots. However, the stepwise nature of this classical fabrication method,21,8 the material waste and post processing effort that compared in an almost not need of post processing or material waste, as it 3D printing, makes it a unique product manufacture solution at low volumes in a cost-effective way.22 Therefore, additive manufacture has the potential to scale better. Furthermore, 3D printing allows integrating geometrical features in parts to improve functionality. In contrast to classical methods, the main disadvantage of AM yet is the lack of mechanical performance, as known from the conventional silicone-based polymer compounds. As described in,23 the type of material has a direct influence on the shape, dimensions, durability, applications and costs of printed parts. Despite problems with durable integrity, the easy manufacture of soft material components for the application in production engineering is advancing. Our study, therefore, evaluates the reliability of the materials used, its motion response and its operational force in a robotic force sensing test as in,24 using automated PID regulated air pressure signals. OBJECTIVES This work is focused on if and how a direct AM process can be applied for the fabrication of soft material bio inspired manipulators. We present an easy-to-build uni-body design approach for a modular, multi-body manipulator. In this context, AM enables substitution of several components by integration of their respective functionality. The differential design and construction as well as elaborate Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 17 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. assembly steps of conventional manufacturing processes is hence avoided. We investigate how a design for AM affects the challenges related to this fabrication process and if such actuators can perform in production process environments. A prototype of a module is built and tested for maximum forces generated and the reaction of automated control signals. A two-element manipulator prototype is investigated for its motion response. MATERIALS AND METHODS The material “agilus30” white from the manufacturer Stratasys was used in this work for fabrication of the soft robotic unit. The mechanical material parameters, as given by Stratasys in,20 and are summarized in table I. Table I. OEM mechanical parameters. Parameter Unit white black Tensile strength [MPa] 2.1 – 2.6 2.4 – 3.1 Failure elongation [%] 180 – 230 220 – 270 Density [g/cm3] 1.14 – 1.15 1.14 – 1.15 Shore A hardness - 30 – 40 30 – 35 Design for additive manufacture Machine developers have been introducing in recent years soft, elastic materials. Such materials arise the challenges even more on how to design functional and reliable components. For designers, who lack design guidelines, standards and manufacture norms are already challenges,25 these new materials came with a set of valuable mechanical properties, as is high elasticity and deformation levels. As has been seen in,26,13 there are some design requirements that for this work are considering: • Full removal of internal support materials • Unibody design • Easy and fast fabrication • Lightweight and minimum material usage • Easy to assembly • Expected maximum force F >= 10N Figure 3 displays the final design of the actuator. Based on our own previous experience,11 for design and additively manufacture soft actuator form the PneuNet type a three-chambers unibody design is proposed. Each of the internal chambers as is shown in figure 3d is interconnected trough a main channel where, when air fulfill the volume, these tend to expand the chamber with a uniaxial total directional bending motion. Fabrication process Due to the advantages of direct 3D printing technologies, as is the development of new materials, a single two-steps fabrication process was required. Fabrication process presented on this work was made using a Stratasys PolyJet Connex 18 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 3. a) front view of the final actuator design, b) isometric view, c) cut-view of the internal air inlets as is finally assembled, d) cut-view internal chamber and channel. 3 series. Removal of support material is conducted in our laboratory using a potassium hydroxide solution as a solver. Fully removal of support material is still an issue for the deepest internal pneumatic chambers, however, machine manufacturers now offering chemical solutions to react and remove such supports improves significantly the cleaning process. In figure 4, the resulted component is shown. Fig. 4. Final product overview. Support materials are already being removed for a total mass m = 190gr and a total length l = 108mm. Bending forces The three-axis AM actuator’s design essentially resembles a tube with three PneuNets, longitudinally attached under an angle 120 degree towards each other. In order to predict the component’s elastic behavior, the structural stiffness needs to be considered. Figure 5 shows the schematic cut view with relevant dimensions of the soft robotic unit. Mechanically, the component’s PneuNets are integrated in a way, so that they do not significantly contribute to stiffness, which, overall, is determined by the centric tube feature. In order to derive the force, which is generated by the actuator, elastic bending stiffness of a tube needs to be considered. (1) Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 19 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 5. Mechanical representation of the soft robotic component, explaining coordinates and labels. under consideration of the inertia I (2) As a first approach, the elastic modulus E can be expressed as tensile strength over fracture elongation, knowing, that the used material would reveal significant non-linearity in its elastic characteristic (visco- or hyperelastic). For PneuNets, Polygerinos et al.3 have suggested the following expression to calculate force response ΔF resulting from inner pneumatic excitation ΔPi (3) with the width- (c) justified lever LW = l/c. The variable Ma (bending moment) takes the PneuNets pressurized dimensions into account and allows to carefully study the sensitivity towards changes in design. (4) Because of the triangular chamber shape of the presented PneuNets, as seen in figure 5, height b is justified by two thirds and d is calculated as average gap over height. Experimental setup The behavior of the soft robotic actuator is studied under its inflation by air pressure. For the evaluation of force, it initially rests hanging from a flange mount with its tip, opposite to the excited PneuNet pointing against a force sensor. A DELTA F/T transducer force-momentum sensor, with a resolution of CTL = 1/8 and NET F/T = 1/16 on Fz is employed to evaluate the force, that is generated by the actuator. 20 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 6. FESTO Motion Terminal, with an 8-valve configuration for up to 16 parallel pneumatic outputs. In order to supply and control pressure that for soft actuators a FESTO Motion Terminal (VTEM),27 is used (see figure 6). Implementation of a fully automated PLC environment allowed us to concentrate in our own control system signal development without the problematic that piezo actuated valves and magnetic flow valves present. Our experimental setup can be seen in figure 7. The force sensor attached to a UR5 lightweight robot helps to easily modify the contact distance of the unpressurized and pressurized states of the actuator as in.24 For this work, only displacement and motion in one plane where captured, in future works, a threedimensional motion trajectory capture is planned. Fig. 7. Front view of the experimental setup. The actuator rest in an unpressurized state position. The importance of this experimental setup is, to acquire enough information about if an additively manufactured actuator can provide a load force enough to be implemented in a multi-body soft robot configuration. Most commonly, soft actuators are characterized by terms of their deformation against pressurization, but as presented by,19 only a few newtons of force are obtained (1 – 4N). For this work, a minimum expected load of 10N is expected in order to carry on further experiments on an increased payload. Results and discussions The physical experiments of pressurizing the soft robotic actuator with a ramp signal, deliver its static response. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 21 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Bending force and momentum The force signal of the actuator was evaluated with a step width of 100 mbar. In figure 8a, a force over pressure plot is presented with inflation until rupture during the last experiment. The actuators force over pressure response shows a linear increasing trend up to 1 bar internal pressure, as predicted by the model developed in eqns. 3 and 4. Deviations from the prediction are suspected to result the fact that the piezo valves used for this work does not react up to a minimum of 100mbar pressure, that explain the offset in the origin of the diagram. It was also found, that the PneuNets mechanical model shows high sensitivity against dimensioning the height parameter b. The “model 1” represent the ideal bending force mathematically calculated in comparison with the model from.19 Two tests were performed to corroborate the measured force. Results show in “Test1” and “Test2”, see figure 8, how force values remain almost identical trough the test. The “Model” line represents an adjusted linear model of the expected ideal. In our case, during the first 130 mbar of pressurization in which the pressure controller does not react yet and due to the distance of 1mm in between the force sensor attached to the robot, force cannot be measured in the interval from 0 to 130 mbar. Pressure levels going over 1 bar were starting to produce some damage on the outside walls of the actuator, meaning, that internal cracks were already propagated trough the walls of the chamber. At the point of 1.1 bar, fissures caused by extreme elongation on the zones where the networks are connected showed up as seen in figure 8b. Fig. 8. a) Comparison to model at 1100 mbar pressurized state (rupture point), b) optical evaluation of the actuator begore rupture at a force state of 1100 mbar. 22 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Because the presented new triangular actuator design strongly diverges from the plain rod design presented in,19,28 it is still unclear which dimensioning of height to use for optimized results. The angled chambers need to be paired respect to, because this PneuNet design reasonably will generate most force at the base of the network. The height factorized by 2/3 is thus chosen for a) its geometrical explanation with respect to the triangular PneuNet shape and b) the observed match of model’s incline to the plots of the experiments. It can be noticed, that a quasi-linear relationship occurs in between pressure and force, with nearly 1N increment each 100 mbar (see figure 9). Despite this, a supply pressure over 1 bar caused damages up to rupture on the actuator, this said, there still no chance to provide a reliable safety factor. Design parameters such as already mentioned height need to be optimized for a better expected reliabiltiy. Fig. 9. 1 mm stepwise variation of computed chamber height illustrates the sensitivity of the mechanic model for statically pressurized PneuNets. Motion response Control of soft robots and actuators is mostly difficult due lack of good models that describe or represent their behavior. The complexity of such systems, has been hardly studied in recent works, such as in29 and.30 For this case, FESTO piezo pilot-controlled valves27 combined with model based proportional pressure regulation functions (i.e. ramps) are coupled with our soft actuator. The system is capable to supply up to 16 parallel air pressure continuous and cyclic signals (see figure 6) with a range of discrepancy in between the 25 mbar on each output. The linearity error for our system varies in between the 60-100 mbar and a maximum hysteresis of 25 mbar. In contrast, for small air volumes, the PID controller has a response sensitivity of 80 mbar. Therefore, the controller is activated not before a setpoint of 100 mbar, as it can be seen in figure 10, otherwise, the port is exhausted. Pressure sensors are directly integrated on the valves, with the model-based proportional pressure regulation, any pressure drops caused by a change in the pressure in the tubing or chambers, is calculated and compensated. Due to lack of material models and well-known problems on controlling such complex systems, this work is focused on the pure pressure regulation and control. It can be seen in figure 10 that a pressure stabilization time varies within the set point value. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 23 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. Fig. 10. ramp signal up to 600 mbar. The signal was given with a 5 s increment time, 20 s pressurized state and 5 s depressurization time. For higher pressure target points, the controller tends to regulate the pressure faster than for small volumes (<130mbar). In figure 10, for a target point of 600 mbar it took approximately 8 s for the controller to equilibrate the signal. In contrast to our comparison model taken from,19 and due the limitations of piezo valves, the possibility to control such small air volumes is difficult. Two-Element motion test One of the challenges of multi-body soft manipulators is to couple each element. We design a quick-change coupling system to increase the assembly and testing agility of our manipulator system. This work presents only a bending motion overview of two independent actuators interconnected to create a two-element fully additively manufactured soft robot manipulator. As presented in figure 11, it can be seen how the bending behaviour of one independent element is affected when adding more elements to the manipulator. Fig. 11. Deformation coordinates in mm for one plane at a 400 mbar pressure input. (a) one actuator, no pressure input; (b) one actuator, pressurized state; (c) two actuator and quick exchange coupling system, pressurized state. 24 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators / Jorge Morales, et al. This change in motion, will seriously affect the soft robotic manipulator dynamic characteristics. Such motion influences could translate into higher air pressurization levels in a multi-body configuration to achieve similar bending angles of independent actuators. Such input parameters need to be considered during the design phase in order to avoid a component failure due to inflation levels. In future works, these changes will be further investigated. Conclusions and future work In this work we have presented a design approach for AM that show how a typical stepwise casting process for silicon materials can be avoided. Which lead to an easy-to manufacture product. The additive manufactured actuator was designed in consideration to being additively manufactured and actuated with a set of three internal PneuNet type chambers and channels. The results showed that is possible to get a significant amount of tip force (11N) in a quasicontrolled environment. Considering that the actuator force can be increased while pressurizing more than one chamber, as not performed in this work yet, we will analyze how the simultaneous multi-axis behaves in the space and how the use of sequential signal inputs can achieve predefined primitive motions in order to implement basic pick & place operations in zones difficult to reach (i.e., automotive cockpit cabling). It was also demonstrated that to use this actuator altogether as a fully AM manipulator, the load force needs to be still incremented. A set of design parameters as the PneuNet height and length will be further investigated. Also, the use of a more robust actuator as the first element of our manipulator can help to increase the overall stiffness and increase maximum payload. The actuator has a mass of only 190 gr, while in a full multi-body configuration is planned to weight around 800 gr, while typically robotic arms e.g., a Universal Robot UR3 has a mass of 11.2 kg. This can imply that the harm that classical robots represent for workers in production environments can considerably be reduced using soft materials. Furthermore, more complex control methods will be investigated for an independent signal response of each chamber through the whole manipulator and a soft AM gripper. Dynamic behaviour for a multi-element soft manipulator needs to be further investigated and evaluated in a 3D spatial configuration. REFERENCES 1. K. Suzumori, “Development of Flexible Microactuator and Its Applications to Robotic M.” . 2. C. Schumacher, B. Bickel, J. Rys, S. Marschner, C. Daraio, and M. 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PALABRAS CLAVE Sociedad Americana de Acústica, sonar, detección submarina. ABSTRACT This paper presents some of the highlights about research and development of sub-aquatic acoustics, as well as it gives recognition to the members of the Acoustical Society of America (ASA), who contributed with their work along the Second World War. The results of such work have turned into scientific and engineering achievements, which are published in literature about acoustics. KEYWORDS Acoustic Society of America, sonar, submarine detection. Introducción La imagen fotoacústica tiene el potencial de proporcionar el diagnóstico no invasivo de numerosas enfermedades frecuentes, en tiempo real, debido a la capacidad única de la tecnología para visualizar cambios moleculares profundos dentro del tejido vivo con resolución espacial comparable al ultrasonido. La imagen fotoacústica es una técnica de imagen híbrida que combina la capacidad de contraste y la sensibilidad espectral de la imagen óptica con la resolución y la capacidad de penetración en el tejido del ultrasonido. Durante el proceso de obtención de imágenes fotoacústicas, los materiales absorben la energía de la luz y convierten la luz en calor mediante la relajación no radiativa. Cuando los materiales se calientan, se expanden en tamaño debido a sus propiedades termoelásticas, que generan una onda de presión. Estas ondas pueden propagarse a través del entorno circundante para ser detectadas en la superficie. Este efecto es familiar para cualquiera que haya experimentado una tormenta de verano, un 28 Traducción al español con la colaboración de Leonardo Treviño Arrambide y Daniela Alejandra Gutiérrez Dimas. Departamento de Ingeniería Biomédica Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación C Departamento de Ingeniería Biomédica y Computación Universidad de Texas en Austin Austin, Texas 78712 carolynb@tulane.edu A “Photoacoustic imaging for medical diagnostics. Vol. 8, Issue 4, 2012. ”. https://acousticstoday.org/photoacoustic-imaging-for-medical-diagnostics-carolyn-l-bayer/ Reproduced with permission from Acoustics Today (www.acousticstoday.org). Copyright 2012, Acoustical Society of America. Carolyn L. BayerA, Geoffrey P. LukeB, Stanislav Y. EmelianovC Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. rayo calienta rápidamente el aire, resultando en que éste se expande y genera un trueno audible. En general, el calentamiento induce la expansión del material (por ejemplo el efecto termoacústico) podría ser causado por muchas formas de transferencia de energía, pero el término “fotoacústica” especifica la conversión de luz en calor, resultando en la generación de ondas sonoras características. El efecto fotoacústico fue descubierto por primera vez por Alexander Graham Bell en 1880.1 A partir de sus experimentos dedujo que una luz brillante intermitente podría calentar ópticamente materiales absorbentes, causando la expansión del material de una manera que genere ondas vibratorias audibles. Bell demostró que las fibras más oscuras producen sonidos más fuertes que las fibras más claras, un principio que es consistente con la relación fotoacústica general en uso hoy en día, la amplitud de la señal fotoacústica generada es proporcional a la cantidad de luz absorbida. Bell también mostró, al separar la luz blanca con un prisma, ciertas combinaciones de color de la luz y las fibras podrían generar un sonido más fuerte. Hoy la imagen fotoacústica de longitudes de onda múltiples utiliza este mismo principio, cambiando la longitud de onda de la luz y correlacionando la amplitud de la respuesta fotoacústica con los espectros de absorción de los materiales que se están fotografiando. Una aplicación moderna del efecto fotoacústico es la generación de imágenes médicas de cromóforos biológicos típicamente presentes en el tejido, que pueden absorber la energía de la luz resultando en la generación de transitorios fotoacústicos. Las ondas de presión fotoacústica pueden ser recibidas por transductores de ultrasonido en la superficie externa del tejido, haciendo que la imagen fotoacústica sea un método de imagen médica no invasivo y no ionizante capaz de resolución similar al ultrasonido, a una profundidad de tejido significativa. Las imágenes médicas fotoacústicas se propusieron por primera vez a mediados de la década de 1990, 2,3 y los reportes iniciales sobre el uso del efecto fotoacústico para imágenes de animales vivos se publicaron nueve años después. Hoy existen muchas demostraciones in vivo de imágenes fotoacústicas de aplicaciones biomédicas relevantes para el diagnóstico médico, incluyendo cáncer,5,6 función vascular cerebral,7-9 y cardiovasculares,10 e ingeniería de soporte de tejido, 11,12 impulsando avances traslacionales en imagen clínica fotoacústica.13 Mientras que los métodos de imagen médica existentes, incluyendo el ultrasonido, son capaces de producir imágenes de lo que está debajo de la piel, la mayoría de ellos proporcionan contraste entre las características anatómicas dentro del tejido. Por ejemplo, la diferencia en la impedancia acústica entre el tejido blando y un tumor proporcionan contraste dentro de una imagen de ultrasonido. Aunque la anatomía es crítica para entender la imagen, en muchas enfermedades la anatomía por sí sola no se puede utilizar para dar un diagnóstico determinado de manera concluyente. En cambio, las propiedades fisiológicas y bioquímicas del sistema influyen en la progresión de la enfermedad y, por tanto, en el pronóstico del paciente. Se requieren capacidades de imagen funcional para proporcionar información fisiológica, mientras que la información bioquímica puede ser proporcionada por imágenes moleculares. En comparación con el ultrasonido, la imagen fotoacústica proporciona capacidades mejoradas para la imagen funcional y molecular. Por ejemplo, la saturación de oxígeno en la sangre, una importante propiedad funcional relevante para muchos procesos de Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 29 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. enfermedad, puede evaluarse mediante fotoacústica.7 La imagen fotoacústica también puede proporcionar información molecular mediante el uso de una sonda o un trazador, que puede ser utilizada para generar el contraste necesario para producir una imagen.14 Debido al potencial para realizar imágenes funcionales y moleculares in vivo no invasivas en tiempo real, la imagen fotoacústica se está aplicando cada vez más como método clínico y preclínico destinado a mejorar el diagnóstico médico. ANTECEDENTES En un sistema de imagen fotoacústica contemporáneo, se utiliza un láser pulsado de nanosegundos para generar ondas de presión transitoria, que son recibidas por un transductor de ultrasonido y procesada para formar imágenes de tejido biológico (figura 1). En una configuración típica, el pulso de luz emitido por el láser va acompañado de una señal de disparo enviada al hardware del sistema de imagen, coordinando Fig. 1. Instrumentación y componentes principales de procesamiento que comprenden un sistema combinado de ultrasonido y fotoacústica. La señal fotoacústica, generada por la absorción óptica de energía láser por la muestra, se recibe por un transductor de ultrasonido, formada y procesada para formar una imagen fotoacústica. El transductor emite el ultrasonido, adecuadamente formado por haces, y el ultrasonido reflejado es recibido, formado por rayos y procesado para formar la imagen de ultrasonido. la adquisición de la señal fotoacústica. Después de la emisión del pulso láser, las señales fotoacústicas generadas por los absorbentes ópticos dentro del campo de visión son recogidas por el transductor (figura 2). Al igual que con el ultrasonido, el momento en que se recibe la señal fotoacústica está relacionado con la profundidad del objeto absorbente dentro de la muestra por la velocidad del sonido en el tejido. Los sistemas multimodales, combinando ultrasonido y fotoacústica, aplican un retardo de tiempo (τPA) después de la señal de disparo láser, como se muestra en la figura 2, después del cual la señal de ultrasonido es transmitida y recibida para ser procesada utilizando técnicas usuales. Debido a las similitudes en el hardware del sistema y el diseño de procesamiento entre la imagen fotoacústica 30 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Fig. 2. Generación de señales fotoacústicas y ultrasónicas. (a) El pulso láser es dispersado y absorbido por la muestra. (b) La absorción que conduce al calentamiento genera una onda de presión transitoria que es recibida por el transductor. (c) Después de un retraso, τPA, el ultrasonido se transmite y recibe durante el período de tiempo 2• τPA. y la ecografía, un sistema de ultrasonido existente puede ser modificado para adquirir señales fotoacústicas sin más esfuerzo que mediante la adición de una fuente de luz pulsada, realizando modificaciones menores de hardware para programar adecuadamente las señales transmitidas y recibidas, y modificar la interfaz de usuario del software y los métodos de procesamiento de señales. Varias compañías están comercializando sistemas fotoacústicos integrados para imágenes de animales pequeños, mostrados en la figura 3, y es probable que pronto entren más en el mercado (dato de 2012). Estos sistemas se dividen en dos categorías diseñadas para utilizar un escáner de ultrasonido lineal traducible con el formado del haz de retardo y suma, o un conjunto fijo de transductores con reconstrucción de imágenes de tomografía computarizada. Los sistemas de escaneo fotoacústico lineal producen una visión bidimensional (2D) de una sola proyección, y luego se escanean en una tercera dimensión, un método de imagen volumétrica análogo a los sistemas de ultrasonido clínicos no invasivos de uso común, donde se barre manualmente a lo largo de la superficie del tejido con un arreglo de transductores. Los sistemas tomográficos utilizan una serie de transductores, a menudo colocados en un anillo alrededor del objeto que se está fotografiando, y luego usan algoritmos de reconstrucción para reproducir la imagen. Visual Sonics Inc. comercializa el Vevo LAZR (Figura 3a), que utiliza su pequeña plataforma de ultrasonido animal de alta resolución (Vevo 2100) en combinación con un láser pulsado nanosegundo sintonizable. Cuando la imagen de cuerpo entero es una prioridad, el sistema de tomografía optoacoustica multiespectral (Figura 3b), producido por iThera Medical, guía el haz láser para iluminar un anillo de luz alrededor del animal que está siendo fotografiado, y luego se mueve en la tercera dimensión para adquirir imágenes volumétricas. 15 El Nexus 128 (Figura 3c), producido por Endra, proporciona un sistema fotoacústico tomográfico alternativo. Todos estos sistemas consisten en una fuente de láser sintonizable que proporciona luz infrarroja cercana (NIR) aproximadamente entre 680 y 970 nm. La elección de un sistema de exploración Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 31 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Fig. 3. Sistemas de imagen fotoacústica preclínica disponibles en el mercado. o tomografía depende en gran medida de la aplicación. El usuario debe considerar la resolución alcanzable, que depende de la frecuencia central y el ancho de banda del transductor, el formador del haz o algoritmos de reconstrucción implementada, y también la sensibilidad alcanzable, que está influenciado por la fluencia de la luz y la distribución entregada dentro del tejido. Un sistema de escaneo por ultrasonido generalmente será más flexible, acomodando una variedad de tipos de animales, y potencialmente proporcionando múltiples matrices de transductores optimizados para diferentes profundidades de escaneo. Un sistema de imagen fotoacústica basado en una plataforma de escáner de ultrasonido proporciona técnicas adicionales de imagen funcional (como el modo Doppler de ultrasonido) para proporcionar información anatómica y funcional. En contraste, los sistemas tomográficos son capaces de adquirir datos volumétricos en un tiempo más corto, y tienen menos ruido en forma de mota fotoacústica debido a la distribución espacial del anillo transductor. Sin embargo, las aplicaciones clínicas de un sistema de tomografía fotoacústica serán limitadas, con una notable excepción; la imagen tomográfica fotoacústica del tejido mamario.16 Mientras que los absorbentes ópticos que se encuentran de forma natural en el cuerpo, como la hemoglobina, los lípidos y la melanina, pueden utilizarse para generar imágenes ópticas, el uso de agentes de contraste de imagen de tamaño nanométrico permiten que la imagen fotoacústica se vuelvan verdaderamente “molecular” en el metodo de imagen in vivo.17,18 El contraste fotoacústico puede mejorarse mediante el uso de fragmentos moleculares o nanopartículas sintetizadas químicamente. Las nanopartículas inorgánicas son de especial interés, debido a su flexibilidad con respecto a la forma, tamaño y química de la superficie. Estas características se pueden optimizar para mejorar la entrega de las nanopartículas al tejido de interés, como los tumores cancerosos.19 Si la superficie de nanopartículas es modificada mediante la adición de un medio capaz de ser dirigido, estos agentes se vuelven agentes de imagen molecular, dado que las nanopartículas blanco deberían retenerse preferentemente dentro de la región del tejido que expresa el objetivo. Además, las nanopartículas metálicas de oro o plata, hay varios ejemplos, que se muestran en la figura 4, tienen resonancia de plasmón superficial, lo que significa que los electrones de valencia de los átomos oscilan colectivamente a una frecuencia característica. 32 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Fig. 4. Imágenes de microscopía electrónica de transmisión de nanopartículas metálicas plasmónicas que se han utilizado para la obtención de imágenes fotoacústicas in vivo. (a) Nanoesferas de oro; b) Nanoplacas de plata; c) Nanovarillas de oro recubiertas de sílice. Barras de escala = 100 nm. Cuando la luz incidente está en la misma frecuencia que la resonancia de plasma de superficie, esa luz es absorbida muy eficientemente y convertida en calor, haciendo de las nanopartículas metálicas excelentes agentes de contraste para la imagen fotoacústica. Las nanopartículas que se dirigen molecularmente se pueden arreglar para su entrega a tejidos particulares en función del tamaño, la forma y las propiedades de la superficie, mientras que la alta absorción óptica de nanopartículas metálicas genera una fuerte señal fotoacústica y proporciona un alto contraste con el tejido circundante. Mediante el uso de nanopartículas metálicas, también podemos ajustar sus propiedades de absorción óptica para aprovechar la “ventana óptica de tejido”. Dentro de esta región de longitud de onda, entre aproximadamente 600 nm a 1300 nm, la absorción óptica del tejido nativo es relativamente baja, por lo que la luz puede penetrar más profundamente en el tejido, permitiendo la adquisición de imágenes fotoacústicas a profundidades de tejido significativamente mayores. Mediante imágenes en longitudes de onda que no son altamente absorbidas en los tejidos, el efecto fotoacústico puede utilizarse para generar imágenes moleculares de alta resolución in vivo a una profundidad de tejido significativa. Sigue habiendo dudas sobre la seguridad de las nanopartículas metálicas para su uso en el cuerpo humano.20,21 De hecho, todavía se desconoce mucho sobre su toxicidad a corto y a largo plazo, pero muchos grupos están estudiando estos efectos,21 y tres estudios clínicos de metodologías basadas en nanopartículas de oro para el tratamiento del cáncer están en marcha o se han completado.22 Además, la obtención de imágenes fotoacústicas podría contribuir a mejorar la comprensión de los mecanismos de biodistribución y aclaramiento que afectan a la toxicidad de las nanopartículas. Diagnóstico de imágenes fotoacústicas En nuestros estudios, la información anatómica, funcional y molecular se adquirió utilizando una combinación de ultrasonido y de imágenes multilongitud de onda de ratones in vivo portadores de tumores cancerosos. Todos los métodos siguen protocolos aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Texas en Austin. Primero, desarrollamos un pequeño modelo animal de cáncer de mama que consistía en dos tumores establecidos a partir de líneas celulares de cáncer de mama humano con expresión de biomarcador de células diferenciales. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 33 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Para este pequeño modelo animal, iniciamos tumores dentro de la almohadilla de grasa mamaria usando inyecciones de células cancerosas BT-474, que sobreexpresan el receptor celular HER2, y células cancerosas MDA-MB-231, que sobre-expresan la integrina αvβ3, presente en la superficie celular de las células epiteliales de neovasculatura. Las nanovarillas de oro fueron elegidas como el agente de contraste molecular ya que, además de ser altamente absorbente, ópticamente, debido a los efectos de resonancia de plasma de superficie, sus espectros de absorción óptica pueden sintonizarse cambiando su relación de aspecto.23 Sintonizando nanovarillas para tener diferentes longitudes de onda de absorción óptica de pico, es posible distinguir entre múltiples agentes de contraste nanovarilla a través de imágenes fotoacústicas de longitudes de onda múltiples.24 Recubrimos las nanovarillas con sílice amorfa, lo que mejora la estabilidad térmica de la nanovarilla de oro 25 y la eficiencia de generación de señales fotoacústicas.26 Sílice-nanovarillas recubiertas con dos relaciones de aspecto diferentes fueron modificados químicamente para fijar anticuerpos de orientación, lo que permite que la nanopartícula sea absorbida preferentemente por las células tumorales.24 Los agentes de contraste se inyectaron en el torrente sanguíneo de un ratón que hacía crecer los tumores. Los agentes de contraste inyectados se distribuyen a través del sistema circulatorio, y se infiltran a través de los tejidos del ratón, incluyendo los tumores cancerosos. La región tumoral del ratón fue fotografiada usando un escáner de ultrasonido animal pequeño de alta frecuencia Vevo 2100 (Visualsonics Inc.), integrado con un láser pulsado nanosegundo Spectraphysics Quantaray Pro Nd:YAG con un oscilador paramétrico óptico GWU Premiscan (OPO) para sintonizar la longitud de onda de la luz. Se utilizó un haz de fibra óptica para entregar la luz láser a ambos lados de un conjunto de transductores lineales. El sistema se utilizó para entregar entre 10-20 mJ/cm2 de luz en un rango de longitudes de onda de 680-930 nm. Un transductor de ultrasonido de 21 MHz (MS250, Visualsonics Inc.) recogió las señales fotoacústicas en cada longitud de onda, seguido de la transmisión de ultrasonido y la recepción del ultrasonido reflejado por el mismo transductor, dando lugar a imágenes de ultrasonidos y fotoacústicas registradas conjuntamente. Se utilizó un motor de paso lineal para traducir la construcción del transductor y del haz de fibra, en pasos de 150 µm, para adquirir imágenes fotoacústicas y de ultrasonido en la tercera dimensión, promediando cuatro señales fotoacústicas en cada paso. El ultrasonido tridimensional (3D) y las imágenes fotoacústicas fueron capturadas en un volumen que rodeaba los dos tumores dentro de la almohadilla de grasa mamaria del ratón. La amplitud de la señal fotoacústica recibida depende de la longitud de onda de la luz láser utilizada para iluminar la muestra. Esta dependencia puede ser sin mezclar en los espectros de absorción individuales de los absorbentes dentro del tejido oxyhemoglobina, deoxihemoglobina, nanopartículas 1 y nanopartículas 2. Se utilizó un método lineal de error espectral mínimo cuadrado en el que se suponía que cada voxel contenía una combinación de los cuatro absorbentes ópticos.27 En este método, la señal fotoacústica inicial, situado en una posición dentro de la imagen, depende de la concentración de los absorbentes en la región, la fluencia láser, y el parámetro Grüneisen.28 Los espectros de absorción óptica de hemoglobina se obtuvieron de la literatura29 y los espectros de nanopartículas se midieron utilizando UV-Espectroscopia de Vis (lector de 34 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. microplacas Synergy HT, Biotek Instruments, Inc.). Si el problema espectral separa está sobreentrenado, que se logra adquiriendo datos fotoacústicos en más longitudes de onda que el número de absorbedores presentes en el tejido, entonces se puede obtener una estimación de error cuadrado medio mínimo para las concentraciones del absorbente. Las concentraciones estimadas de desoxihemoglobina, oxihemoglobina, nanopartículas 1 y nanopartículas 2 se muestran usando colormaps azul, rojo, verde y violeta, respectivamente. Para separación espectral, los datos fueron promediados en voxels de tamaño 500 µm 200 µm 300 µm. Las imágenes de los absorbedores ópticos fueron superpuestas en imágenes de ultrasonido en escala de grises para visualizar la anatomía en la región. Se generaron imágenes anatómicas 3D de alta resolución de la región tumoral mediante el procesamiento de las señales de ultrasonido recibidas por el sistema integrado de ultrasonido y de imagen fotoacústica (figura 5). En la figura 5a, una imagen 3D de una sola longitud de onda de imagen fotoacústica, superpuesta en la imagen de ultrasonido, muestra claramente la anatomía dentro de la región de imágenes del ratón, incluyendo la vasculatura (en color, proporcionada por la imagen fotoacústica), y la capa de piel y el fémur dentro de la pierna (en escala de grises, proporcionada por la imagen de ultrasonido).En nuestro modelo de ratón podemos identificar las regiones tumorales mediante la localización de dos regiones hipoecoicas bajo la piel, como se muestra en la ecografía 2D en la figura 5b. De la señal fotoacústica (figuras 5c y 5d), está claro que hay absorbentes de luz dentro de la piel, absorción de luz de la vasculatura que rodea los tumores, y de los propios tumores. Si bien tanto el ultrasonido como las imágenes fotoacústicas indican la presencia de tumores, las imágenes anatómicas por sí solas no proporcionan información suficiente para diagnosticar la malignidad, ya que la precisión del ultrasonido en la distinción de tumores benignos y malignos es insuficiente.30 Fig. 5. Imágenes anatómicas fotoacústicas y ecográficas in vivo. (a) Superposición 3D de imágenes fotoacústicas y de ultrasonido de la parte superior de la pierna/ región abdominal. La caja azul muestra el plano de imagen 2D de (b-d). (b) Imagen ecográfica que muestra dos tumores hipoecoicos. (c) Imagen fotoacústica, adquirida utilizando una longitud de onda láser de 850 nm. (d) Superposición de imágenes fotoacústicas y ultrasónicas. Barras de escala = 2 mm. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 35 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Mientras que el ultrasonido in vivo y las imágenes fotoacústicas de longitud de onda única en la figura 5 proporcionan información anatómica de alta resolución, se desconoce la composición celular del tumor, y por lo tanto somos incapaces, en esta etapa de la imagen, para identificar las características funcionales o la expresión molecular celular, que podría ayudar en la identificación de un tumor benigno canceroso. Las imágenes fotoacústicas funcionales, por ejemplo la saturación de oxígeno en la sangre del tumor, podrían proporcionar criterios adicionales para evaluar la función tumoral. Adquirimos información funcional mediante la detección de señales fotoacústicas en múltiples longitudes de onda láser y la destrucción espectral de las señales como se describe anteriormente. Para la obtención de imágenes funcionales del modelo animal descrito anteriormente, adquirimos señales fotoacústicas generadas por luz láser entre 680-850 nm. Como se muestra en la figura 6, podemos observar la saturación de oxígeno de la sangre dentro del tejido normal y dentro de las regiones tumorales. Las concentraciones estimadas de desoxihemoglobina y oxihemoglobina se muestran usando una escala de color que va desde azul (0% saturación de oxígeno) a rojo (100% saturación de oxígeno). La imagen 3D que se muestra en la figura 6a indica la distinción del flujo venuo del flujo arterial dentro de la vasculatura del tejido de la imagen. Mientras que el estudio de la vasculatura tiene relevancia para algunos nichos de diagnósticos médicos, más significativamente, podemos utilizar la información funcional proporcionada por la imagen fotoacústica multilongitud de onda para estudiar la saturación de oxígeno en la sangre del tumor. Fig. 6. Imagen funcional in vivo de la saturación de oxígeno en sangre. (a) Superposición 3D de porcentaje de saturación de oxígeno en sangre, determinada a partir de la destrucción espectral de la señal fotoacústica multilongitud de onda, y la imagen de ultrasonido. El volumen es de 23 mm (ancho) x 6 mm (alto) x 7 mm (dirección escaneada). (b) 2D rebanada del porcentaje de saturación de oxígeno en sangre y la señal de ultrasonido. La flecha negra indica una región hipóxica dentro de un tumor. Barras de escala = 2mm. 36 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. Los tumores malignos hipóxicos tienen un pronóstico peor, lo que hace que la saturación de oxígeno en la sangre sea útil para la evaluación del tratamiento y la respuesta terapéutica.31 Como se muestra en la figura 6b, hay una región hipóxica dentro del núcleo del tumor fotografiado. Esta menor saturación de oxígeno es probable debido a la alta actividad metabólica de las células ubicadas dentro de esa región, lo que lleva a una entrega insuficiente de oxígeno dentro del tumor. La imagen fotoacústica funcional de la saturación de oxígeno en sangre podría utilizarse para estudiar la respuesta del tumor al tratamiento terapéutico, no invasivo, en tiempo real y durante largos períodos de crecimiento tumoral. Por último, podemos seguir procesando las imágenes fotoacústicas para ver la señal que se correlaciona con los espectros de absorción óptica de los agentes de contraste inyectados. En los estudios que se muestran aquí, hemos utilizado nanovarillas de oro recubiertas de sílice, pero es importante señalar que una gran variedad de agentes de contraste se pueden utilizar con éxito para la imagen fotoacústica molecular; 32 imágenes fotoacústicas in vivo con contraste mejorado se ha demostrado con el azul de metileno de color aprobado por la FDA,33 con nanoesferas de oro,27 o con nanoplacas de plata.34 Como se muestra en la figura 7, dentro de nuestro modelo de ratón, las regiones de acumulación de nanopartículas corresponden a las regiones tumorales identificadas con la ecografía y la imagen fotoacústica funcional de la saturación de oxígeno en sangre. Con el tiempo, hay un aumento en la señal atribuida a los agentes de contraste de nanopartículas dentro de la región tumoral (figuras 7b y 7c). La acumulación de nanopartículas podría deberse a dos efectos. Se sabe que los tumores tienen vasculatura con fugas, lo que permite una mayor entrega de partículas de tamaño nano a través del efecto mejorado de permeabilidad y retención. Además, las nanopartículas inyectadas fueron bioconyugadas a anticuerpos específicos para receptores celulares sobre expresados sobre tipos celulares utilizados para iniciar los tumores, por lo que es probable que el objetivo activo mejore la retención de las nanopartículas específicas dentro de la región tumoral. Este ejemplo demuestra cómo el uso de nanopartículas puede proporcionar información molecular sobre la expresión celular del tumor. Fig. 7. Imagen molecular in vivo de la acumulación de agentes de contraste dentro de un tumor dirigido. La señal fotoacústica de longitudes de onda múltiples se mezcló en dos componentes correspondientes a dos agentes de contraste diferentes, nanopartículas 1 (NP1) y nanopartículas 2 (NP2). (a) Superposición 2D de imagen de ultrasonido, distribución de NP1 y NP2 antes de la inyección del agente de contraste, mostrando una señal fotoacústica de fondo mínima. La acumulación de NP1 y NP2 dentro del tumor se muestra (b) 8 horas y (c) 24 horas después de la inyección intravenosa. Barras de escala = 1 mm. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 37 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. De esta manera, la fotoacústica combina los beneficios de la resolución óptica de alto contraste de las sondas de interacción luminosa, con las capacidades de profundidad de imagen del ultrasonido. Conclusiones La fortaleza de la imagen fotoacústica está en su capacidad hacer imagenes de cambios funcionales y moleculares, a una profundidad de tejido significativa, en animales vivos. Los investigadores acaban de empezar a explotar las técnicas de imagen fotoacústica para emprender nuevos descubrimientos de las características funcionales y moleculares del cáncer, las enfermedades cardiovasculares y las enfermedades neurológicas. Concebimos la imagen fotoacústica como una herramienta crítica en el diagnóstico médico y la terapia guiada por imágenes en el futuro. Mientras que la mayoría de las aplicaciones de imagen funcional fotoacústica hasta ahora han utilizado fuentes de contraste que están presentes naturalmente, también es posible introducir agentes de contraste de activación bioquímica para la imagen funcional. Por ejemplo, existen muchos pigmentos que cambian su espectro de absorción óptica en base al pH, o en presencia de una enzima. Al añadir un agente de contraste activable, podemos utilizar el cambio en la intensidad de la señal fotoacústica de longitudes de onda múltiples para proporcionar información cuantitativa sobre el entorno bioquímico dentro de los tejidos, y monitorear los cambios en este entorno. Mientras que este artículo se centra en la imagen, también es de notar que existe una sinergia natural entre la imagen fotoacústica y la terapia. Por ejemplo, la terapia térmica se puede lograr mediante el uso de una fuente de luz continua para calentar los absorbedores ópticos utilizados para el contraste fotoacústico, a una temperatura que puede conducir a la destrucción de las células y el tejido circundante.35 Adicionalmente, Los agentes de contraste fotoacústicos multimodales pueden diseñarse para proporcionar la entrega de moléculas terapéuticas activadas por láser, por ejemplo, utilizando un recubrimiento de polímero sensible a la temperatura,36 o utilizando el calor para liberar terapias covalentes.37 La imagen fotoacústica no está exenta de limitaciones. Al igual que el ultrasonido, la resolución estará limitada físicamente por la relación inversa entre la profundidad de la imagen y la frecuencia del ultrasonido a medida que la frecuencia aumenta, la resolución también aumenta, sin embargo la atenuación de la señal es mayor en frecuencias más altas, lo que lleva a limitaciones en la profundidad de la imagen. La sensibilidad se ve afectada por la dispersión de la luz dentro del tejido, sin embargo nuevas técnicas para maximizar la señal al ruido, incluyendo agentes de contraste mejorados, y variando las características de la luz láser, pueden ayudar a minimizar la señal de fondo. Otras limitaciones incluyen que el tiempo requerido para escanear el lograr una alta resolución lateral depende de un haz estrecho, lo que significa que el transductor receptor (en sistemas de escaneo) o el objeto que está siendo fotografiado (en sistemas tomográficos) debe ser escaneado en una tercera dimensión para ampliar el campo de visión. Esta limitación de tiempo limita la resolución temporal de la información funcional y molecular que puede obtenerse a la escala de tiempo de minutos. Actualmente, sólo existen en el mercado sistemas preclínicos de obtención de imágenes fotoacústicas, pero la información funcional y molecular adicional disponible a través de esta modalidad de obtención de 38 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Imágenes fotoacústicas para diagnósticos médicos / Carolyn L. Bayer, et al. imágenes significará su creciente uso en estudios preclínicos, proporcionar los antecedentes de investigación necesarios para las adaptaciones clínicas. REFERENCIAS 1. 1. A. G. Bell, “On the production and reproduction of sound by light,” Am. J. Sci. 20, 305-324 (1880). 2. R. A. Kruger “Photoacoustic ultrasound,” Med. Phys. 21, 127- 131 (1994). 3. A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, R. O. Esenaliev, and F. K. Tittel “Time-resolved optoacoustic imaging in layered biological tissues,” OSA Proc.Advances in Optical Imaging and Photon Migration 21, 161-165 (1994). 4. X. Wang, Y. Pang, G. Ku, X. Xie, G. Stoica, and L. V. 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AGRADECIMIENTOS Los autores reconocen el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) en las subvenciones F32CA159913 (C.L. Bayer), y F31CA168168 (G.P. Luke). Agradecemos a Juili Kevlar por proporcionar las imágenes TEM de nanovara de oro recubierta de sílice, y al Dr. Kimberly Homan por proporcionar las imágenes TEM de placa de plata. También agradecemos a Shailja Tewari de Visualsonics, Christian Wiest de iThera Medical, y a Richard Moss de Endra Life Sciences por proporcionar las imágenes compiladas en la figura 3. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 41 �PHOTOACOUSTIC IMAGING FOR MEDICAL DIAGNOSTICS Carolyn L. Bayer Department of Biomedical Engineering, The University of Texas at Austin Austin, Texas 78712 Geoffrey P. Luke Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin Austin, Texas 78712 Stanislav Y. Emelianov Departments of Biomedical and Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin Austin, Texas 78712 materials being imaged. Introduction “Because of the potential A modern application of the phohotoacoustic imaging has the toacoustic effect is the generation of potential to provide real-time, to perform real-time, medical images of biological chronon-invasive diagnosis of numermophores typically present in tissue, ous prevalent diseases, due to the technon-invasive in vivo which can absorb light energy resulting nology’s unique ability to visualize in the generation of photoacoustic tranmolecular changes deep within living functional and molecular sients. The photoacoustic pressure tissue with spatial resolution comparawaves can be received by ultrasound ble to ultrasound. Photoacoustic imagimaging, photoacoustic transducers at the external surface of the ing is a hybrid imaging technique that combines the contrast capabilities and imaging is increasingly being tissue, making photoacoustic imaging a non-invasive, non-ionizing medical spectral sensitivities of optical imaging with the resolution and tissue penetraapplied as both a clinical and imaging method capable of resolution similar to ultrasound, at significant tistion capabilities of ultrasound. During sue depth. Photoacoustic medical imagthe photoacoustic imaging process, preclinical method aimed ing was first proposed in the midmaterials absorb light energy, and con1990s,2,3 and initial reports of using the vert the light to heat via non-radiative at improving medical photoacoustic effect to image live anirelaxation. When materials heat, they mals were published nine years later.4 expand in size due to their thermoelasdiagnostics.” Today, many in vivo demonstrations of tic properties, which generates a presphotoacoustic imaging of biomedical applications relevant to sure wave. These pressure waves can propagate through the medical diagnostics exist, including cancer,5,6 brain vasculasurrounding environment to be detected at the surface. This ture and function,7-9 cardiovascular,10 and tissue engineering effect is familiar to everyone who has experienced a sumscaffolds,11,12 prompting translational advances in clinical mer thunderstorm—lightning rapidly heats the air, resultphotoacoustic imaging.13 ing in the air expanding and generating audible thunder. In While existing medical imaging methods, including general, the heating which induces the expansion of the ultrasound, are capable of producing remarkable images of material (e.g., the thermoacoustic effect) could be caused by what lies beneath our skin, most of these imaging methods many forms of energy transfer, but the term “photoaprovide contrast between anatomical features within tissue— coustic” specifies the conversion of light into heat, resulting for example, the difference in acoustic impedance between in the generation of characteristic sound waves. soft tissue and a tumor provide contrast within an ultrasound The photoacoustic effect was first discovered by image. Though the anatomy is critical to understanding the Alexander Graham Bell in 1880.1 His experiments deduced image, in many diseases the anatomy alone cannot be used to that an intermittent bright light could heat optically absorbindicate a particular diagnosis conclusively. Instead, the ing materials, causing expansion of the material in a way that physiological and biochemical properties of the system influgenerated audible vibrational waves. Bell demonstrated that ence the disease progression, and therefore the prognosis of darker fibers produced louder sounds than lighter fibers, a the patient. Functional imaging capabilities are required to principle which is consistent with the general photoacoustic provide physiological information, while biochemical inforrelationship in use today—the amplitude of the generated mation can be provided by molecular imaging. In compariphotoacoustic signal is proportional to the amount of son to ultrasound, photoacoustic imaging provides improved absorbed light. Bell also showed, by separating white light capabilities for functional and molecular imaging. For examwith a prism, certain color combinations of light and fibers ple, the blood oxygen saturation, an important functional could generate a louder sound. Today, multiwavelength phoproperty relevant to many disease processes, can be assessed toacoustic imaging uses this same principle, changing the using photoacoustics.7 Photoacoustic imaging can also prowavelength of the light and correlating the amplitude of the vide molecular information through the use of a probe or photoacoustic response to the absorption spectra of the P Photoacoustic Imaging for Medical Diagnostics 15 �Fig. 1. Instrumentation and major processing components comprising a combined ultrasound and photoacoustic imaging system. Photoacoustic signal, generated by the optical absorption of laser energy by the sample, is received by an ultrasound transducer, beamformed and processed to form an photoacoustic image. Ultrasound, appropriately beamformed, is emitted by the transducer, and reflected ultrasound is received, beamformed and processed to form the ultrasound image. tracer, which can be used to generate the needed contrast to produce an image.14 Because of the potential to perform realtime, non-invasive in vivo functional and molecular imaging, photoacoustic imaging is increasingly being applied as both a clinical and preclinical method aimed at improving medical diagnostics. Background In a contemporary photoacoustic imaging system, a nanosecond pulsed laser is used to generate transient pressure waves, which are received by an ultrasound transducer and processed to form images of biological tissue (Fig. 1). In a typical set-up, the pulse of light emitted by the laser is accompanied by a trigger signal sent to the imaging system hardware, coordinating the acquisition of the photoacoustic signal. After the laser pulse is emitted, the photoacoustic signals generated by the optical absorbers within the field of view are collected by the transducer (Fig 2). As with ultrasound, the time at which the photoacoustic signal is received is related to the depth of the absorbing object within the sample by the speed of sound in tissue. Multimodal systems, combining ultrasound and photoacoustic imaging, apply a time delay (τPA) after the laser trigger signal, as shown in Fig. 2, after which the ultrasound signal is transmitted and received to be processed using customary techniques. Due to the similarities in system hardware and processing design between photoacoustic and ultrasound imaging, an existing ultrasound system can be modified to acquire photoacoustic signals with nominal effort by adding a pulsed light source, making minor hard- Fig. 2. Photoacoustic and ultrasound signal generation. (a) The laser pulse is scattered and absorbed by the sample. (b) Absorption which leads to heating generates a transient pressure wave which is received by the transducer. (c) After a delay, τPA, ultrasound is transmitted and received over the time period 2· τPA. 16 Acoustics Today, October 2012 �Fig. 3. Commercially available preclinical photoacoustic imaging systems. ware modifications to appropriately time the transmitted and received signals, and by modifying the software user interface and signal processing methods. Several companies are marketing integrated photoacoustic systems for small animal imaging, shown in Fig. 3, and it is likely that more will soon enter the market. These systems fall into two categories—designed to use either a translatable linear ultrasound scanner with delay-and-sum beamforming, or a fixed array of transducers with computed tomography image reconstruction. Linear photoacoustic scanning systems produce a two-dimensional (2D) view of a single projection, and are then scanned in a third dimension – a volumetric imaging method analogous to commonly used non-invasive clinical ultr asound systems, where a transducer array is manually scanned along the tissue surface. Tomographic systems use an array of transducers, often positioned in a ring around the object being imaged, and then use reconstruction algorithms to reproduce the imaged slice. Visual Sonics Inc. markets the Vevo LAZR (Fig. 3a), which uses their high resolution small animal ultrasound imaging platform (Vevo 2100) in combination with a tunable nanosecond pulsed laser. When whole body imaging is a priority, the multispectral optoacoustic tomography (MSOT) system (Fig. 3b), produced by iThera Medical, guides the laser beam to illuminate a ring of light around the animal being imaged, and then moves in the third dimension to acquire volumetric images. 15 The Nexus 128 (Fig. 3c), produced by Endra, provides an alternative tomographic photoacoustic system. All of these systems consist of a tunable laser source providing near infrared (NIR) light approximately between 680 to 970 nm. The choice of a scanning or tomographic system depends greatly upon the application. The user must consider the achievable resolution, which is dependent upon the center frequency and bandwidth of the transducer, the beamforming or reconstruction algorithms implemented, and also the achievable sensitivity, which is influenced by the light fluence and distribution delivered within the tissue. An ultrasound scanning system will generally be most flexible, accommodating a variety of animal types, and potentially providing multiple transducer arrays optimized for differ- ent scanning depths. A photoacoustic imaging system based up on an ultrasound scanner platform provides additional functional imaging techniques (such as ultrasound Doppler mode) to provide anatomical and functional information. In contrast, tomographic systems are capable of acquiring volumetric data in a shorter period of time, and have less noise in the form of photoacoustic speckle due to the spatial distribution of the transducer ring. However, clinical applications of a photoacoustic tomography system will be limited, with a notable exception being the photoacoustic tomographic imaging of breast tissue. 16 The Walter Munk Award Awarded in Recognition of Distinguished Research in Oceanography Related to Sound and the Sea C a ll f o r N o m in a t i o n s The Walter Munk Award is granted jointly by The Oceanography Society, the Office of Naval Research, and the Office of the Oceanographer of the Navy. Recipients are selected based on their: t� 4JHOJmDBOU�PSJHJOBM�DPOUSJCVUJPOT�UP�UIF�VOEFSTUBOEJOH�PG�QIZTJcal ocean processes related to sound in the sea t� 4JHOJmDBOU�PSJHJOBM�DPOUSJCVUJPOT�UP�UIF�BQQMJDBUJPO�PG�BDPVTUJD�� methods to that understanding t� 0VUTUBOEJOH�TFSWJDF�UIBU�GPTUFST�SFTFBSDI�JO�PDFBO�TDJFODF�BOE� instrumentation contributing to the above For more information and nomination instructions, please visit: www.tos.org/awards_honors/munk_award.html Nomination deadline is March 31, 2013. THE OCEA CEANOGRAPHY ANOGRAPHY SOC OCIETY IETY The Oceanography Society, PP..O O . Box 1931, Rockville, MD 20849-1931, USA Telephone: 301/251-7708, Fax: 301/251-7709; E-mail: info@tos.org; Web site: www.tos.org Photoacoustic Imaging for Medical Diagnostics 17 �Diagnostic While optical photoacoustic absorbers naturally imaging found within the In our studies, body, such as anatomical, funchemoglobin, lipids, tional, and molecuand melanin, can lar information was be used to generate acquired using a photoacoustic combination of images, the use of ultrasound and nano-sized imagFig. 4. Transmission electron microscopy images of plasmonic metallic nanoparticles which have been used for multiwavelength ing contrast agents in vivo photoacoustic imaging. (a) Gold nanospheres; (b) Silver nanoplates; (c) Gold nanorods coated with photoacoustic allows photoacoustic silica. Scale bars = 100 nm. imaging of in vivo imaging to become mice bearing cancerous tumors. All methods follow protocols a truly “molecular” in vivo imaging method.17,18 approved by the Institutional Animal Care and Use Photoacoustic contrast can be enhanced by the use of Committee at the University of Texas at Austin. First, we molecular dyes or chemically synthesized nanoparticles. developed a small animal model of breast cancer which conInorganic nanoparticles are of particular interest, due to sisted of two tumors established from human breast cancer their flexibility with respect to shape, size, and surface cell lines with differential cell biomarker expression. For this chemistry. These characteristics can be optimized for small animal model, we initiated tumors within the mammaenhanced delivery of the nanoparticles to the tissue of ry fat pad using injections of BT-474 cancer cells, which overinterest, such as cancerous tumors.19 If the nanoparticle surexpress the cellular receptor HER2, and MDA-MB-231 cancer face is modified by the addition of a targeting moiety, these cells, which over-express αvβ3 integrin, present on the cell surcontrast agents become molecular imaging agents, since the face of epithelial cells of neovasculature. Gold nanorods were targeted nanoparticles should be preferentially retained chosen as the molecular contrast agent since, in addition to within the tissue region expressing the target. In addition, being highly optically absorbing due to surface plasmon resometallic nanoparticles of gold or silver, several examples of nance effects, their optical absorption spectra can be tuned by which are shown in Fig. 4, have surface plasmon resonance, changing their aspect ratio.23 By tuning nanorods to have difmeaning that the valence electrons of the atoms collectiveferent peak optical absorption wavelengths, it is possible to ly oscillate at a characteristic frequency. When the incident distinguish between multiple nanorod contrast agents light is at the same frequency as the surface plasmon resothrough multiwavelength photoacoustic imaging.24 We coated nance, that light is very efficiently absorbed and converted the nanorods with amorphous silica, which improves the gold into heat, making metallic nanoparticles excellent contrast nanorod thermal stability25 and the photoacoustic signal genagents for photoacoustic imaging. Nanoparticles which are eration efficiency.26 Silica-coated nanorods with two different molecularly targeted can be customized for delivery to paraspect ratios were chemically modified to attach targeting ticular tissues based on size, shape, and surface properties, antibodies, allowing the nanoparticle to be preferentially while the high optical absorption of metallic nanoparticles uptaken by tumor cells over-expressing the targeted cellular generates a strong photoacoustic signal and provides high receptor.24 The contrast agents were injected into the bloodcontrast with the surrounding tissue. By using metallic stream of a mouse growing the tumors. The injected contrast nanoparticles, we can also tune their optical absorption agents distributed through the circulatory system, and infilproperties to take advantage of the “tissue optical window”. trated through the tissues of the mouse, including the cancerWithin this wavelength region, between approximately 600 ous tumors. nm to 1300 nm, the native tissue optical absorption is relaThe tumor region of the mouse was imaged using a Vevo tively low, and therefore light can penetrate deeper into tis2100 high frequency small animal ultrasound scanner sue, allowing for acquisition of photoacoustic images at sig(VisualSonics Inc.), integrated with a SpectraPhysics nificantly greater tissue depths. By imaging at wavelengths QuantaRay Pro Nd:YAG nanosecond pulsed laser with a which are not highly absorbed in tissues, the photoacoustic GWU PremiScan optical parametric oscillator (OPO) to tune effect can be used to generate high resolution molecular the light wavelength. A fiber optic bundle was used to deliver images in vivo at significant tissue depth. Questions remain the laser light on either side of a linear transducer array. The regarding the safety of metallic nanoparticles for use in the system was used to deliver between 10-20 mJ/cm2 of light over human body.20,21 Indeed, there is much that is still a range of wavelengths from 680-930 nm. A 21-MHz ultraunknown about both their short-term and long-term toxsound transducer (MS250, VisualSonics Inc.) collected the icity, but many groups are studying these effects,21 and photoacoustic signals at each wavelength, followed by the three clinical studies of gold nanoparticle-based methodtransmission of ultrasound and the receiving of the reflected ologies for treatment of cancer are underway or have been ultrasound by the same transducer, resulting in co-registered completed.22 Additionally, photoacoustic imaging could ultrasonic and photoacoustic images. A linear stepper motor play a role in improving the understanding of the biodiswas used to translate the transducer and fiber bundle contribution and clearance mechanisms affecting the toxicity struct, in steps of 150 µm, to acquire photoacoustic and ultraof nanoparticles. 18 Acoustics Today, October 2012 �Fig. 5. In vivo anatomical photoacoustic and ultrasound images. (a) 3D overlay of photoacoustic and ultrasound images of the upper leg/abdominal region. Blue box shows the 2D imaging plane of (b-d). (b) Ultrasound image showing two hypoechoic tumors. (c) Photoacoustic image, acquired using a laser wavelength of 850 nm. (d) Overlay of photoacoustic and ultrasound images. Scale bars = 2 mm. sound images in the third dimension, averaging four photoacoustic signals at each step. Three-dimensional (3D) ultrasound and photoacoustic images were captured in a volume surrounding the two tumors within the mammary fat pad of the mouse. The amplitude of the photoacoustic signal received is dependent upon the wavelength of the laser light used to illuminate the sample. This dependence can be unmixed into the individual absorption spectra of the absorbers within the tissue—oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin, nanoparticle 1 and nanoparticle 2. We used a linear least squared error spectral unmixing method where each voxel was assumed to contain a combination of the four optical absorbers.27 In this method, the initial photoacoustic signal, located at a position within the image, depends on the concentration of the absorbers in the region, the laser fluence, and the Grüneisen parameter.28 The optical absorption spectra of hemoglobin were obtained from the literature29 and the nanoparticle spectra were measured using UV-Vis spectroscopy (Synergy HT microplate reader, Biotek Instruments, Inc.). If the spectral unmixing problem is overconstrained, which is achieved by acquiring photoacoustic data at more Fig. 6. In vivo functional imaging of blood oxygen saturation. (a) 3D overlay of percent blood oxygen saturation, determined from spectral unmixing of the multiwavlength photoacoustic signal, and the ultrasound image. Volume is 23 mm (wide) x 6 mm (tall) x 7 mm (scanned direction). (b) 2D slice of the percent blood oxygen saturation and ultrasound signal. Black arrow indicates a hypoxic region within a tumor. Scale bars = 2mm. Photoacoustic Imaging for Medical Diagnostics 19 �wavelengths than the number of absorbers present in the tissue, then a minimum mean squared error estimate can be obtained for the absorber concentrations. The estimated concentrations of deoxyhemoglobin, oxyhemoglobin, nanoparticle 1, and nanoparticle 2 are displayed using blue, red, green, and violet colormaps, respectively. For spectral unmixing, the data was averaged into voxels of size 500 µm 200 µm 300 µm. The images of the optical absorbers were overlaid on co-registered ultrasound grayscale images to visualize the anatomy in the region. High resolution 3D anatomical images of the tumor region were generated by processing the ultrasound signals received by the integrated ultrasound and photoacoustic imaging system (Fig. 5). In Fig. 5a, a 3D image of a single wavelength photoacoustic image, overlaid on the ultrasound image, clearly shows the anatomy within the imaged region of the mouse, including the vasculature (in color, provided by the photoacoustic image), and the layer of skin and the femur within the leg (in greyscale, provided by the ultrasound image). In our mouse model we can identify the tumor regions by locating two hypoechoic regions under the skin, as shown in the 2D ultrasound slice in Figure 5b. From the photoacoustic signal (Fig. 5c and 5d), it is clear that there are light absorbers within the skin, light absorption from vasculature surrounding the tumors, and from the tumors themselves. While both ultrasound and photoacoustic images indicate the presence of tumors, the anatomical images alone do not provide sufficient information to diagnose malignancy, since the accuracy of ultrasound in the distinction of benign and malignant tumors is insufficient.30 While the in vivo ultrasound and single wavelength photoacoustic images in Fig. 5 provide high resolution anatomical information, the cellular composition of the tumor is unknown, and thus we are unable, at this stage of imaging, to identify functional characteristics or the cellular molecular expression, which might aid in the identification of a benign versus cancerous tumor. Functional photoacoustic images, for example of the blood oxygen saturation of the tumor, could provide additional criteria to assess tumor function. We acquired functional information by detecting photoacoustic signals at multiple laser wavelengths and spectrally unmixing the signals as described above. For functional imaging of the animal model described above, we acquired photoacoustic signals generated by laser light between 680-850 nm. As shown in Figure 6, we can observe the oxygen saturation of the blood within the “normal” tissue and within the tumor regions. The estimated concentrations of deoxyhemoglobin and oxyhemoglobin are shown using a color scale ranging from blue (0% oxygen saturation) to red (100% oxygen saturation). The 3D image shown in Figure 6a indicates distinction of venuous flow from arterial flow within vasculature of the imaged tissue. While the study of vasculature has relevance to some niches of medical diagnostics, more significantly, we can use the functional information provided by the multiwavelength photoacoustic imaging to study the tumor blood oxygen saturation. Hypoxic malignant tumors have a worse prognosis, making the blood oxygen saturation useful for the assessment of therapy and therapy response.31 As shown in Fig. 6b, there is a hypoxic region within the core of the imaged tumor. This lower oxygen saturation is likely due to the high metabolic activity of the cells located within that region, leading to insufficient oxygen delivery within the tumor. Functional photoacoustic imaging of the blood oxygen saturation could be used to study the response of the tumor to therapeutic treatment, non-invasively, in real-time, and over long time periods of tumor growth. Finally, we can further process the photoacoustic images to view the signal which correlates to the optical absorption spectra of the injected contrast agents. In the studies shown here, we have used silica-coated gold nanorods, but it important to note that a large variety of contrast agents can be successfully used for molecular photoacoustic imaging;32 in vivo photoacoustic imaging with enhanced contrast has been demonstrated with the FDAapproved dye methylene blue, 33 with gold nanospheres,27 or with silver nanoplates.34 As shown in Fig. 7, within our mouse model, regions of nanoparticle accumulation correspond to the tumor regions identified with the ultrasound imaging and the functional photoacoustic imaging of the blood oxygen saturation. Over time, there is an increase in the signal attributed to the nanoparticle contrast agents within the tumor region (Fig. 7b, c). The accumulation of nanoparticles could be due to two effects. It is known that tumors have “leaky” vasculature, enabling the increased delivery of nano-sized particles through the enhanced per- Fig. 7. In vivo molecular imaging of contrast agent accumulation within a targeted tumor. The multiwavelength photoacoustic signal was unmixed into two components corresponding to two different contrast agents, nanoparticle 1 (NP1) and nanoparticle 2 (NP2). (a) 2D overlay of ultrasound image, distribution of NP1 and NP2 before the injection of the contrast agent, showing minimal background photoacoustic signal. Accumulation of NP1 and NP2 within the tumor is shown (b) 8 hours and (c) 24 hours after intravenous injection. Scale bars = 1 mm. 20 Acoustics Today, October 2012 �meability and retention effect. Additionally, the injected nanoparticles were bioconjugated to antibodies specific for cell receptors over-expressed on cell types used to initiate the tumors, thus it is likely that the active targeting improves the retention of the specific nanoparticles within the tumor region. This example demonstrates how the use of nanoparticles can provide molecular information about the cellular expression of the tumor. In this way, photoacoustics combines the benefits of high-contrast optical resolution of targetable light-interacting probes, with the imaging depth capabilities of ultrasound. Conclusions The strength of photoacoustic imaging is in its ability to image functional and molecular changes, at significant tissue depth, in living animals. Researchers have just begun to exploit photoacoustic imaging techniques to enable new discoveries of the functional and molecular characteristics of cancer, cardiovascular disease, and neurological diseases. We envision photoacoustic imaging becoming a critical tool in medical diagnostics and image-guided therapeutics in the future. While most photoacoustic functional imaging applications thus far have used contrast sources which are naturally present, it is also possible to introduce biochemically triggered contrast agents for functional imaging. For example, many dyes exist which change their optical absorption spectra based on pH, or in the presence of an enzyme. By adding an activatable contrast agent, we can use the change in the multiwavelength photoacoustic signal intensity to provide quantitative information about the biochemical environment within tissues, and monitor changes in this environment. While this article focuses on imaging, it is also of note that a natural synergy exists between photoacoustic imaging and therapy. For example, thermal therapy can be achieved by using a continuous light source to heat the optical absorbers used for photoacoustic contrast, to a temperature which can lead to the destruction of the cells and surrounding tissue.35 Additionally, multimodal photoacoustic contrast agents can be designed to provide laser-activated delivery of therapeutic molecules, such as by using a temperatureresponsive polymer coating,36 or by using the heat to release covalently-linked therapeutics.37 Photoacoustic imaging is not without limitations. Like ultrasound, the resolution will be physically limited by the inverse relationship between the imaging depth and the frequency of the ultrasound—as the frequency increases, resolution also increases, however the signal attenuation is greater at higher frequencies, leading to limitations in imaging depth. Sensitivity is impacted by the scattering of light within tissue, however new techniques to maximize the signal to noise, including improved contrast agents, and varying the laser light characteristics, can help to minimize background signal. Other limitations include the time required to scan—achieving high lateral resolution is dependent upon a narrow beam, which means that the receiving transducer (in scanning systems) or object being imaged (in tomographic systems) must be scanned in a third dimension to widen the field of view. This time limitation does limit the temporal res- olution of the functional and molecular information which can be obtained to the timescale of minutes. Currently, only preclinical photoacoustic imaging systems are available commercially, but the additional functional and molecular information available through this imaging modality will mean its increasing use in preclinical studies, providing the needed research background necessary for clinical adaptations.AT Acknowledgements The authors acknowledge support from the National Institutes of Health (NIH) under grants F32CA159913 (C.L. Bayer), and F31CA168168 (G.P. Luke). We thank Juili Kevlar for providing the silica-coated gold nanorod TEM images, and Dr. Kimberly Homan for providing the silver plate TEM images. We also thank Shailja Tewari of VisualSonics, Christian Wiest of iThera Medical, and Richard Moss of Endra Life Sciences for providing the pictures compiled in Fig. 3. References 1 2 3 A. G. Bell, “On the production and reproduction of sound by light,” Am. J. Sci. 20, 305-324 (1880). R. A. Kruger “Photoacoustic ultrasound,” Med. Phys. 21, 127131 (1994). A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, R. O. Esenaliev, and F. K. Tittel “Time-resolved optoacoustic imaging in layered biological tissues,” OSA Proc.Advances in Optical Imaging and Photon TUNE INTO ZERO’s SOUND SOLUTIONS ZERO is a world-wide leader in high-performance acoustical control for doors, windows and walls. Nobody does sound control better — we use advanced technology and testing to master the challenges of creating an effective barrier and preventing gaps in that barrier for the life of the assembly. Our systems are rated for use in sound studios and recording facilities, music halls, etc — up to 55 STC. Let us help you close the door on noise — contact us for a copy of our 20 page Sound Control brochure, and our 72 page Product Catalog, or visit our website. 1-800-635-5335 / 718-585-3230 FAX 718-292-2243 zero@zerointernational.com www.zerointernational.com Photoacoustic Imaging for Medical Diagnostics 21 �4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 Migration 21, 161-165 (1994). X. Wang, Y. Pang, G. 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Her postdoctoral research uses multiwavelength photoacoustic imaging, in combination with biomolecularlytargeted nanoparticle contrast agents, to monitor the development of distinctive molecular signatures involved in tumor growth and response to treatment in vivo. Geoffrey Luke is a Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) Predoctoral Fellow in the Department of Electrical Engineering at The University of Texas at Austin. He received a B.S. in Computer Engineering and Mathematics and a M.S. in Electrical Engineering from the University of Wyoming, where he developed a sensor based on the visual system of the common housefly. His current research is focused on early cancer detection and characterization using molecular photoacoustic imaging. Stanislav Emelianov received B.S. and M.S. degrees in physics and acoustics in 1986 and 1989, respectively, and a Ph.D. degree in physics in 1993 from Moscow State University, Russia. In 2002, Dr. Emelianov moved to The University of Texas at Austin and formed the Ultrasound Imaging and Therapeutics Research Laboratory. Dr. Emelianov’s research interests are in the areas of medical imaging for therapeutics and diagnostic applications, ultrasound microscopy, elasticity imaging, photoacoustical imaging, cellular/molecular imaging, and functional imaging. Dr. Emelianov has published over 100 archival publications and over 12 book chapters. Throughout his career he has mentored and served on dissertation committees of more than 43 graduate students. Finally, Dr. Emelianov is an American Institute for Medical and Biological Engineering (AIMBE) fellow and is currently Vice President of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control Society. Photoacoustic Imaging for Medical Diagnostics 23 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia José Antonio De la O Serna Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica jose.delaosr.uanl.edu.mx RESUMEN Se presenta una nueva familia de splines y sus derivadas, las cuales provienen de los diferenciadores pasabajas de la Transformada Discreta Taylor-Fourier (DTFT). Se llaman O-splines porque sus segmentos están espaciados en tramos de un ciclo de la frecuencia fundamental. Con ellas se analizan señales oscilatorias de potencia. Para ilustrar su aplicación y su progresiva exactitud se aplican para estimar fasores de voltajes, y para separar modos electromecánicos de oscilación en un sistema de potencia real. Con ellas se disminuye la complejidad computacional de la DTFT, ya que se aplica solamente un subconjunto de filtros. Los parámetros estimados ofrecen información dinámica mucho más rica que los métodos tradicionales. En particular, brindan una representación de estados para cada componente oscilatoria, y detección de eventos modulados en frecuencia. Su rendimiento en estimación se evalúa con un nuevo error llamado Error Fasorial Total (Total Phasor Error). Se concluye que esta técnica multiresolución ofrece una serie de soluciones de gradual exactitud para la estimación fasorial y la separación de modos de oscilación. Este nuevo marco matemático fusiona el área de medición fasorial con la de análisis de modos de oscilación en sistemas eléctricos de potencia que tradicionalmente han estado separadas en ingeniería eléctrica. PALABRAS CLAVE Transformada Discreta Taylor Fourier, fasor dinámico, modos electromecánicos, detección de envolvente compleja, bancos de filtros, análisis multiresolución, armónicas oscilatorias, O-splines, espacio de fase, oscilaciones de potencia, estimación de sincrofasores, separación tiempo-frecuencia, error fasorial total. ABSTRACT A new family of splines and their derivatives is presented, which come from the low-pass differentiators of the Discrete Taylor-Fourier Transform (DTFT). They are called O-splines because their segments are spaced in steps of a cycle from the fundamental frequency. With them oscillatory power signals are analyzed. To illustrate their application and their progressive accuracy, they are applied to estimate voltage phasors, and to separate electromechanical modes of oscillation in a real power system. With them, the computational complexity of the DTFT is reduced, since only a subset of filters is applied. The estimated parameters offer much richer dynamic information than traditional methods. In particular, they provide a representation of states for 42 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. each oscillatory component, and detection of frequency modulated events. Its estimation performance is evaluated with a new error called Total Phasor Error. It is concluded that this multiresolution technique offers a series of solutions of gradual accuracy for the phasor estimation and the separation of oscillation modes. This new mathematical framework merges the area of ​​phasor measurement with that of analysis of modes of oscillation in electrical power systems that have traditionally been separated in electrical engineering. KEYWORDS Discrete Taylor Fourier Transform, dynamic phasor, electromechanical modes, complex envelope detection, filter banks, multiresolution analysis, oscillatory harmonics, O-splines, phase space, power oscillations, synchrophasor estimation, time-frequency separation, total phasor error. INTRODUCCIÓN La medición de señales oscilatorias de sistemas eléctricos de potencia es considerada en la literatura como dos problemas independientes. Por una parte, hay muchos estudios para implementar mejores algoritmos para medir sincrofasores de señales de voltaje y de corriente bajo oscilaciones para las unidades de medición fasorial (PMUs) instaladas en las redes inteligentes de área amplia. Por la otra, existe una abundante literatura dedicada a mejorar el análisis de modos electromecánicos de oscilaciones de potencia. Este artículo propone los O-splines de la Transformada Discreta Taylor Fourier para resolver estos dos importantes problemas. Ambos problemas tienen en común componentes de señal con energía espectral densa alrededor de ciertas frecuencias: de las frecuencias armónicas en el primer caso, y junto a las frecuencias de los modos de oscilación en el segundo. El problema básico de la transformada de Fourier (DFT) al tratar con componentes espectrales densas es que distorsiona tanto la amplitud como la fase. 1 La DFT trabaja con exactitud solo cuando las señales tienen componentes con amplitud, fase y frecuencia constantes. La transformada Taylor Fourier (DTFT) resuelve esta limitación sustituyendo cada coeficiente de Fourier constante por un polinomio de Taylor de orden K durante la duración temporal de la ventana de observación. Esto le permite capturar la envolvente compleja de cada componente. Subespacios más amplios se generan incluyendo términos de Taylor de más alto orden en cada componente armónica de la base de Fourier. 2 Dado que los polinomios de Taylor de más alto orden incluyen los de orden inferior, cada término de Taylor incluido en el modelo de señal hace que el subespacio crezca gradualmente desde el anterior. Por tanto, las extensiones de polinomios de Taylor generan una escalera de espacios con elementos que se aproximan cada vez más a la señal pasabanda ideal. Inician con el más burdo, definido por los coeficientes complejos de la DFT, en el cual residen las señales periódicas. Al agregar más y más términos de Taylor al modelo de señal, se generan subespacios más vastos, conteniendo los anteriores. Entonces, los subespacios DTFT ofrecen mejores aproximaciones a las señales oscilatorias, y por tanto brindan parámetros dinámicos con errores cada vez más pequeños. Consecuentemente, los estimados obtenidos con polinomios de grados superiores son siempre más precisos y exactos en señales oscilatorias que los obtenidos con grados inferiores. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 43 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. En este trabajo (cuya versión en inglés se encuentra en 3) se comparan los parámetros estimados con polinomios de Taylor de primer y tercer orden. Además, se demuestra que las respuestas impulsionales de los filtros DTFT son modulaciones a las frecuencias armónicas de las O-splines. Por tanto, nos concentramos en los diferenciadores pasabajas. Los O-splines son funciones definidas por segmentos polinomiales. En nuestro caso, cada ciclo es definido por un polinomio distinto. En el lado espectral, la extensión de Taylor ensancha y aplana el lóbulo principal de los filtros DTFT. Como resultado de esta relajación espectral, los filtros de la DTFT son más adecuados para medir armónicas oscilatorias, ya que no las distorsionan ni en amplitud ni en fase. En cuanto a la descomposición de la señal, la DTFT está dotada de un banco de filtros con ganancias de diferenciador ideal en su banda de paso, y con bandas de paro con ganancia nula en el resto de las armónicas. Por tanto, en cada frecuencia armónica, los filtros actúan como diferenciadores ideales, con rechazo perfecto del resto de las armónicas. Con respecto a la aplicación de estimación de sincrofasores, vale la pena mencionar que el estándar de sincrofasores 4 fue escrito bajo la fuerte influencia de estimador tradicional DFT de un ciclo. 5 Ahora el énfasis del estándar está puesto en el efecto del ruido en las estimaciones. 6 Pero se defiende persistentemente el filtro de Fourier a pesar de sus conocidas limitaciones en condiciones oscilatorias (la infiltración de la imagen de la frecuencia fundamental, y la pérdida debida a su ganancia en forma de concha). 7, 8 Por estas razones, después de reconocer la buena regulación en estado estable del estándar de sincrofasores del IEEE, el Consejo de Coordinación de Electricidad del Oeste (Western Electricity Coordinating Council (WECC)) 9 propuso mejorar los requisitos de rendimiento dinámico de los filtros usados en PMUs, a fin de garantizar mejores respuestas ante condiciones dinámicas, tales como vaivenes de potencia o armónicas cambiantes. Y propuso un filtro complejo de pasabanda adaptiva derivado de la teoría de bancos de filtros modulados exponencialmente, con respuestas impulsionales de 4 y 7 ciclos, y variaciones frecuenciales en el rango entre 40 a 80 Hz. Aquí se propone la serie de respuestas impulsionales de los diferenciadores pasabanda DTFT para observar la dinámica de señales oscilatorias. Las soluciones ofrecidas pueden graduarse para mejorar la precisión y exactitud de los estimados, empezando con el filtro más burdo (DFT), y terminando con mucho mejores representaciones óptimas para las aplicaciones de protecciones (clase P) y de mediciones (clase M). Por otra parte, la identificación de modos electromecánicos en oscilaciones de potencia ha sido estudiada por muchos investigadores a través de las siguientes aproximaciones: 10 análisis lineal de oscilaciones atenuadas ringdown, 11, 12 análisis de modos, 13 y análisis no lineal. 14, 15 Estos métodos (Prony, Yule Walker, and Hilbert Wang) consideran los modos de oscilación como componentes de banda ancha localizados en cualquier parte del espectro, mientras que la DTFT 16 particiona la frecuencia en un conjunto de intervalos disjuntos desde los cuales la envolvente compleja de cada modo de oscilación es observada a través de una descomposición de Taylor. Ofrece separación tiempo-frecuencia en modos de frecuencia fluctuante, y una parametrización en 44 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. espacio de fase para las dinámicas de cada modo. Por supuesto, la frecuencia central de los filtros DTFT debe sintonizarse con la frecuencia media central de cada modo. 17 El ejemplo analizado en la sección de resultados ilustra la nueva parametrización ofrecida por el análisis DTFT. En este trabajo nos proponemos desarrollar un marco teórico que mejore la estimación de sincrofasores en corrientes y voltajes, así como la la separación de modos de oscilación en oscilaciones de potencia, motivados por la hipótesis de multiresolución, según la cuál a los O-splines de más alto grado les corresponde un error de aproximación mucho más pequeño, y en consecuencia estimaciones paramétricas más completas y de mejor calidad. En lo que sigue, el modelo de señal en subespacios Taylor Fourier se presenta en la sección de metodología, con las respuestas impulsionales de los filtros, y sus respuestas en frecuencia. Esto se hace para los diferenciadores pasabanda de primer y tercer orden. En la sección de resultados se muestran los fasores dinámicos de la DTFT estimados punto a punto con polinomios de Taylor de primer y tercer orden y obtenidos de las señales de voltaje durante una oscilación. Las estimaciones de amplitud, fase y frecuencia se ilustran para mostrar cómo mejora la exactitud de las estimaciones. Finalmente, en la sección de resultados, la DTFT es usada para separar los modos electromecánicos de la oscilación de potencia. El análisis ilustra los estimados de amplitud y fase de los primeros dos modos, junto con sus primeras derivadas. Concluye que ambas aplicaciones de los O-splines enriquecen la representación paramétrica de estos eventos dinámicamente complejos. Metodología Utilizada Se utiliza el método conocido como multiresolución, que consiste en definir una escalera de subsepacios 18 para aproximar con más y más precisión las señales analizadas. En nuestro caso los subespacios en cada frecuencia armónica son graduados simplemente por el orden del polinomio de Taylor utilizado en la DTFT. En esta sección se desarrolla esta idea. La expansión del fasor estático al dinámico y sus derivadas se presentó originalmente en 19. Esto condujo a la extensión del subespacio de Fourier a los de Taylor Fourier presentados en 20. Esta puede ser aquí brevemente introducida iniciando desde el tradicional modelo de señal de Fourier de orden cero: donde es la matriz de Fourier WN de N × N elementos, y contiene los coeficientes de Fourier de . Los elementos de WN son , para n, k=0, 1, … , N-1, donde N es el número de muestras por ciclo fundamental. Se extiende el subespacio anterior incluyendo el primer término de Taylor. El modelo de señal para esta primera extensión es entonces como muestra la ecuación 2, en donde las matrices diagonales I y T contienen las muestras de los términos de Taylor de cero y primer orden, respectivamente, tomados en un intervalo centrado de dos ciclos. Y el subvector N contiene las derivadas de los primeros coeficientes Taylor Fourier en . Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 45 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Las siguientes extensiones se obtienen incluyendo más y más términos de Taylor. El modelo de señal para la K-ésima extensión es como sigue: donde la matriz de (K+1)N × (K+1)N contiene los vectores de la base del subespacio extendido, el subvector ξ N contiene los coeficientes Taylor Fourier de K ésimo grado, y los subvectores ξ ( k ) N , k=1, … K sus progresivas derivadas. Note que la extensión conlleva una prolongación cíclica del modelo de señal, de C=1 a C=K+1 ciclos. Debido a la oblicuidad introducida por los términos de Taylor, las bases extendidas ya no son ortogonales, y por tanto, para K ≥ 1 , se requiere un par de bases biortogonales para la proyección ortogonal: 21 una base para la antitransformada en (3) y su dual para la transformada: donde es la matriz dual de tal que En 22 la matriz dada por: en (3) es factorizada como sigue: en la cual las submatrices cuadradas Ti, i= 1, 2, … , C son las submatrices diagonales descendientes de N × N elementos, extraídas de la matriz diagonal T en (3). Note que contiene la i-ésima pieza cíclica del k-ésimo término de Taylor. En esta factorización, el operador Taylor Fourier es claramente separado en dos matrices: del operador de Fourier y del de Taylor. Esta factorización fue propuesta en 22 para reducir los cálculos de , ya que para la forma factorizada se tiene: 46 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. En este artículo, se propone la formulación de la DTFT en (7) como un método de diseño de filtros pasabajas (diferenciadores pasabajas máximamente lisos) en . Note que preserva la estructura de (6), puesto que los vectores de son combinaciones lineales de los vectores en . En consecuencia, los vectores en son simples modulaciones armónicas de las subdiagonales verticales de . En otras palabras, esta factorización demuestra que el subconjunto de vectores banda base en constituyen las envolventes de los correspondientes subconjuntos de vectores en las frecuencias armónicas de la DTFT. Esta contribución es importante para aplicaciones donde la energía está presente en un pequeño número de frecuencias. Este es el caso de señales de sistemas de potencia, ya que la aplicación de sincrofasores solamente requiere los filtros pasabanda en la frecuencia fundamental, ya que tienen buen rechazo en las frecuencias armónicas; y la de oscilaciones de potencia solo requiere filtros en cada modo. En estas aplicaciones, la DTFT se implementa con una gran reducción de complejidad computacional, ya que se reduce a la aplicación de un pequeño numero de filtros de respuesta impulsional finita (FIR). Si se requiere estimar hasta la segunda derivada, se requieren 3 filtros FIR de longitud (K+1) N por frecuencia observada. Con respecto a la sensibilidad del ruido de los filtros DTFT, se puede afirmar 16, 19, 20 que para señales con tasa de señal a ruido (SNR) arriba de 60 dB, el error medio cuadrático de los parámetros estimados es despreciable. Error de aproximación La mejor señal aproximada a través de la descomposición DTFT se obtiene a través de la matriz de proyección , pues se tiene: El teorema de Pitágoras se cumple para el error de aproximación con y normalizando con respecto a la energía de la señal, El error cuadrático medio anterior considera el error de la proyección sobre el subespacio total considerado, es decir el subespacio generado por todos los vectores de la base en . Es también posible medir el error de aproximación de la proyección en el subespacio generado solamente por los vectores de la base asociados con la frecuencia fundamental, que generan el subespacio fundamental. Esto es posible tomando la submatriz que contiene tales vectores, y los correspondientes estimados Esta medida será llamada Error Fasorial Total (TPE, por sus siglas en Inglés), ya que mide la energía faltante a la señal aproximada del subespacio fundamental. Esto, a su vez, corresponde a la Distorsión Total (TD) asociada a la componente fundamental. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 47 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Entonces se tiene: Para una señal dada x , el mejor estimador fasorial es entonces el que minimice el TPE. Como puede verse, la definición del TPE es la más general de las distorsiones, pues toma en cuenta cualquier tipo de energía espectral presente en la señal: subarmónicas, interarmónicas, y cualquier tipo de ruido. Para señales periódicas, el TPE se reduce a la distorsión armónica total (THD), 23 y para sinusoidales de estado estable el TPE se reduce al error vectorial total (TVE) del estándar de sincrofasores. 4 Para las señales de prueba del estándar, el TPE es la mejor medida de error, y no se correlaciona con el TVE. Una de las fuertes limitaciones del TVE es que solo se puede obtener cuando el fasor dinámico de la señal de prueba es conocido. El TPE se calcula con los datos de la señal dada y la aproximada, y puede usarse para comparar diferentes algoritmos, sin que el fasor dinámico subyacente de la señal sea conocido, como en el caso del TVE. Además, el TPE tiene otras dos ventajas: depende del conjunto total de parámetros estimados y puede calcularse para intervalos de duración más cortos que el intervalo usado en la estimación. Respuesta impulsional y de frecuencia de los filtros FIR Cuando K aumenta, los modelos de señal DTFT ofrecen una serie de subespacios de aproximación V K , que forman una escalera de espacios, 18 con un orden anidado: , iniciando con el subespacio central de la DFT, y progresando gradualmente como , donde W K-1 es el complemento ortogonal de en . Entonces, iniciando con la aproximación más burda, ellos ofrecen gradualmente aproximaciones de más alta resolución. La principal diferencia entre la DTFT y el análisis multiresolución de onduletas, es que los O-splines separan el espectro en bandas uniformes, centradas en las frecuencias armónicas, mientras que las onduletas las separan en bandas diádicas. Como las respuestas impulsionales de los filtros DTFT en cada frecuencia armónica son simples versiones moduladas de las de la banda base, concentramos nuestra atención en esta banda, para luego entender la operación de los filtros pasabanda. La gráfica superior de la figura 1 ilustra los O-splines para diferentes grados de Taylor K=0, 1 , … , 11. Éstas fueron calculadas con N=20 muestras por ciclo. Puede demostrarse de 7 que forman una nueva familia de splines con C=K+1 ciclos. Las primeras dos corresponden a los splines B (B-splines) de cero y primer orden, 24 pero luego difieren de éstas cuando K ≥ 2 , ya que las O convergen al Seno Cardenal (Cardinal Sine), y no a la Gausiana como las B, como puede corroborarse con la curva con K=11 . Inician con la ventana rectangular del filtro Fourier de un ciclo, luego la triangular de dos ciclos, como el ejemplo de filtro clase P del estándar de sincrofasores, 4 y entonces sus formas evolucionan hasta la función Seno Cardenal, cuando K → ∞ . De hecho, el quinto filtro de 6 ciclos es muy similar al filtro clase M del estándar 4. 48 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 1. O-splines (gráfica superior) y respuestas frecuenciales (gráfica inferior) de los filtros DTFT pasabajas, K = 0, 1, … ,5 , y 11. Por otro lado, la gráfica inferior de la figura 1 ilustra las respuestas en frecuencia de los O-splines. Como se puede ver, la secuencia inicia con la función Seno Cardenal, correspondiente a la ventana rectangular, seguida por su cuadrado que corresponde a la ventana triangular. Después de éstas las respuestas en frecuencia empiezan a tener pasabanda y bandas de paro cada vez más planas. Esta propiedad es muy importante para el rechazo de armónicas. En la medida que el grado de Taylor K aumenta, los O-splines tienden a la de un filtro pasabajas ideal de forma perfectamente rectangular. Note que estos filtros ofrecen una nueva secuencia de aproximación al filtro ideal, similar a los de Butterworth o del Coseno Levantado. Aunque en el caso de los filtros DTFT, éstos vengan con sus propios diferenciadores, como se verá en la siguiente subsección. Diferenciadores Pasabanda La ventaja de los filtros DTFT es que vienen acompañados con las derivadas de los O-splines. La gráfica superior de la figura 2 muestra la primera derivada de los splines de la figura 1. Sus respuestas en frecuencia se grafican abajo. Note que si es la respuesta en frecuencia del k -ésimo filtro pasabajas, entonces la respuesta en frecuencia del correspondiente diferenciador es y sus respuestas en frecuencia tienen una ganancia lineal en la banda de paso. Similarmente, la segunda derivada de los O-splines se ilustra en la gráfica superior de la figura 3. De nuevo, estas corresponden a la derivada de los anteriores. Su respuesta en frecuencia está graficada abajo. Estos tienen una ganancia parabólica en la banda de paso ya que . Finalmente, el renglón de graficas de la figura 4 ilustra los O-splines de K=0 a K=3 , y los vectores bajo cada una de ellas, ilustran sus progresivas derivadas de arriba hacia abajo. Como puede verse, los altos grados requieren ventanas de observación más grandes, pero ofrecen más detalles de los eventos dinámicos, y Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 49 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. mejoran la exactitud paramétrica. Note cómo las diagonales son combinaciones lineales de traslaciones del primer spline de la correspondiente diagonal, indicando que residen en el subespacio que aloja dicho spline. En la siguiente sección, se comparan los sincrofasores y los parámetros estimados con el conjunto de diferenciadores de primer y tercer grado (K=1 y K=3). Fig. 2. Primera derivada de las O-splines (gráfica superior) y respuesta en frecuencia (gráfica inferior) del primer diferenciador pasabajas, K=0,1, … ,5 , y 11. Fig. 3. Segunda derivada de los O-splines y respuestas en frecuencia del segundo diferenciador pasabajas, K=0,1, … ,5 , y 11 . 50 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 4. O-splines (primer renglón) y derivadas de los bancos de filtro DTFT pasabajas (columnas), K=0, 1, 2, 3 . RESULTADOS: ESTIMACIÓN DE SINCROFASORES La estimación de sincrofasores es una aplicación interesante de la DTFT. Con la DTFT es posible estimar no sólo las excursiones de amplitud y fase de voltajes y corrientes durante una oscilación de potencia, sino también sus fluctuaciones de frecuencia, y su tasa de cambio (ROCOF). En esta sección se ilustran los estimados de voltajes trifásicos de una interesante oscilación real de un sistema de potencia de 50 Hz, cuyas señales fueron grabadas a 20 muestras por período fundamental (1 kHz). La figura 5 muestra en línea punteada la señal del Voltaje C durante una rápida oscilación, junto con la envolventes de amplitud obtenidas con K=1 y K=3 , respectivamente. Las estimaciones son calculadas deslizando la ventana de observación punto por punto, produciendo estimados puntuales. Por otra parte, la figura 6 muestra las estimaciones de fase de los tres voltajes. Como puede verse, el caso de oscilación corresponde a un vaivén muy rápido. La derivada del ángulo de fase ofrece la fluctuación de frecuencia durante la oscilación. La gráfica de arriba en la figura 7 muestra las estimaciones de frecuencia del Voltaje C. Los cruces por la línea f=50 Hz marcan los puntos de máximos y mínimos de la gráfica de fase en la figura 6. Es evidente que el análisis DTFT puede rastrear muy rápidas excursiones de frecuencia (mucho más grandes que las cotas del estándar). Por otra parte, la gráfica de abajo de la figura 7 ilustra la derivada de frecuencia (ROCOF) del evento en Hz/s. Nuevamente, sus cruces por cero marcan los máximos y mínimos de la curva en la gráfica superior. Finalmente, la figura 8 muestra el TPE definido en (11), calculado sobre intervalos de un ciclo, entre la señal dada y la estimada, sintetizada con estimados instantáneos (punto a punto). Como se esperaba, los errores obtenidos con K=1 son mayores que los de K=3 , sin embargo ambas aproximaciones son muy pobres. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 51 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 5. Voltaje C durante un vaivén de potencia (línea punteada), y envolventes de amplitudes estimadas punto por punto con K=1 (línea a rayas) y K=3 (línea continua). Fig. 6. Ángulo de fase de voltajes A, B, y C, durante la oscilación de potencia calculados con K=1 (línea a rayas) y K=3 (línea continua). 52 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 7. Excursión de frecuencia del Voltaje C (arriba), con K=1 en línea a rayas y K=3 en línea continua. Al fondo su derivada (ROCOF) estimada con K=3 . Figure 8: TPEs calculado punto a punto en intervalos de un ciclo, con K=1 y K=3 . Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 53 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 9. Estimados de amplitud y fase del Voltaje C con O-splines de 3 er orden contraídos a dos ciclos. Aparentemente hemos encontrado una señal anómala para la DTFT. Note los errores pico de la figura 8 se deben a las caídas de frecuencia de la figura 7, y que las mejores aproximaciones se encuentran bajo los topes de las fluctuaciones cóncavas. Además, las formas parabólicas de frecuencia se van haciendo cada vez más angostas cuando el tiempo avanza, desde 10 hasta 3 ciclos. Como los O-splines son de 4 períodos, la suposición de fluctuaciones suaves es únicamente válida cuando las fluctuaciones parabólicas son más anchas de 4 ciclos. Esto explica el incremento del error en la figura 8, hasta los más grandes obtenidos después del 150 avo ciclo. Fig. 10. TPE en Voltaje C obtenido con O-splines de 3 er orden contraídos a 2-cycles 54 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Afortunadamente, la DTFT ofrece una amplia gama de soluciones. El inconveniente anterior se resuelve submuestreando las curvas flexibles O de orden 3 por un factor de 2 , y escalándolas para obtener ganancia unitaria en el filtro pasabajas. De esta manera, los O-splines son mucho más angostas (de 2 ciclos). La figura 9 muestra las amplitudes y fases estimadas del voltaje C con estos splines contraídos. Este cambio reduce el TPE como se ilustra en la figura 10. Note que las fluctuaciones parabólicas continúan manifestándose en esta gráfica. RESULTADOS: SEPARACIÓN DE MODOS DE OSCILACIÓN En esta sección se usa la DTFT de 3er orden para separar los modos electromecánicos 16 de la oscilación de potencia del anterior vaivén. Como las frecuencias de los modos tienen que conocerse a priori, esta aplicación es aún un análisis post mortem. Esta aplicación muestra que la DTFT is capaz de detectar modos con frecuencia modulada. La oscilación de potencia instantánea aparece en la gráfica superior de la figura 11, y su espectro normalizado se ilustra en la de en medio. Contiene un modo en f0 =0 Hz, y otro en f1 =15.7 Hz. La oscilación tiene también tres pequeños modos perceptibles de alta frecuencia. Una a f2 =100.48 Hz, la otra a f3 =113.04 Hz, y la tercera a f4 =128.74 Hz. Como puede verse, las frecuencias de estos modos no son múltiples de la primera (en 15.7 Hz). La gráfica inferior ilustra la respuesta en magnitud de los filtros DTFT empleados en el análisis. Estos fueron diseñados como sigue: Un ciclo fundamental de la oscilación de potencia (64 ms) contiene 64 muestras. Por tanto, la DTFT debe incluir 32 armónicas. La ventana de observación de los filtros es por tanto de 256 ms. Los tres filtros pasabanda de alta frecuencia se sintonizan en las frecuencias centrales de cada modo. Fig. 11. Oscilación de potencia instantánea (arriba), su espectro normalizado (en medio), y la respuesta en magnitud de los filtros DTFT (al fondo). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 55 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. La figura 12 ilustra los modos estimados, y al fondo la oscilación de potencia reconstruida comparada con la original. La secuencia de cada modo m es calculada de los coeficientes instantáneos Taylor Fourier simplemente como , ya que la contribución de las derivadas en el centro del intervalo es cero. Como puede verse, el modo cero dura los primeros 2 segundos, y el primer modo durante los últimos 4 segundos, mientras que el resto de los modos vive únicamente medio segundo justo después de la mitad del intervalo de observación. Estas gráficas muestran que la DTFT es capaz de separar eventos en tiempo y frecuencia. Divide el evento en tres intervalos: uno antes de la falla, el otro durante la falla, y el último después de la falla. En la gráfica inferior, es patente que la oscilación de potencia reconstruida (línea punteada) se ajusta bien a la oscilación original. La energía del error es 5 % de la energía de la señal de oscilación. Hay un pequeño error debido a que la separación de los dos primeros modos no es perfecta, es decir que ellos comparten energía en las bandas de transición de los filtros correspondientes (ver gráfica inferior de la figura 11). Fig. 12. Modos de oscilación y al fondo la oscilación de potencia sintética, comparada con la señal original de oscilación. Las técnicas de descomposición de modos tradicionales generalmente consideran la componente cero como una constante que se elimina mediante la sustracción del promedio de la señal antes del análisis. Esta consideración es una herencia de la manera fourierana de pensar. La descomposición de modos con la DTFT muestra claramente que, en general, el modo cero fluctúa, y debe considerarse como un modo de oscilación per se, ya que contiene información dinámica importante, como se muestra en lo que sigue. La amplitud del modo cero y su primera derivada se muestra en las gráficas de la figura 13. Note que los cruces por cero de la primera derivada corresponden a los máximos y mínimos de la amplitud. Lo mismo es válido para la segunda derivada mutatis mutandis. Las derivadas de la DTFT son muy exactas. 56 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 13. Amplitud del modo cero, y sus primeras dos derivadas. Por otra parte, la figura 14 muestra en la gráfica superior la envolvente de amplitud del primer modo en MW, y al fondo su primera derivada en MW/s. Hay una patente infiltración del modo cero, que es amplificada por el diferenciador. Cuando este modo desaparece en el intervalo postfalla, se suavizan tanto la amplitud como su derivada. Note que dos picos delimitan la duración de la falla. Fig. 14. Envolvente de amplitud del primer modo en MW (gráfica superior), y su primera derivada en MW/s (gráfica inferior). Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 57 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Por último, la gráfica superior de la figura 15 muestra la fase y la del fondo su derivada. De nuevo, la infiltración del modo cero es patente en la gráfica de abajo. Sin embargo, es evidente que el primer modo es de frecuencia modulada, ya que su frecuencia inicia en 0 Hz, y crece exponencialmente con pequeñas fluctuaciones hasta alcanzar 15.6 Hz en t=3 s, donde se mantiene hasta el final del registro. Esta evolución de la frecuencia se muestra con menos resolución en el espectrograma ilustrado en la Fig. 4, calculado con una secuencia de transformadas rápidas de Fourier (FFTs) usando una ventana rectangular de 4 ciclos (256 muestras). La variación de frecuencia es también patente en la oscilación de potencia misma en la gráfica superior de la figura 16, en la cual los intervalos pico a pico de la oscilación disminuyen paulatinamente en la medida que la frecuencia aumenta. Por lo tanto, la DTFT descubre una frecuencia dinámica no percibida por los métodos tradicionales de descomposición de modos, los cuáles asumen modos de frecuencia constante. Fig. 15. Fase del primer modo (gráfica superior) y su frecuencia (gráfica inferior). Los mismos estimados pueden obtenerse para los últimos tres modos en la falla. Pero los analizados son suficientes para mostrar que la DTFT ofrece separación tiempo frecuencia, y puede tratar con modos de frecuencia modulada. En 16 el rendimiento del análisis con la 3 er DTFT se comparó con los métodos de Prony, 11 el algoritmo de realización eigensistema (ERA), 25 y el Matrix Pencil . 26. De los modos interárea analizados en 16 (en 0.133 , 0.399 , 0.532 , 0.665 , y 0.798 Hz), se concluyó que la DTFT puede aplicarse a oscilaciones de baja frecuencia. Sin embargo, note que el análisis de modos de más baja frecuencia requieren ventanas más largas; por ejemplo, un modo de 0.1 Hz necesita una ventana de 40 s. Sin embargo, dichos modos pueden también extraerse con el filtro pasabajas. 58 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. Fig. 16.: Espectrograma de la oscilación de potencia. DISCUSIÓN Con respecto a la aplicación de sincrofasores, los O-splines ofrecen un serie de elegantes soluciones para las clases P y M del Estándar. 4. Los resultados muestran que los estimados de la DTFT ofrecen información dinámica mucho más rica que la especificada por dicho Estándar. Además, el error fasorial total evalúa la calidad del conjunto de parámetros estimados. Con relación al problema de detección de modos de oscilación, la DTFT ofrece separación tiempo frecuencia de modos modulados en frecuencia o modos de frecuencia constante. Finalmente, la elegante teoría matemática detrás de la DTFT ofrece una solución unificante de dos problemas importantes en medición de sistemas de potencia de área amplia, tradicionalmente considerados como completamente independientes. Sin embargo, cabe señalar que la DTFT asume que la energía espectral de la señal se concentra alrededor de ciertas frecuencias, y que en la ventana temporal de observación la envolvente compleja sea tan suave como para ser aproximada por un polinomio de Taylor. En consecuencia, la DTFT es incapaz de extraer transitorios muy rápidos con un espectro demasiado amplio, ya que la separaría en varias componentes. CONCLUSIÓN Los O-splines permiten sintonizar filtros DTFT en un cierto número de frecuencias, reduciendo la complejidad numérica de la DTFT. Los coeficientes Taylor Fourier son muy útiles para el análisis multiresolución de señales oscilatorias de frecuencia fluctuante. El caso ilustrado de señal demuestra que existen señales de sistemas de potencia reales con fluctuaciones mucho más complejas que las señales de prueba del estándar de sincrofasores del IEEE. En lo concerniente al problema de separación de modos, la DTFT es capaz de separarlos Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 59 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. en tiempo y en frecuencia, incluyendo el modo oscilatorio cero, tradicionalmente considerado como constante. La DTFT ofrece una única teoría para resolver dos problemas importantes de sistemas de potencia considerados tradicionalmente como independientes, y abre el camino a interpretaciones más precisas y exactas de los eventos oscilatorios, dando lugar a nuevo conocimiento. La siguiente etapa es usar los O-splines con frecuencia adaptiva, y obtener soluciones en tiempo real para la separación de modos de oscilación. AGRADECIMIENTO El autor agradece amablemente a Jörg Blumschein por haber aportado el registro de las señales de oscilación analizadas en éste artículo. REFERENCIAS 1. J. G. Proakis and D. K. Manolakis, Digital Signal Processing, 4th ed. Upper Saddle River, N.J: Pearson, 2006. 2. M. A. Platas-Garza and J. A. De la O Serna, “Dynamic harmonic analysis through Taylor-Fourier transform,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 60, no. 3, pp. 804–813, 2011. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/ TIM.2010.2064690 3. J. A. de la O Serna, “Analyzing power oscillating signals with the o-splines of the discrete taylor–fourier transform,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 33, no. 6, pp. 7087–7095, Nov 2018. 4. “IEEE standard for synchrophasor measurements for power systems,” IEEE Std C37.118.1-2011 (Revision of IEEE Std C37.118-2005), pp. 1–61, Dec 2011. 5. A. G. Phadke and B. Kasztenny, “Synchronized phasor and frequency measurement under transient conditions,” IEEE Trans. Power Del., vol. 24, no. 1, pp. 89–95, Jan 2009. 6. R. Ghiga, K. Martin, Q. Wu, and A. Nielsen, “Phasor measurement unit test under interference conditions,” IEEE Trans. Power Del., vol. PP, no. 99, pp. 1–1, 2017, DOI:10.1109/TPWRD.2017.2691356. 7. D. Macii, D. Petri, and A. Zorat, “Accuracy analysis and enhancement of DFT-based synchrophasor estimators in off-nominal conditions,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 61, no. 10, pp. 2653–2664, Oct 2012. 8. M. Karimi-Ghartemani, B. T. Ooi, and A. Bakhshai, “Application of enhanced phase-locked loop system to the computation of synchrophasors,” IEEE Trans. Power Del., vol. 26, no. 1, pp. 22–32, Jan 2011. 9. I. Kamwa, A. K. Pradhan, and G. Joos, “Adaptive phasor and frequencytracking schemes for wide-area protection and control,” IEEE Trans. Power Del., vol. 26, no. 2, pp. 744–753, April 2011. 10. J. S. Gasca and D. Trudnowski, “Identification of electromechanical modes in power systems,” IEEE Power and Energy Society, Task Force on Identificatioin of electromechanical modes, Tech. Rep., June 2012. 60 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �O-splines para analizar señales de oscilaciones de potencia / José Antonio de la O Serna. 11. J. F. Hauer, C. J. Demeure, and L. L. Scharf, “Initial results in Prony analysis of power system response signals,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 5, no. 1, pp. 80–89, Feb 1990. 12. J. Rommes, N. Martins, and F. 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[Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/TPWRS.2015.2403290 17. J. A. De la O Serna, “Synchrophasor measurement with polynomial phaselocked-loop Taylor-Fourier filters,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 64, no. 2, pp. 328–337, 2015. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/ TIM.2014.2344333 18. I. Daubechies, Ten Lectures on Wavelets. Society for Industrial and Applied Mathematics, 1992. [Online]. Available: http://epubs.siam.org/doi/abs/10.1 137/1.9781611970104 19. J. A. De la O Serna, “Dynamic phasor estimates for power system oscillations,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 56, no. 5, pp. 1648–1657, 2007. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/TIM.2007.904546 20. M. A. Platas-Garza and J. A. De la O Serna, “Dynamic phasor and frequency estimates through maximally flat differentiators,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 59, no. 7, pp. 1803–1811, 2010. [Online]. Available: http://dx.doi. org/10.1109/TIM.2009.2030921 21. M. Vetterli, K. Kovacevic, and V. K. Goyal, Foundations of Signal Processing, 3rd ed. Cambridge, UK: Cambridge University Press,2014, available at http:// www.fourierandwavelets.org/. Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 61 �Colaboradores Bretón Jiménez, Emmanuel Se encuentra en el proceso de titulación con la modalidad articulo científico para obtener su grado de Licenciatura en Ingeniería Química en la División Académica de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Su trabajo de investigación lo realizó durante el Verano Científico Programa Delfín en la UANL. Bayer, Carolyn L. Bayer Es profesora asistente de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ciencias e Ingeniería de la Universidad Tulane, Universidad de Lousiana. Es posdoctorada del Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) en la Universidad de Texas en Austin. Ingeniera Electricicta de Case Western Reserve University, y doctorada en Ingeniería Biomédica en la Universidad de Texas en Austin. Cantú Mata, José Luis Ingeniero Administrador de Sistemas. Maestro en Administración Industrial y de Negocios, con orientación en Comercio Exterior. Doctor en Filosofía, con especialidad en Administración, todos por la UANL. Profesor-Investigador de la FIME-UANL. Dávila Guzmán, Nancy Elizabeth Profesora de tiempo completo en la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL y líder del cuerpo académico UANL-CA-49 de Ingeniería Química. De la O Serna, José Antonio Doctor en Telecomunicaciones por la Escuela TELECOM Paris Tech, Francia (1982). Entre 1982 y 1986 trabajó en el ITESM. De 1988 a 1993 trabajó en el Politécnico de Yaoundé, Camerún. 62 Actualmente es Profesor Investigador de la UANL. Es miembro del SNI. Emelianov, Stanislav Y. Es profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Computación de Georgia Tech. Director del Ultrasound Imaging and Therapeutics Research Laboratory en el Georgia Institute of Technology. Cuenta con la licenciatura (1986) y maestría (1989) en física y acústica. Doctorado en física (1993) de la Universidad Estatal de Moscú, Rusia. En 2002 formó el Ultrasound Imaging and Therapeutics Research Laboratory en la Universidad de Texas en Austin. Hernández Rivera, Miguel Ángel Obtuvo su Doctorado en la Facultad de Ciencias Químicas de la UNAM. Actualmente se desempeña como profesor de tiempo completo en la División Académica de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, pertenece al Cuerpo Académico de Materiales Avanzados para Ingeniería, en la línea de investigación Obtención de Materiales y Procesos para Control ambiental. López Guerrero, Francisco Eugenio Ingeniero Mecánico Electricista e Ingeniero en Control y Computación de la UANL, Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Sistemas por la misma Universidad, durante estos estudios participó en la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania en donde desarrolló su tesis de maestría. Doctor en Ingeniería de Materiales en la Universidad Autónoma de Nuevo León trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Profesor de tiempo completo Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Colaboradores de la Coordinación de Ingeniería Mecatrónica de la FIME. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. Loredo Cancino, Margarita Profesora de tiempo completo en la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL y miembro del cuerpo académico UANL-CA-49 de Ingeniería Química. Luke P. Geoffrey Es profesor asistente del ingeniería en Darmouth Engennering. Cuenta con la licenciatura en Ingeniería Computacional y Matemáticas de la Universidad de Wyoming (2007), Maestría en Ingeniería Eléctrica de la misma universidad (2009), y Doctorado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Texas en Austin (2013). Estuvo en el uth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Texas en Austin. Melgar Urbina, Edwin Javier Obtuvo su grado de Licenciatura en Ingeniería Química en la División Académica de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Actualmente, estudia la M.C. con Orientación en Microbiología Aplicada en la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Ingenierías, Octubre-Diciembre XXIII, No. 89 Morales Avalos, Jorge Eduardo Ingeniero en Mecatrónica por la Universidad Autónoma de Nuevo León. En 2014, realizó una estancia de investigación en el Centro de Supercomputación de Barcelona, España. Maestro en Ciencias en Mecatrónica por la Universidad de Siegen en Alemania. Desde 2018 es estudiante de doctorado, investigador y docente de tiempo completo en el departamento de Manufactura Automatizada y Ensamble de la Universidad de Siegen. Enfocado en el desarrollo de sistemas robóticos suaves. Ramírez Cruz, Francisco Ingeniero Mecánico Electricista egresado de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL, Es Maestro en Ciencias de la Mecatrónica de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Dirigió el departamento de Somatoprótesis de la Facultad de Medicina de la UANL. Doctor en Ingeniería de materiales en la UANL trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Profesor de tiempo completo del Departamento de Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Miembro del Cuerpo Académico “Sistemas Integrados de Manufactura”. 63 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores a colaborar en la revista Ingenierías con: artículos de divulgación científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos humanísticos del quehacer ingenieril y reportes de investigación. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. Los criterios aplicables a la selección de textos serán: originalidad, rigor científico, exactitud de la información, el interés general del tema expuesto y la claridad del lenguaje. Los artículos aprobados serán sujetos a revisión de estilo. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. Las contribuciones sobre modelación y simulación deben estar científicamente dentro del propio trabajo. Los trabajos con base en encuestas de opinión o entrevistas describiendo su impacto social, especialmente en áreas relacionadas con la ingeniería, deberán incluir la metodología y aspectos estadísticos tanto para su diseño como para el análisis de las mediciones y resultados, así como la validación de las correlaciones que pudieran presentarse. 64 No se consideran para publicación protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntas. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, por e-mail a la dirección: revistaingenierias@uanl.mx El título del artículo no debe exceder de 80 caracteres. El número máximo de autores por artículo es cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 15 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, primer piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 E-mail: revistaingenierias@uanl.mx Ingenierías, Octubre-Diciembre 2020, Vol. XXIII, No. 89 �Código de ética Autores Los autores deben presentar una narración concisa y exacta del trabajo desarrollado, así como una discusión objetiva de su significado intelectual y científico. Los autores deben abstenerse de ofrecer los mismos manuscritos que se encuentren en consideración por otras publicaciones. Los autores deben incluir en su manuscrito detalles suficientes y referencias a fuentes de información públicas para hacer posible la reproducción del trabajo por terceros. Los autores deben abstenerse de presentar críticas personales en sus trabajos. Los autores deben citar aquellas publicaciones que son antecedentes esenciales para comprender el trabajo. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo de las instituciones y organismos que hayan contribuido significativamente al desarrollo del trabajo, así como a colaboradores que hayan contribuido de manera importante, pero sin que hayan llegado a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo a colaboradores fallecidos que hayan contribuido de manera importante, pero sin que lleguen a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera, señalando la fecha de su muerte. Los autores deben abstenerse de utilizar nombres ficticios o seudónimos. Los autores deben responsabilizarse del material que presentan en su manuscrito. Revisores Los revisores deben declinar cualquier invitación para evaluar un manuscrito si no se consideran calificados, carecen de tiempo para juzgar o se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los revisores deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. Los autores deben abstenerse de incluir como autores a terceros que no cumplan con el criterio de coautoría, el cual consiste en la contribución significativa al desarrollo y preparación del trabajo. Los revisores deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas contenidas en un manuscrito bajo consideración, Ingenierías, Enero-Marzo 2020, Vol. XXIII, No. 86 67 �Código de ética excepto con el consentimiento expreso de los autores posteriormente al proceso de evaluación. Los revisores deben considerar en su revisión posibles errores o fallas de los autores al citar el trabajo relevante de otros. Los revisores deben informar al editor si encontraran alguna semejanza substancial entre el manuscrito y cualquier otro trabajo. Los revisores no deberán intentar contactar a los autores, si hubieran inferido su identidad, previamente a haber emitido su fallo. Editor El editor debe dar consideración justa e imparcial a todos los manuscritos ofrecidos para su publicación, juzgando cada uno de sus méritos científicos o tecnológicos, sin prejuicios de raza, género, religión, creencia, origen étnico, ciudadanía, filosofía o política del autor. El editor debe considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. El editor debe abstenerse de expresar crítica personal. El editor debe explicar y apoyar su juicio final para que los autores comprendan el fundamento de las observaciones. El editor debe abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando cuente con el permiso del autor. El editor deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a ninguna persona fuera de aquellos a los que se les solicite consejo profesional. El editor debe respetar la independencia intelectual de los autores. El editor debe procesar los manuscritos con diligencia. El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. 68 El editor debe delegar en los miembros del consejo editorial o comité técnico la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación en casos en que se presente conflicto de interés con el editor. El editor debe delegar la responsabilidad y autoridad editorial a alguno de los miembros de los consejos editoriales cuando él sea autor o coautor de un manuscrito que se somete a consideración de la revista. Cuerpo Editorial (Consejos Editoriales y Comité Técnico) Los miembros del cuerpo editorial deberán estar dispuestos a otorgar consejo al editor en las situaciones requeridas. Los miembros del cuerpo editorial deben declinar cualquier invitación para brindar consejo si se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los miembros del cuerpo editorial deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los miembros del cuerpo editorial deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de expresar críticas personales. Los miembros del cuerpo editorial deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando se cuente con el permiso del autor. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a cualquier persona fuera de aquellos que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deberán respetar la independencia intelectual de los autores. Ingenierías, Enero-Marzo 2020, Vol. XXIII, No. 86 �� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2020 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 23 Número Número de la revista 89 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2020, Año 23, No 89, Octubre-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2020 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021124 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Carbón activado Equidad Imágenes fotoacústicas Oscilaciones de potencia https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21022/Ingenierias_2021_Ano_24_No_90_Enero-Junio.pdf 3d7940a1047012eb0c059a563f88e5de PDF Text Text �90 Contenido Enero-Junio de 2021, Volumen 24, No. 90 3 Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo Perovskita Ana Itzel Santiago Mustafat, Arián Espinosa Roa, Edgar González Juárez, Eduardo M. Sánchez Cervantes 13 Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addition of isocyanate and amine groups to urethane bond Pedro Edmundo Martín-Várguez, Virgilio Ángel González-González, Marco Antonio Garza-Navarro, Alejandro Torres-Castro 27 Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación Judit Angster, Péter Rucz, András Miklós 41 Clasificador de objetos MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo Allison Guzmán Lembo, Carlos Daniel Mayorga Alvarado, Jimena Fernanda Dávila Vázquez, Jonathan Martínez Reyna, Angel Rodriguez-Liñan, Luis M. Torres-Treviño 55 Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio que ayude a fortelecer el razonamiento lógico-matemático Alicia Y. López Sánchez, Aída Lucina González Lara, Cesar Guerra Torres 72 Colaboradores 74 Información para colaboradores 75 Código de ética Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 � �DIRECTORIO Ingenierías, Volumen 24, N° 90, enero- junio 2021. Es una publicación semestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. 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Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor CONSEJO EDITORIAL INTERNACIONAL Dr. Mauricio Cabrera Ríos, Puerto Rico. UPRM / Dra. Ruth Kiminami, Brasil. UFSC, San Pablo / Dr. Juan Jorge Martínez Vega, Francia. Universidad de Toulouse III / Dr. Zarel Valdez Nava, Francia. UPS-INPT-LAPLACE-CNRS. CONSEJO EDITORIAL MÉXICO Dr. Benjamín Limón Rodríguez, FIC-UANL / Dr. José Rubén Morones Ibarra, FCFM-UANL / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, FIME-UANL / Dr. Félix Sánchez De Jesús, ICBI-UAEH / Dr. Ernesto Vázquez Martínez, FIME-UANL. COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García, FIME-UANL / Dr. Rafael Colás Ortiz, FIME-UANL / Dr. Jesús De León Morales, FIME-UANL / Dr. Virgilio Ángel González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Francisco Eugenio López Guerrero, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. � Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita Ana Itzel Santiago MustafatA, Arián Espinosa RoaB, Edgar González JuárezA, Eduardo M. Sánchez CervantesA* Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Centro de Investigación en Química Aplicada, CIQA *eduardo.sanchezcv@uanl.edu.mx A B RESUMEN Las celdas solares de perovskita (CSP) han cambiado el paradigma de investigación en el área de la energía fotovoltaica debido a la combinación de altas eficiencias junto con un menor costo y facilidad de fabricación. Las CSP se pueden fabricar mediante metodologías basadas en soluciones de compuestos precursores para el depósito de las películas de estructura tipo perovskita. Entre esos compuestos se encuentran los haluros de plomo inorgánicos (Pbl2, PbCl2, PbBr2) en combinación con compuesto orgánico metilamonio (MA) que se reporta que han alcanzado hasta un 25 % de eficiencia. A pesar de ello, estos materiales presentan desventajas como la sensibilidad de la película de perovskita a la humedad del ambiente, lo que resulta un tiempo de vida de los dispositivos corto. Una alternativa para estabilizar la celda es la aplicación de aditivos, los cuales son líquidos iónicos formados por un catión y un anión con un carácter altamente hidrófobo, basados en fosfonio (tetraburoborato de tetrabutil fosfonio (B4PBF4). El aditivo mejora significativamente la morfología de las películas, obteniendo mejoras prometedoras en la estabilidad de los dispositivos. PALABRAS CLAVE Celdas solares, perovskitas, líquidos iónicos, capas delgadas, estabilidad. ABSTRACT Perovskite (CSP) solar cells have changed the research paradigm in the area of photovoltaics, due to the combination of high efficiencies along with lower cost and ease of manufacture. CSP can be manufactured using methodologies based on solutions of precursor compounds for the deposition of perovskite films. Among these compounds are the inorganic lead halides (Pbl2, PbCl2, PbBr2) in combination with organic methylammonium (MA), with reported efficiency values up to 25%. Despite their high efficiencies, these materials have disadvantages, such as the sensitivity of the perovskite film to ambient humidity, resulting in a short device life time. An alternative to reduce stability problems is the application of additives that increase the stability of the cell. Said additives are ionic liquids formed by a cation and an anion with a highly hydrophobic character, based on phosphonium (tetrabutyl phosphonium tetraburoborate (B4PBF4). The additive significantly improves the morphology of the films, obtaining promising improvements in the stability of the devices. KEYWORDS Solar cells, perovskites, ionic liquids, thin films, stability. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 � �Ingenierias de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. INTRODUCCIÓN La energía solar es una fuente de energía limpia que puede ayudar a satisfacer la creciente demanda mundial de energía, así como disminuir los efectos de emisión de carbono. Entre los dispositivos que proveen este tipo de energía se encuentran las celdas solares de perovskita (CSP). En los últimos años ha crecido su relevancia debido a las altas eficiencias de conversión (PSC) reportadas a más del 25 %, 1 sumando a su alto nivel de absorción y un menor costo de fabricación. Componentes diversos en la solución precursora de la perovskita de haluro organometálico CH3NH3MX3 (M= Pb o Sn, X= Cl, Br o I), afectan fuertemente la calidad de la película cristalina de la perovskita, formando una variedad de defectos. Las perovskitas de haluro organometálico, se reportaron por primera vez en 1970 con una fórmula general ABX3, donde A+= un catión orgánico como metilamonio (CH3NH3+ y MA+), cesio (Cs+), rubidio (Ru+), formamidinio (HC (NH2)2 y FA+); B= plomo (Pb2+) o estaño (Sn2+) y X- = cloro (Cl-), bromo (Br-) 2 o yodo (l-). En 1995 Mitzi et al., desarrollo a profundidad el procesamiento de cristales de perovskita orgánicos e inorgánicos en capas y sus propiedades ópticas.3 Las celdas solares de perovskita basadas en haluro organometálico, como capa absorbente de luz, se han considerado prometedoras en la tecnología fotovoltaica. El material clave que ha presentado estas eficiencias es el haluro organometálico CH3NH3MX3 (M= Pb o Sn, X= Cl, Br o I). Componentes diversos en la solución precursora de la perovskita de haluro organometálico afectan fuertemente la calidad de la película cristalina de la perovskita, formando una variedad de defectos. Actualmente, los aditivos se utilizan ampliamente, generando mejoras significativas en las CSP. Son et al. en 2018, demostraron que el yoduro de potasio (KI) en perovskita de haluro, puede eliminar la histéresis de los dispositivos alcanzando eficiencias alrededor del 17 %. 4 Ésta y otras investigaciones como Zhang et al. en 2019 sugieren que el yoduro de potasio (KI) y el triyoduro de potasio (KI3) son un ejemplo de aditivos inorgánicos útiles. Que modifican la morfología de la superficie de la película de perovskita, mejorando la estabilidad del dispositivo con un 21 % de PCE. 5, 6 Los líquidos iónicos (LI) también han sido utilizados como disolventes y/o aditivos en soluciones precursoras de perovskita, así como modificadores de interfaz. Debido a la naturaleza de los LI, los precursores (Pbl2 y MAI), se disuelven homogéneamente en la solución, cuando se usan como solvente o aditivo promueven la formación uniforme de la película. 7,8 Los LI son ampliamente utilizados para estabilizar los dispositivos contra la humedad. En una publicación de Du et al. 2018, donde utilizan 1-butil-3metilimidazolio (BMIBr) como aditivo en la solución precursora de la perovskita (MAPbI3), las películas dopadas mostraron tolerar mayormente la estabilidad térmica (85 °C por 50 minutos), en contraste de las películas no dopadas (85°C por 20 minutos), este enfoque puede ayudar a desarrollar dispositivos fotovoltaicos a largo plazo. 9 La naturaleza hidrófoba de los LI también han sido altamente efectiva para mejorar la estabilidad de las CSP, estos están siendo explorados recientemente. 9 La mayoría de las investigaciones de los LI se centran en los basados en nitrógeno (amonio, imidazolio, piridinio), mientras que los LI basados en fósforo han recibido menos atención, a pesar de las propiedades comparables a sus contrapartes a base de nitrógeno. Los fosfonios son compuestos orgánicos ampliamente reconocidos como hidrófobos y estables contra la radiación solar. 10 � Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. Varios haluros de fenilfosfonio han sido utilizados 11 como aditivos, tales como el yoduro de tetrafenilfosfonio (TPPI), cloruro de tetrafenilfosfonio (TPPCl) y bromuro de tetrafenilfosfonio (TPPBr) en la que reportaron que el TPPI y TPPCl son eficientes en mejorar la cristalinidad y coberturas de las películas de perovskita (figura 2), esto se debe a que los aniones l- y Cl- pueden quelatarse con los cationes del Pb2+ y mejorar la formación de la película. Como resultado obtuvieron una eficiencia mejorada que va de un 10 % para la celda solar de referencia sin aditivos a un 13 % con aditivo interfacial. 12 Por otro lado, Wu et al. reporta que utilizaron el aditivo 1- hexafluorofosfato de etil-3-metilimidazolio ([EMIM]PF6) entre la capa ETL y la capa activa. Como resultado obtuvieron una mejora de transporte de electrones, reflejada en su alta eficiencia de conversión de energía del 19.5 %.13 Fig. 1. Micrografías SEM de películas TPPCI, TBPI, TPPI, TPPBr y TBAI (tomada de Phosphonium Halides as Both Processing Additives and Interfacial Modifiers for High Performance Planar- Heterojunction Perovskite Solar Cells, Small, Sun, 2015).12 En el laboratorio de Materiales para el Almacenamiento y Conversión de Energía de la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ), de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), se está llevando a cabo un estudio de la síntesis de un nuevo líquido iónico (LI) para incorporarlo en los precursores (Pbl2 y MAI) de perovskitas híbridas, para un estudio más amplio el aditivo se incorporó en diversos intervalos (0 %, 0.25 %, 0.75 % y 1.5 %) para mejorar su estabilidad. En el presente reporte se describen los métodos experimentales iniciales de la síntesis de un nuevo líquido iónico tetraburoborato de tetrabutil fosfonio (B4PBF4) y sus resultados obtenidos para la integración del LI dentro de la CSP. Integrando el aditivo B4PBF4 en la película activa perovskita en la solución precursora. EXPERIMENTAL Síntesis de yoduro de tetrabutil fosfonio (B4PI) La síntesis se llevó a cabo dentro de la caja de guantes debido a que el tributilfosfonio es muy reactivo. Se comenzó pesando en una botella ámbar 2.667 g de ioduro de butilo y 3.018 g de tributilfosfonio en una relación estequiométrica de 1:1. La mezcla se zonifico durante 6 horas, fuera de la cámara seca. Pasado dicho tiempo se obtuvo un sólido blanco, el cual se le dieron un periodo de Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 � �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. 10 lavados con éter de petróleo por 10 minutos cada lavado en vortex para su purificación. Síntesis del líquido iónico utilizando agua como disolvente Se comenzó pesando en un frasco ámbar 485 mg de KBF4 se disolvió en agua y posterior se añadió 500 mg de B4PI en, en una relación de 1:2 se disolvieron en 10 mL de agua. La reacción se precipitó por medio de sonificación durante 10 horas. El precipitado formado se filtró y se lavó con agua para descartar algún residuo de KI. El precipitado final se pasó al horno por unos minutos para evaporar el agua. Incorporación de B4PBF4 sintetizado en la película MAPbI3 Por el método de dos pasos se preparo una solución de PbI2 y MAI en proporción molar 1:1, con una concentración 1.25 M. Se disolvió primero el yoduro de plomo en una mezcla 4:1 en volumen de DMF y DMSO, la solución se agitó durante dos horas a 60° C antes de agregar la cantidad correspondiente de MAI y B4PBF4 a cada una de las soluciones, resumidas en la tabla I. Las películas se depositaron mediante spin coating 5000 rpm a 30 s utilizando clorobenceno como antisolvente a los seis segundos de iniciado el spin coating. Seguido de un tratamiento térmico durante 10 minutos a 100 °C. Tabla I. Diferentes composiciones utilizadas en las síntesis de soluciones derivadas de MAPbI3-B4PBF4. Pbl2 (mg) CH3NH3I (mg) B4PBF4 MAPbI3 Solución 289 mg 100 mg 0% MA99.75(B4PBF4)0.25Pbl3 289 mg 99.75 0.25 % MA99.25(B4PBF4)0.75Pbl3 289 mg 99.25 0.75 % MA98.5 (B4PBF4)1.5Pbl3 289 mg 98.5 1.5 % RESULTADOS Para determinar la obtención del LI-B 4PBF 4, se utilizó como técnica espectroscopia infrarroja (FTIR) y Resonancia magnética nuclear (RMN) de H1, P31, B11. En la figura 2a, donde se compararon los espectros de las bandas significativas de los compuestos de los materiales de partida, reflejados en el espectro azul de B4PBF4. En la figura 2b), se muestra el análisis de espectroscopia UV-Vis de las películas con la incorporación de B4PBF4, donde muestran los � Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. Fig 2. a) Espectros de LI-B4PBF4. Espectro azul B4PBF4, espectro rojo B4PI y espectro negro BF4; b) Espectros UV-Vis de película B4PBF4 diversos intervalos (0 %, 0.25 %, 0.75 % y 1.5 %). espectros de absorción en 750 nm. Las películas con B4PBF4 muestran un ligero desplazamiento en comparación del espectro de la película sin aditivo, según estudios previos de diversos autores como Zhang et al, Liao et al. Este ligero desplazamiento indica la presencia de una estructura 2D-3D en la película.14 -16 Esto se confirma más adelante con el análisis de la técnica de difracción de rayos X (XRD). En la figura 3a, muestra el análisis de H1 RMN del precursor B4PI y el líquido iónico B4PBF4 los resultados son muy similares debido a la similitud de sus grupos funcionales, sin embargo, algunas diferencias permiten establecer la obtención de B4PBF4. El espectro B4PI muestra espectros característicos de los protones asociados con las cadenas de alquilo δ = 0.96 a 2.54 ppm. En cambio, el espectro rojo cuando se incorpora el anión BF4, presenta desplazamientos en cada señal. El espectro P31 RMN, del precursor B4PI muestra una sola señal en δ = 32.7 ppm, este indica una transformación trifenilfosfina. Lo mismo sucede con el líquido iónico B4PBF4, a pesar de ello presenta un desplazamiento de δ = 32.7 a δ = 33.1 ppm. Esto se puede atribuir a la presencia del anión BF4. Mediante B 11 RMN del líquido iónico B4PBF4, se pudo comprobar la presencia de boro con hibridación sp3 presente en BF4 con una geometría tetraédrica, esto comparado con lo reportado en la literatura que reportan un desplazamiento químico en el rango de δ -1.0 ppm. 17 Los resultados más notables que se han obtenido por el momento en esta investigación, son la obtención de nuevas películas de perovskitas híbridas con B4PBF4, se han observado resultados prometedores de estabilidad frente a la humedad. El proceso de ingeniería de aditivo mejoro significativamente la calidad de las películas, el análisis por microscopia óptica (figura 4) muestra la superficie de las películas delgadas. Se puede examinar la formación de diferentes morfologías para los compuestos de películas sintetizadas (MAPbI3, MA99.75(B4PBF4)0.25PbI3, MA99.25(B4PBF4)0.75Pbl3 y MA98.5 (B4PBF4)1.5Pbl3). Las películas con aditivo 0.25 % y 0.75 % mostraron una mayor uniformidad en la morfología de las películas (figura 4b y 4c), esto podría ayudar al transporte de carga y una menor recombinación. Esto se confirma con estudios previos del grupo de trabajo de Sánchez et al., donde utilizan el yoduro de tetrabutil fosfonio (B4PI) obteniendo eficiencias del 15 %. 16 Por lo que en este trabajo se propone como catión orgánico en conjunto con el anión hidrófobo tetrafluoroborato (BF4) para la formación de un nuevo LI, como una alternativa para resolver los Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 � �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. Fig. 3. a) RMN H1 espectro verde B4PI, espectro rojo B4PBF4, b) RMN P31 espectro verde B4PI, espectro rojo B4PBF4 y c) RMN B11 de B4PBF4. Fig. 4. Micrografías (magnificación: 300X) de las películas de MAPbI3- B4PBF4 depositadas a partir de las soluciones precursoras procesadas en diferentes intervalos, a) MAPbI3, b) MA99.75(B4PBF4)0.25PbI3, c) MA99.25(B4PBF4)0.75PbI3 y d) MA98.5 (B4PBF4)1.5PbI3; e) monitoreo de la degradación de las películas MAPbI3- B4PBF4, expuestas a una humedad relativa (HR) controlada (35 %-40 %). problemas asociados a la estabilidad de las perovskitas a base de MAPbl3. Los LI hidrofóbicos a base de fosfonio muestran buenas propiedades para su aplicación en CSP, como es su estabilidad térmica, baja presión de vapor, amplio ensamblaje con anión-catión orgánicos e inorgánicos para la formación de LIs posibles. 18, 19, los cationes de fosfonio pueden interactuar con el plano cristalográfico de la perovskita terminando en la esquina que comporte octaedros de haluro metálico y forman estructura orgánico-inorgánico en capas. 11, 20, 21 En la figura 4e, se documentó la degradación de las películas expuestas a una humedad relativa (HR) � Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. Fig. 5. Resultados de las muestras de estabilidad mediante XRD, para las películas sintetizadas MAPbI3- B4PBF4; a) MAPbI3, b) MA99.75(B4PBF4)0.25PbI3, c) MA99.25(B4PBF4)0.75PbI3 y d) MA98.5(B4PBF4)1.5PbI3. controlada del 35 %-40%. Los resultados en cuanto a estabilidad al ambiente son para las películas con aditivo muestran una menor degradación hasta las 500 horas principalmente para MA98.5 (B4PBF4)1.5Pbl3., sin demostrar algún tipo de deterioro. Se podría decir que debido a la cadena del alquil y del anión hidrófobo, ha logrado mantener por periodos más largos la estabilidad, comparando con las películas de control. El análisis de XRD nos confirma la obtención de estructuras tipo perovskita, muestra el patrón MAPbI3 característico observado en 14.1 °, 20 °, 23.5 °, 24.5°, 28.5°, 31.9°, 40.6° y 43.2° que corresponden a los planos (1 1 0), (1 1 2), (2 1 1), (2 0 2), (2 2 0), (3 10), (2 2 4), (3 1 4), respectivamente. 22-25 Las nuevas perovskitas híbridas también se analizaron periódicamente mediante XRD, para examinar como afecta la humedad su estructura cristalina. Como características de la degradación del material se presenta picos asociados al Pbl2 y cationes de MA+. Los difractogramas exhiben la evolución de la degradación de cada película (figura 5). Al principio del análisis la presencia del pico característico Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 � �Ingenierías de aditivos en celdas solares tipo perovskita / Ana Itzel Santiago Mustafat, et al. del Pbl2 (12.5°), no se observa. Con el paso del tiempo de exposición, el pico comienza aparecer, en la película de MAPbl3 sin aditivo comienza aparecer a las 162 horas, mientras que la película con el LI-B4PBF4, comienza a degradarse a tiempos más largos. Los resultados muestran que la incorporación del 1.5 % de LI-B4PBF4, mejoró la estabilidad de las películas MAPbI3- B4PBF4 en un mayor porcentaje. El mejoramiento de la estabilidad se podría deber a la interacción de los iones de fosforo, Pbl2 y el anión hidrofóbico BF4. En conjunto con la cadena de alquilo en las capas de MAPbl3 promueve la formación de una estructura en la superficie más homogénea (figura 6b, c y d). 16, 26 Además aparece un pico en las películas dopadas en un ángulo de 7.8 ° que puede asignarse a un plano (020) perteneciente a una estructura 2D. 27, 28 La aparición de dicha estructura también se confirmada por los análisis de UV-Vis, este pico se ve mayormente reflejado en las películas dopadas con el porcentaje de 1.5 % de aditivo, se podría significar que el LI- B4PBF4 se encuentra entre capas de MAPbl3 y actúa como una barrera para bloquear la degradación causada por la humedad en las películas. CONCLUSIONES Por medio de la síntesis de este nuevo aditivo B4PBF4 y su incorporación a las películas de MAPbl3, se logró documentar periódicamente su estabilidad a largo plazo. Se encontró que las películas dopadas en condiciones ambientales con HR presentan una estabilidad por tiempos mayores a 162 horas, que es donde se comenzó a degradar las películas no dopadas. Cabe destacar que el mejor porcentaje (1.5 %) de dopaje presento resultados prometedores ante la inestabilidad a las 500 horas, después de las cuales no se presentó ningún tipo de degradación. Sin embargo, se está trabajando en la aplicación fotovoltaica de este nuevo aditivo en las CSP, se espera obtener resultados ventajosos debido al cambio notable de morfología en la superficie de las películas que proporciona este LI, mejore el transporte de carga y disminuya la recombinación de los dispositivos. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la Universidad Autónoma de Nuevo León, SENERCONACyT por apoyar financieramente esta investigación con el proyecto 256766 y proyecto CONACyTFC-2015-2-1252. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Kim JY, Lee JW, Jung HS, Shin H, Park NG. 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La hidrofobicidad fue medida a partir de la medición del ángulo de contacto, cuyos valores se encontraron entre 70 y 93º. La hidrofobicidad aumentó con el número de grupos silano hasta un cierto límite antes de perderla. El precursor P111 obtuvo las mejores propiedades (estabilidad térmica debajo de 283.5 ºC y ángulo de contacto de 93º) de este trabajo. PALABRAS CLAVE Síntesis, fluronados, spin-coating, uretano. ABSTRACT Six fluorinated precursors were synthesized from commercial polymer Fluorolink E10-H, 3-isocyanatepropyl ethoxysilane and 3-aminepropyl methoxysilane. The precursors were spin-coated on glass substrates and annealed at 150 °C for 2 h to obtain hydrophobic coatings. Chemical structure of was determined by infrared spectroscopy. Hydrophobicity was measured from drop contact angle, ranging between 70 and 93º. Hydrophobicity increased with the number of silane groups until a certain limit before losing it. Precursor P111 has the better properties (thermal stability 283.5 °C, contact angle 93°) within our work. KEYWORDS Synthesis, fluorinated, spin-coating, urethane. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 13 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. INTRODUCTION Coatings are used to modify the inherent properties of a surface acting as a physical barrier against their environment. In recent years, interesting applications have appeared for hydrophobic coatings in self-cleaning glasses, which are mainly composed of a hydrophobic layer able to roll off water, for example in solar panels, green houses, photovoltaic devices, heat transfer surfaces for conditioning air, resistant corrosion coatings. 1-4 Also, they could act as a matrix of other components which could give additional characteristics, going further than just for hydrophobic coating, such as in coating against microbial attack, 5 in self-cleaning cloths 6 or in proton exchange membrane cells. 7 By definition, a hydrophobic coating must have a contact angle above of 90°. Hydrophobicity rely on wettabilty of the surface, 8 depending mainly on the interactions of the liquid with the solid surface and another surrounding fluid, usually the air. Its nature is divided into two components: a physical part, related on the topology of surface (roughness), and chemical part, related to the energy necessary to form a new surface between the liquid-solid interface (surface energy). The molecules used in hydrophobic applications are composed of two parts: an organic side being hydrophobic, such as alkanes chains, 9 and an inorganic side having a siloxane/silane chain which could be attached to the glass. 10 To enhance the hydrophobicity of the organic side, it should have a low surface energy to minimize close range interactions, letting Lifshitz-van der Waals interactions to act; 11, 12 specially whether it possess a high polarizability. 13 For this reason, fluoridated materials were first developed because of the high electronegativity of fluorine atom, which difficults the polarization of the molecule, resulting in a low intermolecular force and thus, a low surface energy. Moreover, C–F bond has a good thermal and chemical stability. 14, 15 Although nowadays flourinated compounds are being avoided, they are still a good option whether there is the appropriate care of their wastes. The organic and inorganic sides of the hydrophobic molecule are attached together by a chemically and thermally stable bond, such as the urethane bond. Even though the actual trend is to find alternative synthetic routes to avoid toxic isocyanates in concordance with green chemistry, 16, 17 urethane bond offers possibility of further functionalization, which can be exploited to synthesize other carbamate derivates incorporating additional silane groups, which could improve hydrophobicity by forcing the fluorinate side to be outwards. 17 Urethane bond reacts with hydroxyles, carboxylic acids, anhydrides, epoxydes or even with other isocyanates, but it shows more affinity with amines. 18–20 There are several studies probing this assumption; for example, anhydrides, 21 epoxydes, 17 have been introduced to the same molecule and contact angles above of 105° were obtained. In this work, we report the synthesis of derivative carbamates from urethane bond by addition of functionalized amine and isocyanate silane groups in order to improve the hydrophobic properties of a commercial fluorinated polymer. In this way, reactivity of isocyanate group may be exploited, mainly because isocyanate can still react with urethane bond to form more complex carbamates. 14 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. METHODOLOGY Reactants Fluorolink® E-10 H (FOH), purchased from Solvay Solexis, is a commercial fluoridated polymer difunctionalized with alcohol with 57% F and a molecular mass of 1700 uma. 3-isocyanate propyl triethoxysilane (IPTES) and 3-amine propyl trimethoxysilane (APTMS) were used as silanes. As catalyst, a mixture of hexamethylenetetramine (HTMA) and CuCl2·2H2O in a stoichiometric ratio 1:2 were used. Chloroform, tetrahydrofurane were used as solvents, and HCl (37% purity), HNO3 (69.4% purity) and NaOH (97% purity) for the washing process. All reactants were purchased from Sigma-Aldrich®. Synthesis of hydrophobic precursors In a 125 mL balloon flask stirred with magnetic agitation, 10 mL of chloroform as solvent and 30 mg of a mixture of HTMA:Cu as catalyst were added; 4.7 mmol of FOH and the stoichiometric quantities of IPTES and/or APTMS and reaction times as signaled in table 1 were used to synthesize hydrophobic precursors. For products P111 and P112, P11 product was first formed and then 9.4 and 18.8 mmol respectively of APTMS were added. Likewise, the products P121 and P12 were first formed and then 9.4 mmol of APTMS were added. Reaction temperature was set at 80 ºC in all cases. The products were kept in 5 mL of chloroform until use to avoid their reaction with environmental air. Excess of solved was removed in a rotary evaporator. Table I. Stoichiometric ratios of reactants used for the fabrication of fluorinaded precursors. Product F (mmol) I (mmol) A (mmol) P11 P12 Time (min) 4.7 9.4 - 60 4.7 18.8 - 135 P13 4.7 28.2 - 130 P111 4.7 9.4 9.4 80 P112 4.7 9.4 18.8 80 P121 4.7 18.8 9.4 80 Coating synthesis Corning-glass of 2.5 × 2.5 cm were used as substrates. They were washed with soap and water to remove any dust on their surface. After, they were sonicated 30 min, first in a CH3OH/HCl 1:1 solution and then in concentrated H2SO4, rinsing with distillate water between each step, according to the methodology reported by Cras et al. 6 Substrates were kept in the washing generated distillate water at pH 1-2 prior use. To deposit the coatings on glass, a mother solution was made from 250 mg of each precursor redisolved in 4 mL of chloroform, forming seven solutions of 62.5, 31.3, 7.81, 3. 91, 0.978, 0.488 and 0.122 g·mL–1. Then, for each product 200 µL of each concentration were spin coated in cycles of 1000 rpm for 10 s followed of 2500 rpm for 40 s. Coatings were annealed at 150 °C for 2 h in a convection oven. Coatings were made by triplicate. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 15 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. Characterization IR spectra were recorded in a Thermo Scientific Nicolet 6700 by pipetting a small drop of precursors on KBr pellets. Thermal stability was measured in a thermogravimetric analysis equip Shimadzu A-50, from room temperature to 500 °C at a rate of 10 °C·min–1. Thickness of selected coatings were measured in a FEG scanning electron microscope FEI Novananosem 200; substrates’ conductivity was increased with a thin gold film in an Au/graphite evaporator Quorum Q150R-ES to facilitate their SEM analysis. Contact angle measurements were made with 20 µL of distillate water from three photos on three different spots on the surface of glass to have a mean value. RESULTS AND DISCUSSIONS The reactions were monitored as IR signal at 1720 cm–1, corresponding to asymmetric stretching of carbonyl of urethane, present in all products, appears despite of signal at 2270 cm–1, related to out plane stretching of isocyanate group. IR spectra of FOH, IPTES and APTMS are observed in figure 1 and their respective assignations are shown in table II. In figure 2, their color solutions in chloroform are observed. Fig. 1. IR spectra of reactants employed. Fig. 2. Acetonitrile solutions of synthesized products. 16 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. Table II. Signal assignations of IR spectra of reactants. Reactant Observed signal (cm–1) Assignation IPTES 802, 1107 vs Si–O–CH2CH3 875 v Si–C 952 v out plane C–O–C 1167 vas Si–O–CH2CH3 2273 v out face NCN 2888 – 2978 vs –CH3 820 – 1088 vs Si–O–CH3 862 v Si–C 1193 vas Si–O–CH3 1323 v C–N 1475 δ – NH2 1581 δ – NH2 2843 vs C – H 2943 vs C – H 3302, 3363 vs –NH2 692 CF2 1005 – 1349 v C – F, C–O–C 2775 – 3018 v CH 3107 – 3633 vs OH APTMS FOH In order to find the minimal quantity of the mixture of HTMA:Cu as catalyst, P12 was chosen because the product P11 was already easily synthesized by other methods reported in literature, for example with dibutyltin dilaurate (DBTL). 17, 22 For P12, reaction time as a function of HTMA:Cu added is shown in figure 3. After 0.7% m/m of catalyst added there is no significant difference between reaction time and catalyst quantity added. Individual optimization for other products was not done because; thus, for all products 30 mg of HTMA:Cu mixture as catalyst were stated for each 4 g of FOH used in reaction. Fig. 3. Kinetics reaction of P12. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 17 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. IR spectra of products P11, P12 and P13 synthesized are shown in figure 4. All spectra are normalized to asymmetrical stretching of C-O-C at 958.5 cm–1 from ether bonds of polymer, which should be present in all products. Urethane bond in product P11 is clearly formed as suggested by signals of the scissoring of –NH at 3348 cm–1 and the asymmetrical stretching of carbonyl at 1722 cm–1, which are characteristics of urethane bond. 23–25 IR spectra of products P12 and P13 are very similar compared with product P11, which means that they have a similar chemical structure. Signal at 3348 cm–1 increase almost linearly as number of siloxanes are increased too, which is related to number of –NH present in the polymeric chain. Signal at 1644 cm–1 is due to intermolecular interaction of H and O of carbonyl,26 whose presence is already in product P11 but its intensity grows up in P12 and P13. We believe that intensity at this wavenumber augments because the interatomic distance between O and H is reduced as much as more silane groups are in each side of molecule, increasing steric impediment causing that H was displaced to O. Assignation of main signals of products P11, P12 and P13 are shown in table III. Fig. 4. IR spectra of products P11, P12 and P13. Table III. IR Signal assignations of products P11, P12 and P13. Signal (cm–1) Assignation 3348 δ –NH 2974, 2936, 2884 vas –CH 1722 vas –C=O 1644 H coupling 1530 vas –NH (urethane) 1441 Stretching –CH2, –CH3 1383 Stretching –CH3 1200 Fluorine 958.5 vas C–O–C 18 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. In figure 5 IR spectra of products P111, P112 and P121 are shown, as well as their signal assignations in table IV. Around 2834 – 2968 cm–1, in region corresponding to alkyl, signal has become a quartet due to the inclusion of – CH3 from APTMS instead of a –CH2CH3 into the chain. Although it can be though that all product are the same as in the another products because their signals are very close to them, there are some differences like there is also a shoulder around 3500 cm–1 in signals of amines, and a shift of 5 cm–1 of asymmetrical stretching of –C=O and a left stretching of asymmetrical stretching of –NH which let us conclude that we have synthesized new derivatives. During synthesis, for products P111, P112 and P121 a characteristic blue copper-ammonium-like coloration has appeared, which disappears as reaction reaches the end until the orange-like coloration observed in figure 2. This shift to longer wavelengths can suggest an electron delocalization due to the presence of more conjugated bonds into the structures. Fig. 5. IR spectra of products P111, P112 and P121. Table IV. Signal assignations of products P111, P112 and P121. Signal (cm–1) Assignation 3357 δ –NH 2968, 2921, 2879, 2834 vas –CH 1717 vas –C=O 1645 H coupling 1544 vas –NH (urethane) 1441 stretching –CH2, –CH3 1383 stretching –CH3 1200 flourine 958.5 vas C–O–C Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 19 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. The contact angle as a function of concentration of each polymer is represented in figure 6. Although the macroscopic shape that the drop can acquire depends on frontier conditions of the physical model describing the behavior of the liquid-vapor interface, there are several mathematical simplifications which help to calculate the contact angle. One simple way is to suppose that the drop contour is described by the equation of a circumference. This assumption can be done whether Bond number is less than 1.27 Therefore, surface tension is more important than gravity component. For water, this is reached whether drop volume is less than 85 µL, 27 although ASTM D7334-08 norm recommend use less than 20 µL. As sketched in figure 6, the drop contour was calculated by mean radius Rm and high hz 28 by, (eq. 1) Fig. 6. Contour of a drop approximated as a circle. There are further approaches which take in count many another factors, but they were neglected in this work. 29–32 Thus, contact angle was approximated measuring high hz and width Rm of the drop, supposing that drop’s contour behaves like a circle pathway as in figure 6, thus contact angle θ is found by solving equation 2 at the point (r, h) = (0, hz), (eq. 2) Traditionally, hydrophobic coatings are added by sol-gel between silanes and silicates on glass; but in this work we attempted to do it in a faster way, for this reason the only treatment allowing their adherence on glass is the acid wash prior coating. It is expected that as more silane groups are added into the molecule, higher is the contact angle because it is easier to be attached to glass,17 as observed in figure 7. This phenomenon is observed clearly in products P11, P12 and P13 where they exhibit a higher contact angle as polymer concentration increases, whose addition can go further the monolayer. However, increasing silane number has also its limitations, specially whether these groups are close 20 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. into the same molecule. This result in a steric impediment diminishing this phenomenon because there is a disorder in the arrangement of the molecules on the substrate, letting some hydrophilic sides of the molecule be outside to air, decreasing hydrophobicity. It is interesting to notice that in products P111, P112 and P121 at low concentrations the higher contact angles are obtained. This could be related to silane groups which are so close within the molecule, thus, once the monolayer is formed further addition is not easily attached to the surface, due to the diminishing of free “spaces” on it. Even, when more material is added in excess this results in a chaotic coating because many molecules achieve to fill in all the space on glass surface, and therefore there are hydrophilic sides which are outside, reducing hydrophobicity. In fact, at high concentrations, a visually poor-quality coatings were observed. In figure 8, thermograms of synthesized products are plotted as well as thermal decomposition temperatures are reported in table V. In this figure is also plotted product P11WC, which is like product P11 catalyzed just with temperature at 125 °C for 3 h. Thermal stability of all products ranges 260 – 270 °C, except for product P11 which is lower and product P111 which is higher. This is a consequence of the bonding strength within the molecules. Several silane-based functionalized polymers are reported which decompose around 300 – 380 °C, 3, 33 and full fluorine-functionalized polymers around 340 – 390 °C.34,35 Considering that urethanes usually decomposes around 180 – 200 °C 36 and we have worked with low fluorine polymers (57%), the results are sufficiently satisfactory, specially for product P111. Fig. 7. Contact angles of coatings at several concentrations. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 21 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. Fig. 8. Thermograms of synthesized products. Low thermal stability of product P11WC is explained due to the high synthesis temperature used compared with other ones, where less stable and volatile subproduct should be formed. This product undergo decomposition in whole range of analysis. Temperature accelerates reaction rate in urethanes, but it also accelerates other side reactions or even equilibrium can be displaced to reactants. 19, 22, 37 Coloration of product P11WC is darker than P11, which are an indicative that their composition is different. Table V. Thermal stability temperatures of the synthesized products. Product P11 P12 P13 P111 P112 P121 P11WC T (°C) 268.93 277.70 261.40 283.50 268.18 271.43 228.06 Fig. 9. Thermogram of product P111. 22 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. When molecule increases its kinetic energy by effect of temperature, its motion is more restricted whether there is a steric impediment, making unstable bonds which are around them.38 Based on this, chemical structures of products P12, P13, P111, P112 and P121 should be structurally similar in some way to product P11 due that there is not a temperature difference greater than 10 °C. Given the thermal stability and contact angle, of synthesized products, P111 has the promising hydrophobic characteristics. In figure 9 is observed a more detailed plot. Five mass loss are observed. Considering also the other products, as molecule has more silane groups, the thermogram becomes more complex because there are less decomposition steps. This could be because steric impediment stress chemical bonds forcing disintegration at a same time. We expect that whether we use a lower concentration of polymer, we will have a lower thickness too. In figure 10 the thickness of product P111 are shown in the SEM images. the thickness of coatings of product P111 (in µm) are observed. We verify that as polymer concentration is decreased the thickness also decrease. As we stated in figure 7, contact angle is reached to lower concentrations, it means that a higher contact angle will be reached whether we are closer to form a hydrophobic monolayer on the glass surface. Fig. 10. Thickness of product P111 at several polymer concentrations (values in µm). Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 23 �Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addiyion of isocyanate... / Martín-Várguez, et al. CONCLUSION The synthesis of carbamates derivatives was possible profiting reactivity of urethane bond, specially because it is a simple way to increase hydrophobicity parting from a same structure without the utilization of another reactants. When silane number within the molecule is increased, hydrophobicity was improved due that the molecule has more groups which let be attached on the glass surface. Thus, molecule adopt a more rigid structure orientating hydrophobic fluorine outside. With the inclusion to the urethane bond of just one silane group is enough to improve hydrophobicity. However, when there are so many groups around the same bond, this results in a great steric impediment where silane groups locally compete for the same sites, resulting in a chaotic deposition. As reflected in their thermal temperature decomposition, we speculate that product structures should be similar. ACKNOWLEDGMENTS We acknowledge the financial support from CONACyT trough research Grant 133103 and The Universidad Autónoma de Nuevo León (CIIDIT). REFERENCES 1. B.J. Basu, V. Hariprakash, S.T. Aruna, R. V Lakshmi, J. Manasa, B.S. 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Acústica de los órganos de tubulares y tendencias futuras en la investigación RESUMEN En este trabajo se presentan explicaciones científicas para tener un mejor entendimiento de cómo funcionan los órganos tubulares y revisar algunas creencias comunes en su construcción, buscando mejorar este arte. PALABRAS CLAVE Órganos tubulares, acústica de los órganos de tubo. ABSTRACT Scientific explanations for having a better understanding of the operation of pipe organs, and revision of some common beliefs regarding their building, seeking to improve this art, are presented in this work. KEYWORDS Organ pipes, acoustics of the organ pipes. Introducción El órgano tubular (en adelante órgano) produce un sonido majestuoso que difiere de los otros instrumentos musicales. Debido a su amplia gama tonal, su capacidad de imitar el sonido de varios instrumentos, y su gran tamaño, el órgano es llamado a menudo el rey de los instrumentos musicales (figura 1). La riqueza y variedad del color sonoro (timbre) producido por un órgano es muy singular debido a las posibilidades casi incontables para mezclar los sonidos de diferentes tubos. De acuerdo con el arte de la generación de sonido, hay dos tipos de tubos en el órgano que son similares en función a otros instrumentos de viento: flauta (labial) y de lengüeta. Aunque este artículo se centra en la excitación sonora por los tubos, se menciona brevemente el papel de los tubos de lengüeta (figura 2). El artículo también muestra cómo se puede entender la conexión entre el carácter sonoro y la forma y dimensiones de los tubos, así como las tendencias en la investigación que se centran en ayudar a los constructores de órganos en su trabajo práctico. Estructura del órgano TUBULAR La figura 3 muestra un bosquejo de un órgano de tubos. Sus partes principales son el cofre de viento con los tubos, el sistema de viento y el sistema de control (teclado, conexiones mecánicas y topes; figura 2). Los tubos se organizan en la Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 27 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 1. a: Órgano de investigación en el Fraunhofer Institute of Building Physics IBP en Stuttgart, Alemania, construido por Mühleisen (Leonberg, Alemania) en 2011. Los pedales se pueden ver bajo el banco. Foto de Roman Wack. b: Órgano de tubos en el Stiftskirche en Stuttgart, Alemania, construido por Mühleisen (Leonberg, Alemania) en 2004. Los tubos frontales se pueden ver claramente. Foto de Theo Holder. Fig. 2. Las partes de la caña (lingual; a) y un pasaje (labial; b) de un órgano de tubos. Como se muestra en b, el corte es la distancia entre el labio inferior y superior. caja del viento según la nota y el timbre. Un conjunto de tubos que producen el mismo timbre para cada nota se llama un rango y cada tecla en un órgano de tubo controla una nota que puede ser tocada por diferentes rangos de tubos, solo o en combinación (ver http://acousticstoday.org/organ_stop; para una demostración, véase http://acousticstoday.org/rank). Los rangos pueden ser activados por un tope. El deslizador (figura 3) consiste en una tabla de madera que tiene una serie de agujeros que se hacen coincidir con los tubos colocados en una fila. Al activar uno de los topes, los agujeros de la placa deslizante dejan pasar el flujo de aire desde el canal de tono en los tubos que tienen el mismo timbre. Todos los órganos producen sonido por medio del aire que fluye en el tubo de modo que cada sonido “consume” cierta cantidad de aire. Un arreglo mecánico conecta el teclado y los pasos de tono en la caja de viento que es también el sistema de conmutación. Cuando se presiona una tecla, la válvula correspondiente en la consola se abre y el aire fluye en el canal de tono y los tubos seleccionados por los topes. Un muelle cierra la válvula, bloqueando el paso del aire cuando se libera la tecla. El aire presurizado es proporcionado por el sistema de viento que consiste de cuatro partes esenciales. (1) El soplador (ventilador eléctrico) que suministra el aire al instrumento. El soplador bombea el aire en el sistema de viento de acuerdo con el consumo del instrumento. 28 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 3. Un bosquejo de un órgano de tubo y sus partes más importantes. (2) La válvula giratoria regula el flujo de aire del ventilador en los fuelles. (3) Los fuelles garantizan que la presión en el caja del viento permanece constante. La presión requerida en el órgano se establece por el constructor colocando pesos en la parte superior de los fuelles. (4) Finalmente, el conducto de viento conecta el sistema de viento con la caja (parte inferior), suministrando el aire a los tubos. Múltiples sistemas de viento pueden estar presentes y operar al mismo tiempo en órganos grandes, pero cada uno proporciona aire a un conjunto diferente de rangos. Como ya se mencionó, hay dos tipos de tubos que son similares en función a otros instrumentos de viento: flauta (labial) tubos (como una flauta o una flauta transversal) y de junco (lingual) (como un clarinete o un saxofón). El sonido del tubo es producido por una banda de latón vibrante conocida como lengüeta. El aire bajo presión (viento) se dirige hacia la lengüeta que vibra en un tono específico. Esto contrasta con la flauta, que no contiene partes móviles y producen sonido sólo a través de la vibración del aire (véase la figura 2). En un órgano típico hay considerablemente más tubos de flauta que de lengüeta. Las partes principales los tubos de junco y de flauta se muestran en figura 2. En las siguientes secciones se discute la física de los tubos. La discusión se basa en una publicación anterior 1 complementada por algunos resultados de proyectos de investigación europeos llevados a cabo en cooperación con varias empresas constructoras de órganos. Los juncos no se discuten en este documento, pero se pueden consultar en 2-4. Flautas Aunque las principales características del sonido de los tubos de la flauta se han investigado exhaustivamente, 5-7 la conexión entre el carácter sonoro, la forma del tubo y las dimensiones todavía no se entienden bien. Sin embargo, en la tradición de construcción de órganos, el carácter sonoro de los diferentes rangos se asocia inequívocamente con la forma de los tubos, el material, y tamaño. 8, 9 Aunque el timbre, y especialmente el ataque de los tubos (justo al Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 29 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. principio del sonido del tubo), pueden ser cambiados significativamente por los ajustes de voz (cambiando los parámetros geométricos de la tubería como el diámetro de la anchura del conducto y el corte de la boca [labio superior]), las características principales del sonido son bastante estables para un de rango y depende principalmente de la forma y el progreso de dimensiones con nota (escala) de los tubos. Es interesante para los científicos que sólo un rango muy estrecho de todas las dimensiones posibles (diámetro, espesor de pared, altura de corte, ancho de salida) y los materiales se utilizan realmente para tubos de órganos. Algunas de estas limitaciones pueden explicarse por razones técnicas, pero la mayoría de ellas no tienen base en la ciencia. Resultados experimentales Aunque los tubos de flauta ofrecen una gran variedad de sonidos, las propiedades medidas de esos sonidos contienen varios elementos comunes que se pueden utilizar para caracterizarlos. Para determinar estas características se utilizan tres mediciones: el espectro estacionario (el espectro del sonido de un tubo de sondeo continuo) tanto en la boca como en final y el ataque transitorio en la boca. Para hacer esto, los espectros estacionarios se miden por micrófonos colocados cerca (~3-5 cm) a las dos aberturas de las tuberías y el ataque Los transitorios en la boca se analizan mediante un programa informático especial. 10 Características destacadas del sonido estacionario y fenómenos físicos relacionados El espectro sonoro y las características destacadas de un tubo se pueden ver en la figura 4. Las filas de tubos de flauta se dividen en tres grupos según a su sonido característico. Los tubos más anchos producen los tonos más fundamentales y los menos armónicos, y comienzan a sonar más rápido (ataque rápido). El Diapasón o la familia principal produce el sonido característico del órgano y no tiene la intención de imitar cualquier otro instrumento o sonido. Son de media escala y son destacadas a menudo en las fachadas de los órganos. Se pueden caracterizar por su fuerte segundo parcial, especialmente en el ataque. Los tubos tan delgados que parecen cuerdas son los más estrechos. Producen un sonido brillante que es bajo en armónicos fundamentales y rico en parciales superiores. Uno de los controles más comunes de estos tubos se llaman Salicional. Los controles siguen a menudo la nomenclatura de los instrumentos cordófonos de arco, como el violoncello, la viola de Gamba, y el Geigen (del alemán Geige, para violín; véase http://acousticstoday.org/flue). Tienen sonidos muy brillantes con más de 20 parciales armónicas pero con un ataque lento. 1 Se pueden enumerar las características de los espectros sonoros de un órgano y los fenómenos físicos relacionados puede explicarse de la siguiente manera. Una serie de parciales armónicas Es bien conocido por los elementos de la teoría de Fourier 11 que el espectro de una señal periódica contiene una serie de componentes armónicos (parciales). Estas parciales se pueden ver en la figura 4. 30 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 4. Espectro estacionario típico de un tubo de órgano de salida en el extremo abierto (a) y en la boca (b). Ver el texto para más detalles. Una segunda serie de picos más pequeños y más amplios que no están relacionados armónicamente, pero están ligeramente estirados en frecuencia Los picos pequeños y anchos mostrados en el espectro demuestran la presencia de eigenmodos acústicos (ondas estacionarias) de los tubos. (Se le llama onda estacionaria a aquella en que las ondas sonoras reflejadas de ida y vuelta en el tubo se combinan de tal manera que cada ubicación a lo largo del eje tiene una amplitud constante pero diferente. Las ubicaciones las amplitudes mínimo y máxima se llaman nodos y antinodos, respectivamente. La frecuencia de la onda estacionaria es la frecuencia de resonancia o frecuencia eigenfrequency del tubo. Las ondas estacionarias se producen en un tubo en varias frecuencias). La presencia de eigenmodos puede ser probada experimentalmente mediante el uso de excitación acústica externa. Si se coloca un tubo en el camino del sonido generado por un altavoz, el tubo amplificará los componentes de frecuencia que corresponden a las eigenresonancias. El espectro de eigenresonancia puede ser determinado colocando un pequeño micrófono en el tubo y usando una excitación en un rango amplio de frecuencia. Tal espectro se muestra en la figura 5 para un tubo cilíndrico. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 31 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 5. Características de un tubo de 60 cm de largo y 31 mm de diámetro. Las partículas armónicas están marcadas por cursores en forma de “v”. Las eigenresonancias están ligeramente estiradas; las eigenfrequencias son un poco más altas que los armónicos de la primera eigenresonancia. El estiramiento de las frecuencias propias es mucho más pronunciado en los tubos de órganos abiertos. En el espectro de un tubo Diapasón (figura 4a), la novena eigenresonancia se encuentra a medio camino entre el noveno y décimo armónico parcial. El estiramiento se hace más grande para relaciones de diámetro-longitud más grandes y para aberturas más pequeñas en los extremos del tubo. La distribución espacial medida de los modos primer, tercero y quinto tubo de flauta bastante ancho se muestra en la figura 6. Se puede observar que las ondas estacionarias caen asimétricamente en el tubo; desplazadas hacia la boca. Además, la media longitud de onda del primer modo eigenmodo (y n veces la media longitud de onda del enésimo eigenmodo) es más largo que la longitud del resonador. La diferencia puede considerarse como una “corrección final” para los cálculos prácticos. Fig. 6. Ondas de pie en un tubo de órgano. Se muestran las distribuciones de presión sonora del primer, tercer y quinto eigenmodo en un tubo ancho. 32 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Estos hechos experimentales pueden comprenderse teniendo en cuenta las propiedades físicas de los tubos del órgano como un resonador acústico. La columna de aire en los tubos tiene varios modos propios (patrones de onda estacionaria) con frecuencias de resonancia características (eigenfrecuencias). Sus frecuencias no están relacionadas armónicamente debido a la corrección final, 12 que disminuye con la frecuencia. 2 Dado que la corrección final es proporcional al diámetro del tubo, el estiramiento de las eigenfrecuencias es mayor para los tubos anchos que para los estrechos. Además, la corrección final para una pequeña abertura (boca) es más grande que la del extremo abierto más grande. Por lo tanto, el estiramiento de la eigenfrequencia de un tubo de órgano es más grande para tubos anchos que angostos de la misma longitud y diámetro. Debido a la diferentes correcciones finales en las aberturas, la onda estacionaria se encuentra asimétricamente dentro del tubo del órgano. 13 Por lo tanto, el espectro de sonido en la boca y en el extremo abierto son diferentes, como se muestra en la figura 4. Una línea de base dependiente de la frecuencia Se determina la línea de base del espectro (véase la figura 4) por el ruido de banda ancha en la boca del tubo. Este ruido es producido por el flujo de aire en la salida y la parte superior labio. 14 Dado que el resonador amplifica ese ruido alrededor de las eigenresonancias, el ruido amplificado puede dominar el sonido del tubo en el rango de alta frecuencia, donde las parciales del armónico fundamental son generalmente débiles. El ruido de alta frecuencia puede reducirse muy eficazmente cortando, por ejemplo, las ranuras de corte en el lengüeta (placa de metal separando el pie y el cuerpo del tubo; figura 2. 15 Este método puede aumentar la proporción de la parciales armónicas a la línea de base significativamente. Envoltura de las armónicas parciales La forma de la envoltura depende de las pérdidas totales en el tubo que incluyen las pérdidas de volumen en el aire, la pérdida superficial en la pared de los tubos debido a la viscosidad y la conducción del calor, las pérdidas de radiación en las aberturas, y la pérdida de energía en el acoplamiento del sonido con las vibraciones de la pared. Para los tubos del órgano, la superficie y las pérdidas de radiación son mucho mayores que los otros dos efectos. A la misma frecuencia, la pérdidas superficiales son relativamente mayores y las pérdidas por radiación son relativamente menores para tubos estrechos que para tubos anchos. Ya que las pérdidas superficiales disminuyen y las pérdidas de radiación aumentan con la frecuencia, la pérdida mínima se produce a una cierta frecuencia. De hecho, tal mínimo se puede observar en tubos estrechos. Visto de otra forma, la mayor amplitud no se produce para la fundamental, pero para una parcial superior. La medición del espectro de un tubo normal, ancho, y estrecho se muestra en la figura 7. En el caso de tubo resonador ancho/estrecho hay menos/más parciales, respectivamente, que para el resonador normal de la tubería. Las pérdidas de radiación se producen a través de la radiación acústica en las aberturas de los tubos (boca y extremo abierto). Debido a que las aberturas son Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 33 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 7. Espectros medidos de un Diapasón (normal; a), una Flauta (ancha; b), y un tubo Salicional (estrecho; c). mucho menores que la longitud de onda del sonido, ambas pueden considerarse fuentes simples (monopolos). 13 Mediciones mediante un sistema de cámara acústicas confirman este modelo de fuente simple. 16 La figura 8 muestra que las fuentes del sonido son realmente las aberturas en la boca y en el extremo abierto de la tubo. Basado en el registro de la primera parcial (fundamental) en la figura 8a (véase http://acousticstoday.org/8a.mp4) el sonido se irradia en fase pero con diferente intensidad. La presión acústica es mayor en la boca. La figura 8b (ver http:// acousticstoday.org/8b.mp4) muestra que las dos fuentes irradian en fase opuesta. La fuente simple en la boca es generalmente mucho más fuerte que la fuente en el extremo abierto. 34 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Fig. 8. Radiación sonora en las partes primera (a) y segunda (b). Los colores corresponden a la intensidad del sonido. (véase http://acousticstoday.org/8a.mp4 y http:// acousticstoday.org/8b.mp4). La envolvente de los armónicos del espectro sonoro en la boca presenta una estructura de forma con un mínimo visible (ver figuras 4b y 7) debido a la posición relativa de las armónicas parciales y los eigenmodos vecinos. Debido al estiramiento de las frecuencias propias, las partículas armónicas se desplazan gradualmente de los picos de los eigenmodos en el valle entre ellos y luego más lejos hacia el pico del eigenmodo vecino inferior. Si el armónico está cerca de la eigenfrecuencia, el armónico parcial será amplificado por la eigenresonancia. Un armónico parcial que cae a medio camino entre dos modos no será amplificado mientras que el armónico parcial más cercano al mínimo entre dos eigenmodos será el más pequeño. Por lo tanto, se puede observar un formante mínimo en los espectros medidos en la boca. Debido a que el estiramiento es más pronunciado para tubos más anchos, la posición del formante mínimo depende de la relación diámetro-longitud del tubo. Espectros de sonido medidos en la boca de un tubo normal (Diapasón), ancho (flauta), y estrecho (Salicional o de cuerda) muestran claramente este efecto (figura 7). Para el tubo Diapasón, el primer mínimo se encuentra en la sexta parcial (figura 7a). Para el tubo de flauta, el mínimo se produce alrededor del tercer parcial (figura 7b); para el tubo Salicional se desplaza hasta el octavo parcial (figura 7c). Diferentes cubiertas espectrales en la boca y en el extremo abierto Se ha demostrado que el campo acústico radiado corresponde al de dos fuentes simples situadas en las aberturas de los tubos (ver figura 8). Las fuentes simples irradian en fase para los armónicos parciales impares y fuera de fase para los pares. La fuerza es diferente para ambas fuentes, y el dos aberturas irradian diferentes espectros. 13 Los espectros del sonido irradiado en las aberturas es diferente porque las ondas estacionarias en el tubo están asimétricamente localizadas (ver figuras 4 y 6). Porque el extremo corrección es inversamente proporcional al área de la abertura, 13 la envoltura mínima se produce para el armónico parcial inferior en la boca que en el extremo abierto. Es decir, los envoltorios espectrales en la boca y el extremo abierto siempre son diferentes. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 35 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. IRREGULARIDADES EN LA ALTA FRECUENCIA Parte del espectro Se pueden causar irregularidades en el rango de armónicos superiores por la excitación de resonancias transversales (corte transversal eigenmodos) del tubo. Las filas de tubos pueden tener armónicos parciales en el rango de resonancias transversales; por lo tanto, pueden aparecer resonancias transversales en el espectro entre los armónicas parciales (figura 7b, primera resonancia transversal alrededor del parcial undécimo). Estas resonancias se excitan por el ruido de alta frecuencia en el labio superior. Las irregularidades en el espectro también pueden ser causadas por las vibraciones de la pared. Se ha demostrado que las vibraciones de la pared no pueden irradiar sonido directamente. 17, 18 Por otra parte, existe un acoplamiento lineal entre la columna de aire y la pared del tubo para tubos rectangulares 16 y también para tubos cilíndricos si la sección transversal del tubo no es un círculo perfecto, pero es ligeramente elíptica o la pared es muy delgada. 19 En estos casos, las vibraciones de la pared pueden influir en el sonido irradiado en las aberturas, especialmente durante el transitorio. 16, 19 Si un modo de vibración aguda está cerca de un eigenmodo o armónica parcial del sonido de los tubos, ambos modos estarán acoplados, lo que lleva a un ligero desentono del componente de sonido correspondiente. Sin embargo, tal coincidencia es muy rara en la práctica. La figura 9 muestra los diagramas de vibración registrados por un vibrómetro láser tridimensional (3-D) de un par de tubos Diapason G. La figura 9a (http:// acousticstoday.org/9a.mp4) muestra los tubos de metal liso (aleación de estañoplomo) en el quinto parcial (974 Hz) y la figura 9b (http://acousticstoday.org/9b. mp4) muestra la tuberías de zinc en el quinto parcial (misma frecuencia). Es evidente que a pesar de la misma frecuencia de medición, los tubos hechos de diferentes materiales muestran muy diferente modo de vibración. Fig. 9. Forma de vibración del par de tubos Diapason G. Rojo indica que las paredes del tubo son vibradas duro y verde significa menos vibración. a: Tubo de metal liso (aleación de estaño-plomo) en la quinta parte parcial (974 Hz, véase http://acousticstoday. org/9a.mp4). b: Tubo de zinc en el quinto parcial (y la misma frecuencia, véase http:// acousticstoday.org/9b.mp4). 36 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. La figura 10 muestra la representación 3-D de la ataques transitorios (ataque; cómo se construirán las parciales en tiempo) del mismo par de tubos Diapasón G (mostrado hasta el sexto parcial), y los ruidos entre las parciales también se registran. Es obvio que los ataques de los dos tubos son muy similares. Los experimentos mostraron que las diferencias en los ataques registrados con tubos hechos de diferentes materiales no son más grandes que con dos ataques sucesivos de los mismos tubos. Las explicaciones anteriores demuestran que los mecanismos influyen en el sonido constante de las tuberías. Por otra parte, incluso las características más complicadas podrían asignarse a las propiedades físicas medibles y comprensibles de los tubos de órganos de combustión. Los resultados de la investigación en acústica de tubos de salida se pueden adaptar en la investigación aplicada para apoyar el trabajo diario de los órganos constructores. La siguiente sección presenta un ejemplo de las tendencias en la investigación aplicada. Fig. 10. Una representación en 3-D de los transitorios de ataque analizados del par de tubos Diapasón G (igual que se muestra en la Figura 9). El gráfico muestra el inicio del sonido de la tubería y, por lo tanto, cómo las partes parciales de las diferentes frecuencias se acumulan en el tiempo. a: Hecho de metal liso (aleación de estaño-plomo). b: Hecho de zinc.mp4). b: Tubo de zinc en el quinto parcial (y la misma frecuencia, véase http://acousticstoday.org/9b.mp4). Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 37 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. Diseño sonoro de tubos Los tubos de órgano tipo flauta son semiabiertos cuyo resonador consiste en dos partes principales: una recta principal cilíndrica y una libre más corta y más delgada unida a su parte superior (figura 11, arriba a la izquierda). La longitud y el diámetro puede variar, y esto hace posible que el ajustar el timbre. Por ejemplo, os tubos del los órganos del estilo barroco deben tener un sonido rico en el quinto (tercer armónico) puro, mientras que los instrumentos de estilo romántico requieren más de una tercera mayor (quinto armónico) en el sonido. Para poder para cumplir estos requisitos, se necesitan reglas especiales de diseño para determinar las dimensiones de los tubos de manera que se pueda alcanzar el carácter deseado del sonido. El proceso de determinar las dimensiones geométricas apropiadas de los tubos de órganos con el fin de lograr un timbre predefinido se conoce como diseño sonoro. La construcción del tubo de desfogue fue estudiado por diferentes investigadores, sobre todo Helmholtz. Su conclusión fue que para reforzar el quinto armónico en el sonido, lo mejor es tener un desfogue de una longitud de dos quintos de la del resonador principal. 20 Al parecer, en un examen más reciente, la configuración propuesta por Helmholtz resultó ser el menos favorable. 21 En el estudio iniciado por los constructores de órganos y realizado por los autores de este artículo, se estableció una novedosa metodología para el diseño sonoro de tubos y se implementó en una herramienta de software. Fig. 11. Arriba a la izquierda: bosquejo de un tubo de órgano de chimenea. a ç c: Espectros medidos (negro) y entrada calculada (rojo) de las tuberías de chimenea experimentales. a: Diseño de la pipa de chimenea de referencia. Los números en el fondo azul son las amplitudes de las primeras siete parciales armónicas. b: Diseño optimizado que mejora el tercer armónico (quinto puro) por 15 dB. c: Diseño optimizado que mejora el quinto (tercer mayor) por 17 dB. Los números en los fondos verde y amarillo muestran los niveles relativos de los armónicos comparados con el tubo de referencia. 38 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Acústica de los órganos tubulares y tendencias futuras en la investigación / Judit Angster, et al. La idea del enfoque de diseño sonoro propuesto es afinar las frecuencias propias del resonador para que coincidan con las frecuencias de los armónicos parciales predefinidos del sonido. 22 Cuando un armónico parcial se traslapa con una eigenfrecuencia, el eigenmodo correspondiente consigue excitarse muy eficientemente y por lo tanto se puede esperar la amplificación del armónico. Mediante simulación por computadora, se calcula la llamada admisión de entrada. Los picos de la admisión de entrada corresponden a los picos de eigenresonancias. Es importante que los picos de las curvas rojas en la figura 11 coincidan con la armónica parcial a ser mejorada. Los espectros sonoros medidos en estado estacionario se muestran en figura 11a-c. En cada diagrama, la presión acústica medida en la boca del tubo y la admisión de entrada calculada se muestran por las líneas negras y rojas, respectivamente. La figura 11a muestra el tubo de referencia con la amplitud de la primeros siete armónicos, indicados por los números en el fondo azul. El tubo de referencia tiene un componente fundamental fuerte en su sonido mientras que los armónicos superiores son muy débiles. La figura 11b,c muestra los resultados optimizados para los armónicos tercero y quinto, respectivamente. Los números en el fondo verde indican la amplificación del objetivo armónico parcial en comparación con los niveles medidos en el caso del tubo de referencia. Los números en el fondo amarillo muestran los mismos cambios en los niveles de los otros armónicos. Como se puede ver, los resonadores optimizados pueden mejorar los armónicos dirigidos por más de 15 dB manteniendo la frecuencia fundamental constante. Esta amplificación puede considerarse sustancial si se tiene en cuenta que los tubos experimentales sólo diferían en la geometría de sus resonadores. CONCLUSIONES La intención de los autores de este trabajo fue demostrar que la investigación sobre tubos de órganos conduce a una mejor comprensión de cómo funcionan. Además, la investigación puede proporcionar explicaciones científicas para apoyar o refutar creencias establecidas de los constructores de órganos y, por último pero no menos importante, puede proporcionar nuevos resultados científicos y herramientas para mejorar aún más el arte de la construcción de órganos de tubo. REFERENCIAS 1. Miklós, A., and Angster, J. (2000). Properties of the sound of flue organ pipes. Acta Acustica united with Acustica 58, 611-622. 2. Fletcher, N. H., and Rossing, T. D. (1991). 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PALABRAS CLAVE Red neuronal artificial, aprendizaje profundo, AlexNet, GoogLeNet, VGG16, reconocimiento de imágenes. ABSTRACT In this work, an introduction to the implementation of three pre-trained neural networks with Deep Learning is illustrated in MATLAB®, for recognition of objects from images acquired by a camera. Through experiments to recognize objects, it was determined which of these networks had better performance, taking advantage of a standard database of images. These results are illustrated with examples with the software and with comparative data. KEYWORDS Artificial neural network, deep learning, AlexNet, GoogLeNet, VGG-16, image recognition. INTRODUCCIÓN Uno de los principales objetivos y preocupaciones de la humanidad a lo largo de la historia, ha sido el poder diseñar y construir máquinas capaces de realizar diversas actividades con cierta autonomía. De los avances alcanzados en este sentido, se han llegado a definir métodos para diseñar sistemas, que tomen decisiones o realicen acciones (por ejemplo, encender/apagar iluminación, control automático de válvulas en la industria, o el reconocer un objeto en una imagen), de acuerdo con los requerimientos de una actividad. En general este proceso de acciones puede verse como un sistema que procesa variables de entrada, para generar variables de salida. 1 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 41 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Este proceso para toma de decisiones, acciones de control o procesamiento de la información, dependiendo del caso, puede realizarse con diversas herramientas como algoritmos de procesamiento de señales y datos, esquemas convencionales de control automático, y técnicas de inteligencia artificial (como las redes neuronales artificiales), entre otras. Las redes neuronales artificiales tienen la ventaja de ofrecer posibles soluciones a problemas que no pueden ser resueltos por esquemas de procesamiento o de control convencional, ante una gran cantidad de variables de entrada o de la complejidad del problema. Las redes neuronales han sido un importante avance en la inteligencia artificial y se han hecho cada vez más accesibles al público en general, ya que tienen aplicaciones en videojuegos, asistentes virtuales, servicios financieros, agentes autónomos, entre otros. Por otro lado, para reconocimiento de una imagen se identifican varias etapas, que consisten en la adquisición de la imagen, un preprocesamiento de la imagen, extracción de características y finalmente se comparan sus características con las de imágenes conocidas, logrando entonces el reconocimiento de un objeto. 1 Particularmente, las redes neuronales son unas de las herramientas que han tenido más avance y desarrollo para ejecutar estas etapas, y por fin, reconocer imágenes. Por ejemplo, gracias a ello se ha logrado una mejor precisión para detección en sistemas de vigilancia, mejora en entrenamientos basados en imágenes y video, o para diagnóstico de tumores. 2, 3 Considerando la literatura científica en esta área, en el trabajo de Coronel Tobar 1 se utilizó una red neuronal con una capa de entrada de 10304 nodos. Las ventajas de este trabajo es su fácil implementación que no requiere cálculos complejos y que las variaciones de iluminación no son muy significativas, ya que su procesamiento está en términos de los niveles de gris de la imagen original. Otro sistema que permite reconocer diferentes figuras geométricas adquiere imágenes a color con una cámara web con una resolución de 480 filas por 640 columnas, y luego genera una imagen en blanco y negro de 340 píxeles4. La red de clasificación de color tiene 3 entradas: la componente roja, la componente azul y la componente verde, todas con un rango de 0 a 255. El número total de capas de la red es 4, una capa de entrada que tiene tres neuronas, dos capas ocultas y una capa de salida lineal que tiene 2 neuronas. La función de activación para las 2 capas ocultas es la función tangente sigmoidea. 4 Otro trabajo, consiste en el desarrollo de un sistema de reconocimiento de imágenes con dispositivos móviles, el cual debe ser capaz de funcionar utilizando una función de GaussianBlur, para el algoritmo de suavizado en reconocimiento de hojas de plantas, ya que tiene en cuenta el peso de los píxeles más cercanos que los alejados. Utiliza una base de datos formada por 25 imágenes de 12 tipos de plantas distintas y un tipo de red neuronal de retro propagación, con arquitectura de 7 neuronas de entrada y 2 neuronas en la capa oculta. 5 Entre las ventajas de las redes de retro propagación, es que aprovechan la naturaleza paralela de las redes neuronales para reducir el tiempo requerido por un procesador secuencial para determinar la correspondencia entre unos patrones dados. En el presente trabajo, se introduce al uso de un toolbox para reconocimiento de objetos a partir de su imagen mediante una red neuronal. La red neuronal debe ser primeramente entrenada con un conjunto de imágenes y posteriormente se prueba 42 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. la eficiencia del sistema, utilizando una base de datos de imágenes estándar. Además, se calcula el porcentaje de aciertos del sistema de reconocimiento. El resto del documento se organiza de la siguiente manera: Primero se explican los conceptos principales de las redes neuronales, luego se explica la metodología que se utiliza para la implementación y ajuste de las redes neuronales preentrenadas en MATLAB®, posteriormente se explica la base de datos que se utilizó para entrenamiento y pruebas. Se ilustran los resultados del reconocimiento con tablas comparativas. Finalmente, se presentan las conclusiones obtenidas. REDES NEURONALES Una neurona artificial posee diversas entradas ponderadas, un bloque sumador, una función de activación y su respectiva salida. 4 En la figura 1 se muestra la estructura de una neurona artificial. Fig. 1. Estructura de una neurona artificial [imagen obtenida de 4]. Como se ilustra en la figura 2, las redes neuronales están formadas por un vector o capa de entrada, capas ocultas y capa de salida. El vector de entrada contiene las señales provenientes de las fuentes externas; las capas ocultas se encuentran entre el vector de entrada y la capa de salida, el número de capas ocultas puede ser desde cero hasta un número elevado; la capa de salida es la que transmite la respuesta de la red al medio externo. 5 En una red de retro propagación, el error se propaga de manera inversa al funcionamiento normal de la red, a esto también se le llama método del gradiente descendiente. A continuación, se describe el algoritmo de propagación hacia atrás o regla delta generalizada.6 1. Se inicializan los valores de los pesos sinápticos de toda la red; por lo general se asignan valores aleatorios. 2. Se ingresa un ejemplo de entrada para entrenamiento de la red (XP= [XP1, …, XPN]), junto con su salida esperada (YP = [YP1…YPM]). 3. Se calcula la entrada total de cada neurona en cada capa oculta, mediante la ecuación Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 43 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 2. Esquema de red neuronal artificial [imagen obtenida de 5]. 4. Se calculan las salidas de la capa oculta, mediante 5. Se calcula la entrada total de cada neurona de la capa de salida, con 6. Se calculan las salidas de la red: 7. Se calculan los términos de error para las neuronas de la capa de salida: 8. Se calculan los términos de error para las neuronas de la capa oculta: 9. Se actualizan los pesos sinápticos de las neuronas de la capa de salida, como 10.Se actualizan los pesos sinápticos de la capa oculta, con 11.Si no existen más ejemplos de entrenamiento, se calcula el error cuadrático medio de todos los ejemplos, mediante la ecuación Aprendizaje profundo (Deep Learning) Una red neuronal de aprendizaje profundo consiste en unir varias capas de neuronas; la diferencia con las redes neuronales tradicionales radica en la forma de conectarse entre las capas y en la función de activación. Las capas 44 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. internas tienen la función de crear atributos de manera automática, una tarea que usualmente se realizaba ‘a mano’. Esta característica es lo que ha impulsado el uso de estas redes de manera masiva, sobre todo para el procesamiento de imágenes. Las formas de conectividad entre capas son básicamente de dos tipos: (a) convolución (conv), (b) conexión total, y (c) agrupación (Pooling). La conectividad de convolución realiza una lectura focalizada llamada kernel en un área específica de la capa de neuronas, que se desplaza por todas las neuronas de la capa. Todas las señales del kernel son entradas de una neurona artificial, que se ponderan con pesos ajustables y se aplica la función de activación muy fácil de implementar llamada ReLu, además de las funciones tangenciales, Sigmoidales o Gaussianas. En la conexión total, cada entrada se pondera y se le aplica una función de activación para enviar la señal de salida a la siguiente capa, ésta es la forma tradicional de conectar las redes neuronales entre capas. En la operación de agrupamiento se reduce el número de neuronas requeridas en la siguiente capa, aplicando una función de agrupamiento (Pool) o de máximo (softmax) al kernel. El aprendizaje profundo es una tecnología clave en los vehículos autónomos, que les permite distinguir entre un señalamiento de ‘Alto’, un peatón o un semáforo. Con el Aprendizaje Profundo, un modelo informático aprende a realizar tareas de clasificación directamente a partir de imágenes, texto o sonido. Los modelos de aprendizaje profundo pueden alcanzar una precisión de vanguardia que, en ocasiones, supera el desempeño humano. Los modelos se entrenan mediante un amplio conjunto de datos etiquetados y arquitecturas de redes neuronales que contienen muchas capas. En algunos paquetes de software, existen herramientas o Toolboxes que facilitan a los usuarios programar y ajustar algoritmos de redes neuronales, como en MATLAB® algunos son los Toolboxes AlexNet, 7, 8, GoogLeNet, 9, 10 y VGG-168. 11 AlexNet 7, 8 es una red neuronal convolucional que se entrena con más de un millón de imágenes. La red tiene 8 capas de profundidad y puede clasificar imágenes en 1000 categorías de objetos, como teclado, mouse, lápiz y muchos animales. Como resultado, la red ha aprendido ricas representaciones de características para una amplia gama de imágenes. La red tiene un tamaño de entrada de imagen de 227 por 227 píxeles. La red toma una imagen como entrada y genera una etiqueta para el objeto en la imagen junto con las probabilidades para cada una de las categorías de objetos. El aprendizaje por transferencia se usa comúnmente en aplicaciones de aprendizaje profundo. Puede tomar una red pre-entrenada y usarla como punto de partida para aprender una nueva tarea. Para un análisis más profundo de la red neuronal, MATLAB® pone a su disposición una vista que permite observar el comportamiento de toda la red, donde muestra las entradas, pesos, funciones de activación, convolución, secuencia, agrupación, normalización, utilidad y salidas, como se ilustra en las figuras 3 y 4. GoogLeNet 9, 10 es una red neuronal circumvolucional preentrenada de 22 capas profundas, ha sido entrenada sobre 1 millón de imágenes y puede clasificar imágenes en categorías de 1000 objetos (tales como teclado, taza de café, Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 45 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 3. Red Neuronal Alex Net en MATLAB®. Fig. 4. Capas que Componen la Red Neuronal AlexNet. lápiz y muchos animales). La red ha aprendido abundantes representaciones para una amplia gama de imágenes. La red tiene una imagen como entrada y genera la salida como una etiqueta o nombre del objeto de la imagen, junto con las probabilidades para cada una de las categorías de objeto. Su arquitectura consistía en 22 capas de profundidad, pero redujo el número de parámetros de 60 millones (en AlexNet) a 4 millones. MATLAB ® permite observar completamente la red y el cómo está constituida. Tiene las entradas, salidas y pesos, funciones de activación, secuencia, agrupación, etcétera. Se pueden modificar los valores preestablecidos de las funciones de activación, pesos, convolución, secuencia, agrupación, normalización y utilidad, que se muestran las figuras 5 y 6. VGG-168, 11 es una red neuronal convolucional que está entrenada por más de 1 millón de imágenes. La red es de 16 capas de profundidad y puede clasificar 46 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 5. Red neuronal GoogLeNet en MATLAB® (parte 1). Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 47 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 6. Red neuronal GoogLeNet en MATLAB® (parte 2). 48 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. imágenes en categorías de 1000 objetos. Como resultado, la red ha aprendido representaciones abundantes de una amplia gama de imágenes. La red tiene un tamaño de imagen la entrada de 224 de 224 píxeles. Es muy atractiva debido a su muy uniforme arquitectura. Similar a AlexNet, sólo maneja convoluciones 3x3, pero muchos filtros. Actualmente es la opción más preferida en la comunidad para extraer características de las imágenes. Sin embargo, VGG-16 consta de 138 millones de parámetros, lo que puede ser un poco difícil de manejar. Para un mayor análisis de la red neuronal, MATLAB® pone a su disposición una vista que permite observar el comportamiento de toda la red, y permite modificar los valores preestablecidos de las funciones de activación, pesos, convolución, secuencia, agrupación, normalización y utilidad. En la figura 7 se muestra la vista de la red neuronal VGG-16 en MATLAB®. En el trabajo de Siddharth Das, 12 se determinó que el mayor porcentaje de acierto de estas 3 redes neuronales preentranadas es la VGG-16, con un 73.8%. Mientras que GoogLeNet resultó con un 68.8% y AlexNet con un 52.2%. Fig. 7. De a) a h) se muestran las partes de la red neuronal VGG-16 en MATLAB®. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 49 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Uso del toolbox de MATLAB® Luego de descargar estos 3 toolbooxes de la página de MathWorks 9, 11, 13 (sólo es posible en las versiones MATLAB® R2018a en delante), los pasos que se requieren para utilizarlos, a partir de la captura de imágenes con una cámara web, son los siguientes: 1. Se activa la cámara web mediante el comando. camera = webcam 2. Para elegir la red preentrenada, se usa alguno de los 3 siguientes comandos: net = googlenet net = alexnet net = vgg16 3. Se obtiene el tamaño de la imagen: inputSize = net.Layers(1).InputSize(1:2) 4. Para hacer la captura de una imagen con la cámara web, se usan los comandos: figure; im = snapshot(camera); 5. Para la clasificación de objeto se necesita los comandos: image(im); im= imresize(im,inputSize); [label,score] = classify(net,im); 6. La etiqueta del objeto reconocido y el porcentaje de acierto se pueden escribir como título en la imagen: title({char(label),num2str(max(score),2)}); title({char(label),num2str(max(score),2)}); Con estos comandos, el resultado del reconocimiento se mostrará mediante una leyenda con la clase de objeto reconocido, con el por ciento de acierto y mostrando la captura de la imagen. RESULTADOS DEL RECONOCIMIENTO DE OBJETOS MEDIANTE LAS REDES NEURONALES A continuación, se ilustra el desempeño de los toolboxes explicados (AlexNet, GoogLeNet y VGG-16), para reconocimiento de objetos. Para ello se ejecutó un programa con los comandos de la sección anterior, colocando 50 objetos distintos ante la cámara web para su reconocimiento. Las figuras 8a, 8b, 8c y 8d muestran los resultados al intentar reconocer algunos objetos ante la cámara web utilizando el toolbox de Alex Net. Las figuras 9a, 9b, 9c y 9d muestran los resultados al intentar reconocer algunos objetos ante la cámara web utilizando el toolbox de GoogLeNet. Las figuras 10a, 10b, 10c y 10d muestran los resultados al intentar reconocer algunos objetos ante la cámara web utilizando el toolbox de VGG-16. 50 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 8. Resultados de reconocimiento usando Alex Net. Fig. 9. Resultados de reconocimiento usando GoogLeNet. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 51 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 10. Resultados de reconocimiento usando VGG-16. Posteriormente, pueden modificarse los parámetros en los bloques de las figuras 3, 4 y 7 de las redes AlexNet y VGG-16, con el propósito de mejorar el desempeño de la red para el reconocimiento. Las variables que se pueden modificar son las que están marcadas como ‘fc’ (como se muestra en la figura 11), las cuales indican las conexiones que se hacen de las capas anteriores. En el caso de las figuras 11 y 12, se pueden modificar los valores que están encerrados en color rojo. Sin embargo, estas redes de aprendizaje profundo ya están preentrenadas para un alto desempeño, por lo que ante algunas modificaciones arbitrarias de los parámetros podría disminuir el porcentaje de acierto. Fig. 11. Capa de Conexiones. 52 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. Fig. 12. Propiedades de la capa de conexiones. Ante las pruebas realizadas con 50 imágenes, el porcentaje de aciertos con el toolbox AlexNet con sus parámetros por defecto fue del 48%, es decir, acertando en reconocer 24 de los 50 objetos. El porcentaje de aciertos con el toolbox GoogLeNet con sus parámetros por defecto fue del 66%, es decir, acertando en reconocer 33 de los 50 objetos. El porcentaje de aciertos con el toolbox VGG-16 con sus parámetros por defecto fue del 74%, es decir, acertando en reconocer 37 de los 50 objetos. Estos resultados se resumen en la figura 13. Fig. 13. Comparativa de porcentajes de acierto y error de cada red neuronal en las pruebas experimentales. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 53 �Clasificador de objetos en MATLAB® con redes neuronales de aprendizaje profundo / Allison Guzmán Lembo, et al. CONCLUSIONES De los resultados de implementación y prueba de los tres toolboxes de redes neuronales, se concluye que la más amigable para utilizar y que cuenta con mayor porcentaje de aciertos es la VGG-16. REFERENCIAS 1. Coronel Tobar, Hernán Fabricio. (2007). Reconocimiento de rostros utilizando redes neuronales. Tesis, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador. 2. 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Fundamentos para la implementación de red neuronal perceptrón multicapa mediante software. Tesis, Universidad de San Carlos, Guatemala. 7. Krizhevsky, Alex, Ilya Sutskever, and Geoffrey E. Hinton. “ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks.” Advances in neural information processing systems. 2012. 8. Olga Russakovsky, Jia Deng, Hao Su, Jonathan Krause, Sanjeev Satheesh, Sean Ma, Zhiheng Huang, Andrej Karpathy, Aditya Khosla, Michael Bernstein, Alexander C. Berg and Li Fei-Fei. (2015). ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge. International Journal of Computer Vision, 115(3), 211-252. 9. Pretrained GoogLeNet convolutional neural network. http://la.mathworks. com/help/deeplearning/ref/googlenet.html 10. Zhou, B., Khosla, A., Lapedriza, À., Torralba, A., & Oliva, A. (2017). Places: An Image Database for Deep Scene Understanding. CoRR, abs/1610.02055. 11. Pretrained VGG-16 convolutional neural network. http://la.mathworks.com/ help/deeplearning/ref/vgg16.html 12. Siddharth, Das. (2017) CNN Architectures: LeNet, AlexNet, VGG, GoogLeNet, ResNet. 13. Pretrained AlexNet convolutional neural network. http://la.mathworks.com/ help/deeplearning/ref/alexnet.html 54 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio que ayude a fortalecer el razonamiento lógicomatemático Alicia Y. López Sánchez, Aída Lucina González Lara, César Guerra Torres Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica aida.gonzalezlr@uanl.edu.mx RESUMEN Los sistemas de inferencia difusos se utilizan para el análisis de decisiones o reconocimiento de patrones con el propósito de ayudar a tomar elecciones como lo haría un experto en el área. En esta investigación se desarrolló e implementó un sistema en un juego serio que ayuda a fortalecer el razonamiento lógicomatemático, el sistema evalúa si el alumno avanza, regresa o se queda en el mismo nivel con base en el tiempo y los aciertos de cada misión. Los resultados muestran que los estudiantes que avanzaron por lo menos al siguiente nivel mejoraron a diferencia de los que no. PALABRAS CLAVE Sistema de inferencia difuso, juego serio, razonamiento lógico-matemático. ABSTRACT Fuzzy inference systems are used for decision analysis or pattern recognition with the purpose of helping others make decisions like an expert in the field would. In this research a system was developed and implemented in a serious game to strengthen the logical-mathematical reasoning. The system evaluates if the students advance, move back, or stay in the same level based on the time they take and the right guesses of each mission. The results show that the students who advanced at least to the next level improved, unlike the others that did not. KEYWORDS Fuzzy inference system, serious game, logical mathematical reasoning. INTRODUCCIÓN En la actualidad, contar con habilidades y estrategias para la comprensión de la información matemática facilita en la toma de decisiones tanto en el área profesional como en la vida diaria, esto es debido a que los estudiantes no ven Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 55 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. los problemas que se enfrentan como una dificultad sino como una serie de pasos para alcanzar un propósito, logrando así desenvolverse en disciplinas que subyacen de las matemáticas tales como: la ingeniería inversa, programación y tecnologías de la información.1, 2 En 2018, México y otros 78 países participaron en el Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos (PISA), en donde aproximadamente 600,000 estudiantes de 15 años de las diferentes escuelas del mundo realizaron dicho examen, obteniendo México el lugar 55 con un promedio de 409 puntos en el área de razonamiento matemático, por lo que se encuentra debajo del promedio establecido por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) de 489 puntos, lo que significa que solo uno de cada 100 estudiantes mexicanos obtienen un rendimiento de nivel medio superior. 3 En México, el 17% de los estudiantes de sexto de primaria, 51% de tercero de secundaria y el 45% de los que terminan nivel educativo, no logran obtener las habilidades y conocimientos requeridos en el área de matemáticas, debido a que apenas son capaces de identificar información, desarrollar procedimientos con instrucciones directas y realizar procedimientos evidentes. 4 Para ayudar a resolver este problema los estudiantes se apoyan en plataformas virtuales como WebCT 5 y Moodle, 6 las cuales consisten en herramientas interactivas para resolver problemas matemáticos las cuales impulsan la participación del estudiante, 7, 8 aplicaciones móviles para fortalecer el razonamiento matemático como “Prueba de lógica” 9 o Sistemas de Tutores Inteligentes (STI). Los STI buscan imitar al tutor humano usando Inteligencia Artificial (IA) con el propósito de reforzar el aprendizaje con base en las necesidades del alumno, 10 cómo se puede observar a continuación, existen diferentes tutores que ayudan a los estudiantes: • ITSB (Intelligent Tutoring System Builder), este tutor abarca las subáreas de álgebra, números reales, exponentes racionales o enteros. 11 • Tutor Cognitivo (TC), el cual es utilizado en 2,500 escuelas de Estados Unidos para que los estudiantes de secundaria aprendan matemáticas. 12 • STI Afectivo, consiste en enseñar a través de las emociones, determinando que métodos utilizar para el aprendizaje de matemáticas en niños de tercer grado de primaria con base en sus conocimientos y expresiones faciales. 13 Sin embargo, aunque las plataformas virtuales o los tutores inteligentes ayuden a los estudiantes a practicar y entender subáreas específicas de las matemáticas, no significa que han logrado mejorar su habilidad de razonamiento lógico-matemático, debido a que no saben cómo ni cuándo utilizar los conceptos aprendidos. 14, 4 El objetivo de esta investigación es desarrollar un Sistema de Inferencia Difuso (FIS, Fuzzy Inference System) para la implementación de un juego serio cuyo objetivo consiste en mejorar el razonamiento lógico-matemático, con los siguientes objetivos específicos: • Analizar y definir las variables y reglas que conforman el FIS. • Diseñar, desarrollar e implementar un FIS para el proceso de evaluación de un juego serio usando el modelo incremental. 56 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. • Comparar los resultados con herramientas para diseños de sistemas difusos y en estudiantes que utilicen el juego serio. Los FIS se utilizan cuando los datos son imprecisos, tomando como base reglas y razonamiento difuso, con el propósito de generar respuestas válidas (similares a un experto) aún cuando la información esté incompleta, 15, 16 por lo que se han aplicado en casos en que se requiere una solución aproximada al ser humano para diferentes áreas con ayuda de métodos matemáticos y computacionales a través de procedimientos estadísticos; 17 se han implementado los FIS incluso en juegos serios, como ReHabGame, que se utiliza para pacientes para mejorar el rendimiento sensoriomotor y aumentar las actividades diarias con niveles de dificultad 18 o Happy Candy, el cual consiste en calificar la capacidad social de niños con trastorno autista, utilizando la lógica difusa para medir en nivel de habilidad social a través de desafíos. 19 El propósito del FIS en esta investigación es determinar si el estudiante avanza, regresa o se queda en el mismo nivel de dificultad con base en su respuestas y tiempo en contestar los problemas (divididos en misiones) que conforman el juego para posteriormente analizar los resultados del sistema a través de dos pruebas contestadas por estudiantes de nivel medio superior. METODOLOGÍA En esta sección se puede apreciar la estructura establecida para el juego serio conocido como “MathLogic-La historia de YuZhen”, así como también el desarrollo y la implementación del FIS divididos en incrementos independientes usando el modelo incremental. Estructura del juego serio En esta subsección se muestra propósito, contenido y composición del juego serio con el objetivo de conocer su estructura. Propósito El propósito del juego serio consiste en ayudar a que los estudiantes de nivel medio superior fortalezcan su razonamiento lógico-matemático usando su ingenio para resolver problemas a través de problemas matemáticos establecidos en distintas situaciones. El juego no aspira a “aprender conceptos” sino a pensar cómo resolver problemas con base en la información proporcionada. Contenido El juego está conformado por tres niveles de dificultad establecidos con ayuda de un grupo de expertos en el área de matemáticas y con el apoyo de la guía titulada “Niveles de dominio en Habilidad matemática”, 20 en la tabla I se puede apreciar la descripción de cada uno de estos niveles. Para las misiones que componen el juego serio se tomó como base el Examen Nacional de Ingreso a la Educación Superior (EXANI-II), 21 como se muestra en la figura 1. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 57 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Tabla I. Niveles de dificultad establecido por el grupo de expertos. Nivel Características 1 (Bajo) Su nivel de razonamiento se caracteriza por lograr resolver problemas utilizando una aplicación de conocimientos y procedimientos lineales expresados de manera directa y clara. 2 (Intermedio) Se caracteriza por tener un nivel de razonamiento en el cual se logran ejecutar múltiples procedimientos, incluyendo decisiones secuenciales. 3 (Alto) Consiste en poseer un nivel de razonamiento, logrando proponer y evaluar soluciones justificando su utilización y entender el lenguaje simbólico, logrando formar modelos y estrategias con base en observación y análisis. Fig. 1. Estructura del razonamiento matemático. Además de los niveles, temas y subtemas, los estudiantes pueden observar los siguientes puntos que conforman el juego: • Un mensaje de cada personaje solamente al entrar por primera vez. • Las misiones que puede realizar. • El número total de intentos en un tema. • El resultado final de cada misión. Composición Aunque la parte principal del juego son los problemas de los diferentes temas de matemáticas, se estableció una temática de un mundo encantado con un estilo de dibujo tipo cel-shaded, con el propósito de que los estudiantes se sientan motivados de ayudar a los personajes, y para lograrlo tienen que completar todas las misiones del tema en el que se encuentra. 58 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. PRIMER INCREMENTO (DESARROLLO DEL FIS) Análisis Para el desarrollo del FIS, se realizó una lista de requerimientos con base en la estructura del juego serio, como se muestra a continuación: • El sistema cuenta con dos variables, las cuales son los aciertos (bajo, medio y alto) y el tiempo (corto, medio y largo). • Cada misión debe estar conformada por cinco preguntas, por lo que los valores de los aciertos se encuentran entre cero y cinco. • El sistema debe predecir si el usuario avanza, retrocede o se queda en el mismo nivel con base en los aciertos y el tiempo de respuesta obtenido por parte del estudiante. DISEÑO Variables difusas Una vez definidos los requerimientos, se determinaron dos variables de entrada, una de salida y tres etiquetas lingüísticas para cada una de las variables, como se muestra en la figura 2. Entrada • Tiempo: duración aproximada para responder el total de los cinco problemas, tomando como base la información de los tiempos mínimos y máximos almacenados en la BD, como se muestra en la figura 2 a), un ejemplo con un tiempo mínimo de 30 segundos y un máximo de seis minutos. • Aciertos: consiste en el número de aciertos generados con base en los cinco problemas de cada nivel, el cual se caracteriza por ser bajo (0 o 1 acierto), medio (dos o tres aciertos) y alto (cuatro o más aciertos), como se puede apreciar en la figura 2 b). Fig. 2. Representación de las variables del FIS. En a) se muestra el tiempo, en b) los aciertos y en c) los niveles. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 59 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Salida • Nivel: resultado que determina el seguimiento del juego, como se muestra en la figura 2 c). Tabla II. Reglas difusas del juego serio. Aciertos Tiempo Corto Medio Largo Bajo Regresa Regresa Regresa Medio Siguiente Mismo Regresa Alto Siguiente Siguiente Mismo Reglas difusas Una vez definidas las variables, se establecieron nueve reglas difusas con base en el tiempo de respuesta y el número de aciertos para cada subtema como se muestra en la tabla II. Fig. 3. Representación gráfica para el desarrollo del COA. Defusificación Para el proceso de defusificación, se utilizó el método del centroide del área (COA) como se puede apreciar en la figura 3. Tomando como base la representación gráfica de la figura 3, se establecieron las ecuaciones para obtener el valor de (1) (3) 60 (2) (4) Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Donde son las ecuaciones para el área del rectángulo, es para el triángulo L o R, así como también x1,x2 son los puntos de las coordenadas del eje x. DESARROLLO Con el propósito de obtener una mejor visualización del proceso del FIS, se definió un diagrama de navegación como se puede observar en la figura 4, en donde se obtiene el resultado de si se regresa, avanza o se queda en el mismo nivel de complejidad con base en los resultados de los cinco problemas contestados y el tiempo invertido total en contestar la misión. Fig. 4. Diagrama de navegación del FIS. Segundo incremento (Implementación del FIS) Una vez desarrollado el FIS se implementó en el juego serio, esto con el propósito de que el estudiante obtenga un resultado con base en el tiempo en contestar y el resultado de sus respuestas para cada una de las misiones del juego. ANÁLISIS En esta etapa se definen los incrementos para la implementación del FIS en el juego serio, como se muestra a continuación: • Al contestar los cinco problemas, estos deben ser evaluados por el FIS con base en sus aciertos y tiempo total. • Se debe tener un tiempo máximo y un tiempo mínimo para contestar el problema, con el objetivo de que el FIS asigne los valores correspondientes usando el proceso de fusificación del tiempo. • Si el resultado del FIS es “Regresa” el estudiante regresa al nivel anterior, deshabilitando el nivel en el que se encontraba y solo puede volver pasando el nivel anterior otra vez (excepto para el nivel uno el cual se encuentra habilitado siempre). • El nivel en el que se encuentra el estudiante no se ve afectado cuando el resultado del FIS es “Mismo”. • Si el resultado es “Siguiente”, se desbloquea el siguiente nivel (excepto para el nivel tres, el cual es el último nivel). Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 61 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. DISEÑO En la figura 5 se puede apreciar la estructura del diagrama entidad relación de la base de datos (BD) del juego serio, conformado por la tabla que contiene la descripción, el tiempo mínimo y máximo de cada problema (Problemas), la ubicación del tema y subtema al que pertenecen (Categoría), sus cuatro opciones de respuesta incluyendo una verdadera y tres falsas (Soluciones), así como también las respuestas y el tiempo que le invirtió el jugador a cada problema (RespJugador) con base en la clave del dispositivo móvil (UUID, Universal Unique Identifier Device). 22 Fig. 5. Diagrama de entidad relación del juego serio. DESARROLLO Para conocer el proceso de evaluación del FIS, se definió un diagrama de navegación como se muestra en la figura 6, en donde los niveles (para todos los subtemas) se habilitan o deshabilitan conforme el resultado. Para la recopilación de la variable tiempo del FIS, se desarrolló un sitio web (el cual contiene todos los problemas que conforma el juego serio) con el propósito de ser contestados por parte de 307 estudiantes del último semestre de nivel medio superior, en donde los alumnos ingresaron al sitio web y respondieron los problemas sólo una vez (con la finalidad de que los tiempos no se vean afectados). Una vez obtenida la información, se dividieron los tiempos en dos listas (dependiendo de si la respuesta del problema se contestó de manera correcta o incorrecta) y se analizaron las listas usando pruebas Grubbs usando un lenguaje de programación con un enfoque al análisis estadístico conocido como R para la detección de valores atípicos, así como también pruebas de t-student para conocer si son consideradas las listas de tiempos contestados de manera incorrecta (con un p-valor menor a 5%), para finalmente ser almacenado en la base los tiempos máximos y mínimos de cada uno de los problemas del juego serio. 62 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Fig. 6. Diagrama de navegación del juego serio. RESULTADOS Como se puede apreciar en la figura 7, se realizó el juego serio basado en la estructura 2.1, en donde se empieza con la página principal (1), la historia del guardián del sol (2), el menú de los temas (3), el menú (4) y la estructura (5) de uno de los temas (razonamiento estadístico y probabilístico), así como también el resultado de una de las misiones (6). Fig. 7. Secuencia del juego serio. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 63 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Resultados Del Desarrollo Del FIS Se realizaron pruebas del FIS y se compararon con los resultados de la biblioteca de control de lógica difusa conocida como Fuzzylite, 23 usando la herramienta qtfuzzylite,24 como se puede apreciar un ejemplo en la figura 8, en donde se muestra un problema definido con un tiempo mínimo de 30 segundos y un máximo de 6 minutos, así como también un tiempo de respuesta total por parte del jugador de 4:34 minutos con tres aciertos. Posteriormente, se dividió el resultado como se muestra en la figura 9, para determinar si se regresa, se queda igual o avanza de nivel con base en el resultado final de la figura 8. Fig. 8. Comportamiento del FIS para un tiempo de 4:34 y tres aciertos. Fig. 9. Resultado dividido usando el método COA. 64 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Al utilizar el método de COA se obtuvo un resultado difuso de 0.2876, lo que significa que su resultado nítido es de “regresa”, por lo que se deshabilita el nivel en el que se encuentra y se pasa al nivel anterior. De manera similar al ejemplo anterior, se realizaron pruebas para distintos casos y se compararon los resultados del sistema difuso desarrollado en código de Javascript, encontrando los siguientes errores: Los valores reales no se convertían a unidad. Tomaba en cuenta el tercer nivel aún cuando el resultado se encontraba solamente entre el primer o segundo nivel. El programa no sabía cómo responder cuando sólo se obtenía un valor para calcular el centroide. No sabía que punto de coordenada tomar cuando había más de dos valores entre dos niveles. Se modificaron los errores encontrados y se realizaron pruebas por segunda ocasión, sin encontrar ningún otro error, por lo que posteriormente se implementó el FIS al juego serio. Resultados de la implementación del FIS al juego serio Una vez implementado el FIS al juego serio, se realizaron pruebas en tres dispositivos (dos celulares inteligentes y una tableta), encontrando los siguientes errores: • Cuando se responden bien todos los problemas, pero en uno se tarda mucho en contestar, se regresa de nivel como resultado. • Cuando se responde bien todos los problemas muy rápido (menos de 1 segundo) se regresa de nivel. • Si se responde bien tres problemas y en uno se contesta de manera incorrecta o se tarda mucho en contestar, se regresa de nivel. • Se encontraron muchas restricciones para avanzar o quedarte en el mismo nivel. Se analizaron los problemas encontrados y se consideró utilizar el FIS de manera individual para cada uno de los cinco problemas de cada misión del juego, por lo que se modificó el diagrama de los aciertos y se ajustaron las reglas difusas, obteniendo seis reglas como se muestra en la tabla III. Tabla III. Reglas difusas para cada problema del juego serio. Aciertos Tiempo Corto Medio Largo Incorrecto Regresa Regresa Regresa Correcto Siguiente Siguiente Mismo Debido a que los cinco problemas se evalúan de manera individual para cada misión, se analizaron y desarrollaron los casos de los posibles resultados (sin Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 65 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. importar el orden de respuesta) como se muestra en la tabla IV, en donde el significado de cada columna se muestra a continuación: • Ri, resultado del FIS para el i-esimo problema, i=1 hasta 5. • Siguiente, número total de veces que el resultado fue “+”. • Igual, número total de veces que el resultado fue “=”. • Regresa, número total de veces que el resultado fue “-”. • Resultado, suma total de los cinco resultados de cada nivel, donde Siguiente, Igual y Regresa obtienen un valor de 1,0 y -1 respectivamente. Tabla IV. Estructura para la evaluación de los cinco problemas de manera independiente para cada nivel. R1 R2 R3 R4 R5 Siguiente Regresa Igual Resultado R e s u l t a d o escrito + + + + + 5 0 0 5 Siguiente + + + + - 4 1 0 3 Siguiente + + + - - 3 2 0 1 Igual + + - - - 2 3 0 -1 Retrocede + - - - - 1 4 0 -3 Retrocede - - - - - 0 5 0 -5 Retrocede + + + + = 4 0 0 4 Siguiente + + + = = 3 0 0 3 Siguiente + + = = = 2 0 0 2 Siguiente + = = = = 1 0 0 1 Igual = = = = = 0 0 0 0 Igual = = = = - 0 1 0 -1 Retrocede = = = - - 0 2 0 -2 Retrocede = = - - - 0 3 0 -3 Retrocede = - - - - 0 4 0 -4 Retrocede + = - - - 1 3 0 -2 Retrocede + = = - - 1 2 0 -1 Retrocede + = = = - 1 1 0 0 Igual + + = = - 2 1 0 1 Igual + + + = - 3 1 0 2 Siguiente + + - - = 2 2 0 0 Igual Como se puede apreciar en la tabla IV, en la última columna (Resultado escrito) se caracteriza por el resultado final de la evaluación de los cinco problemas, por lo que se determinó que cuando el resultado es menor a cero se regresa, si es cero o uno se queda igual y si es mayor o igual a dos avanza de nivel. Con base en las modificaciones realizadas, se reestructuró el diagrama de navegación del FIS, como se muestra en la figura 10, agregando el proceso cuando se responde cada uno de los problemas que conforma una misión y el resultado final del juego serio. 66 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Fig. 10. Diagrama de navegación reestructurado del FIS. Resultados de las pruebas con los estudiantes Para el proceso de evaluación, se obtuvo la participación de 33 estudiantes del último semestre (sexto) de la Escuela Industrial y Preparatoria Técnica Álvaro Obregón Unidad Tres Caminos, en donde se aplicaron dos pruebas (una antes y la otra dos semanas después de instalar y utilizar el juego serio). En total se obtuvieron 8,870 respuestas de los problemas que conforman el juego serio y los resultados de las dos pruebas por parte de los estudiantes, por lo que se separó la información, como se muestra en la tabla V el promedio general y en la tabla VI el promedio que se tardaron en contestar las dos pruebas con base en el tiempo total que utilizaron el juego serio. Tabla V. Resultado de las evaluaciones con base en el tiempo dedicado al juego. Rango tiempo (minutos) # Personas Primera evaluación Segunda evaluación 0 3 66 60 0-30 8 51 55 30-60 6 56 56 60-90 8 52 56 90-120 5 57 67 120-150 2 48 53 150-180 1 47 60 Como se puede observar en la tabla V, el promedio de los estudiantes que utilizaron el juego serio mejoró a diferencia de los que no lo utilizaron (tiempo 0), en donde su promedio general disminuyó de 66 a 60, a excepción de los alumnos que le dedicaron entre 30 a 60 minutos en donde su promedio es el mismo. Como se puede apreciar en la tabla VI, los alumnos que usaron el juego disminuyeron su tiempo de respuesta en los exámenes de 34 a 24 minutos (10 minutos de diferencia) con respecto a los que no la utilizaron en ningún momento con un tiempo de 37 a 26 minutos (11 minutos de diferencia), por lo que los estudiantes que usaron el juego serio no solo respondieron con un menor tiempo, Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 67 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. Tabla VI. Tiempos obtenidos al contestar las evaluaciones con base en el tiempo dedicado al juego. Rango tiempo (minutos) # Personas Primera evaluación Segunda evaluación 0 3 37 26 0-30 8 30 21 30-60 6 30 22 60-90 8 40 25 90-120 5 35 25 120-150 2 41 27 150-180 1 29 26 sino que también mejoraron su promedio para la segunda evaluación, a diferencia de los que no la utilizaron. Asimismo, se analizaron los resultados de los estudiantes que avanzaron en cada uno de los subtemas, como se muestra en la tabla VII, en donde la mayoría de los estudiantes entraron al tema de razonamiento aritmético (jerarquía de operaciones y relaciones de proporcionalidad) seguido por el razonamiento algebraico (expresiones algebraicas y productos notables), para posteriormente finalizar con el razonamiento estadístico y probabilístico (frecuencias e información gráfica). También se observó que conforme el grado de dificultad aumenta, el número de estudiantes que avanzan al siguiente nivel disminuye, lo que significa que, aunque la mayoría de los estudiantes sabe hacer procedimientos lineales de manera directa (pasar al nivel 2) se les dificulta ejecutar múltiples procedimientos (pasar al nivel 3) o incluso formar modelos con base en observación y análisis (completar el nivel 3). Tomando como base la tabla VII, se analizaron las evaluaciones de cuando los alumnos avanzaban por lo menos al siguiente nivel para cualquier subtema como se muestra en la tabla VIII. Tabla VII. Total de estudiantes que avanzaron de nivel. Subtema N i v e l % Nivel N i v e l % Nivel Nivel % Nivel 1 1 2 2 3 3 Jerarquía de operaciones básicas 28 93% 27 90% 14 47% Relaciones de proporcionalidad 24 80% 24 80% 21 70% Expresiones algebraicas 24 80% 16 53% 10 33% Productos notables 20 67% 15 50% 9 30% Ecuaciones 14 47% 10 33% 4 13% Sistemas de ecuaciones 11 37% 10 33% 6 20% Representaciones gráficas 12 40% 8 27% 4 13% Frecuencias e información grafica 21 70% 15 50% 7 23% Medidas descriptivas 14 47% 12 40% 7 23% Nociones de probabilidad 13 43% 10 33% 7 23% 68 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. En la tabla VIII, se puede apreciar que los estudiantes que no avanzaron en ninguno de los subtemas disminuyeron con un promedio general de 63 (primera prueba) a 59 (segunda prueba) en sus evaluaciones, a diferencia de los alumnos que si avanzaron por lo menos al siguiente nivel ya que su promedio mejoró o se quedó igual. Tabla VIII. Promedio de los estudiantes con base en si avanzo de nivel en los subtemas. # subtemas avanzados # Personas % Personas Primera evaluación Segunda e valuación 0 4 12% 63 59 1-2 8 24% 45 52 3-4 5 15% 61 61 5-6 4 12% 57 62 7-8 7 21% 47 57 9-10 5 15% 60 61 Con base en los resultados obtenidos anteriormente, se observó que, de los 33 estudiantes, 15 alumnos que usaron el juego serio mejoraron su promedio con respecto a la segunda prueba, 7 quedaron igual y el resto empeoró ya sea porque no utilizaron el juego, no avanzaron al siguiente nivel de dificultad en ninguno de los subtemas o sólo le dedicaron tiempo a esos subtemas. CONCLUSIÓN Tomando en cuenta los resultados mencionados anteriormente se considera que sí es posible desarrollar un sistema de inferencia difuso para el proceso de evaluación de un juego serio, pero con la modificación de la variable de aciertos, es debido a que si se contempla como se estimó en el FIS original sería complicado avanzar o quedarse en el mismo nivel, por lo que le sería difícil (casi imposible) quedarse o avanzar al siguiente nivel. Se estima que conforme más tiempo le dedican los estudiantes al juego y avanzan a los distintos niveles de los temas, su razonamiento se fortalece, a diferencia de los que no la utilizan. Se encontró que no todos los estudiantes que entran a contestar los problemas de los subtemas avanzan de nivel, como se muestra en la tabla 7, por lo que se considera que el FIS se implementó de manera correcta ya que no siempre se regresan de nivel pero tampoco se avanza de manera directa, así como también en la tabla 8, se puede observar que los estudiantes que lograron avanzar (por lo menos un nivel) si mejoraron en la segunda evaluación a diferencia de los que no la utilizaron o no avanzaron de nivel. AGRADECIMIENTOS Los autores deseamos agradecer a la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) por su apoyo en este proyecto, a los participantes, los expertos en matemáticas y los creadores del juego serio involucrados. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 69 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. REFERENCIAS 1. J. A. Baño Pazmiño, Estrategias metodológicas en el proceso lógicomatemático de los estudiantes (Tesis Maestría), Babahoyo: Universidad Regional Autónoma de los Andes, 2015. 2. M. L. Fernández Arteaga, «Importancia de la comprensión lectora en el abordaje de la primera etapa de resolución de problemas matemáticos con un enfoque crítico,» de I Congreso de Educación Matemática de América Central y El Caribe, Santo Domingo, 2013. 3. OECD, «Programa para la evaluación internacional de alumnos (PISA),» 2018. [En línea]. Available: http://www.oecd.org/pisa/publications/PISA2018_CN_ MEX_Spanish.pdf. [Último acceso: 01 Febrero 2019]. 4. N. Larrazolo, E. Backhoff y F. Tirado, «Habilidades de razonamiento matemático de estudiantes de educación media superior en México.,» Revista mexicana de investigación educativa, vol. 18, nº 59, pp. 1137-1163, 2013. 5. UPR - Recinto Universitario de Mayagüez, «ECOURSES UPRM,» Moodle, [En línea]. Available: https://ecourses.uprm.edu/?time=1472702400. 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Vanegas Jiménez, «Niveles de pensamiento y resolución de problemas matemáticos en los estudiantes del programa psicología de una universidad pública de Santa Marta 70 Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Desarrollo e implementación de un sistema de inferencia difuso en un juego serio... / Alicia Y. López Sánchez, et al. (Magdalena).,» Duazary (Revista Internacional de Ciencias de la Salud), vol. 9, nº 2, pp. 123-131, 2012. 15. M. D. Arango Serna, C. A. Serna Durán y P. O. Giovanni, «La gestión de indicadores empresariales con lógica difusa para la toma de decisiones,» Lámpsakos, vol. 1, nº 8, pp. 47-53, 2012. 16. S. N. Sivanandam, S. Sumathi y S. N. Deepa, Introduction to fuzzy logic using MATLAB, Berlín: Springer, 2007. 17. H. Lara, C. Rodríguez y C. Mendoza-Buenrostro, «Fuzzy inference system applied to mechanical design of bone tissue engineering scaffolds.,» de 2015 Asia-Pacific Conference on Computer Aided System Engineering, Quito, Ecuador, 2015. 18. S. Sadeghi Esfahlani, S. Cirstea, A. Sanaei y G. Wilson, «An adaptive selforganizing fuzzy logic controller in a serious game for motor impairment rehabilitation,» de 2017 IEEE 26th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Edinburgh, 2017. 19. A. Khabbaz, A. Pouyan, M. Fateh y V. Abolghasemi, «An Adaptive Learning Game for Autistic Children using Reinforcement Learning and Fuzzy Logic,» Journal of AI and Data Mining, vol. 7, nº 2, pp. 321-329, 2019. 20. S. Reyes Lüscher, A. Castillo Núñez, A. Zúñiga Bohigas y R. Llarena de Thierry, Niveles de dominio en Habilidad matemática: La estrategia de evaluación de ENLACE Media Superior Marcos de referencia 5, Ciudad de México: Centro Nacional de Evaluación para la Educación Superior (CENEVAL), 2012. 21. OECD, «PISA 2015 R,» 2018. [En línea]. Available: https://www.oecd.org/ pisa/pisa-2015-results-in-focus.pdf. [Último acceso: 15 Abril 2018]. 22. Apache, «cordova-plugin-device,» The Apache Software Foundation, 2012. [En línea]. 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Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 71 �Colaboradores Angster, Judit Es física y trabaja en el IBP del Instituto Fraunhofer de Física de la Construcción en Stuttgart, Alemania, desde 1992. Fue fundadora y directora del Grupo de Investigación de Acústica Musical/Fotoacústica. Imparte clases de acústica en la Universidad de Stuttgart y la Universidad Estatal de Música y Artes Escénicas de Stuttgart. . Ella viene de la conocida familia constructora de órganos Angster. Dávila Vázquez, Jimena Fernanda Profesional Técnico Bilingüe Progresivo en Mantenimiento Aeronáutico (2015) y estudiante de la carrera Ingeniero en Electrónica y Automatización en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Actualmente trabaja en Automatización en Schneider Electric. Espinosa Roa, Arián Licenciado en Química por la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Centro de Investigaciones Químicas (2006) y doctor en química organometálica por la misma institución (2013). Actualmente es investigador catedrático CONACYT, adscrito al Centro de Investigación en Química Aplicada Unidad Monterrey. Es miembro del sistema nacional de Investigadores Nivel I. Garza Navarro, Marco Antonio Ingeniero Mecánico Electricista (2004), M.C. en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (2006) y Doctorado en Ingeniería de Materiales (2009) por la FIME-UANL. Premio de Investigación UANL-2009, Nivel I en el SNI. Actualmente es Profesor Investigador de la FIME-UANL. 72 González González, Virgilio Ángel Químico Industrial con Maestría en Química Orgánica por la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL y Doctorado en Ingeniería de Materiales otorgado por la FIME-UANL. Ha sido investigador científico en el campo de los polímeros desde 1975. Es miembro del SNI nivel II. Es profesor de tiempo completo de la FIME desde 1998. González Juárez, Edgar Químico egresado de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM). Realizó sus estudios de maestría y doctorado en el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAp) de la UAEM. Es doctor en Ingeniería y Ciencias Aplicadas en el área de Materiales. Actualmente es profesor de Tiempo Parcial en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel C González Lara, Aída Lucina Profesora investigadora en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es Doctora en Ingeniería con orientación en Tecnologías de la Información, miembro del SNI en el nivel candidato. Recibió el “Reconocimiento al Mérito Académico ANFEI 2019”. Es Coordinadora Académica de la Maestría en Ingeniería con orientación en Tecnologías de la Información. Guerra Torres, César Profesor adscrito en el doctorado de T. I, Profesor en las asignaturas de Inteligencia Artificial, Control Inteligente y Diseño de Mecanismos, Secretario de Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Colaboradores Infraestructura de T. I., Desarrollador en Iot y M2M. Guzmán Lembo, Allison Estudiante de la carrera Ingeniero en Electrónica y Automatización en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. López Sánchez, Alicia Yesenia Profesora de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Doctora en Ingeniería con orientación en Tecnologías de la Información. Martín Várguez, Pedro Edmundo Licenciado en Química Industrial por la Universidad Autónoma de Yucatán, Maestro en Ciencias en Materiales por la FIME-UANL. Doctorante del Programa de Ingeniería de Materiales en la FIME. Martínez Reyna, Jonathan Estudiante de la carrera Ingeniero en Electrónica y Automatización en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Mayorga Alvarado, Carlos Daniel Profesional Técnico Bachiller en Electromecánica Industrial (2015) y actualmente estudiante de la carrera Ingeniero en Electrónica y Automatización en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Miklós, András Es un físico cuyos principales intereses son la fotoacústica, la acústica musical y la acústica teórica y de estado sólido. Fue científico senior en la Universidad de Heidelberg, Heidelberg, Alemania. Ha sido director del Steinbeis Transfer Center Applied Acústica en Stuttgart, Alemania, desde 2003. Desde 1986, ha realizado investigaciones de órganos de tubos con Judit Angster. Rucz, Péter Es ingeniero electricista cuyos principales intereses son la acústica musical y numérica y el procesamiento de señales digitales. Obtuvo su diploma (MS) y su doctorado en ingeniería eléctrica en la Universidad de Tecnología y Economía de Budapest, Hungría. Es investigador en el Laboratorio de Acoustics y Studio Technologies de la misma universidad. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 Rodríguez Liñán, Juan Ángel Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (2003), Maestro en Ciencias de Ingeniería Eléctrica con especialidad en Control (2005) y Doctor en Ingeniería Eléctrica (2009) por la FIME, UANL. Pertenece al Cuerpo Académico Tecnología e Innovación Mecatrónica. Es profesor en el Centro de Innovación, Investigación y Desarrollo en Ingeniería y Tecnología. Obtuvo el Premio de Investigación UANL 2009. Desde 2011 fue reconocido por PRODEP y SNI. Santiago Mustafat Ana Itzel Ingeniero en Nanotecnología por el Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica (ITSPR) (2019). Es estudiante de la Maestría en Ciencias con orientación en química de los materiales de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Sánchez Cervantes, Eduardo M. Licenciado en Cencias químicas por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (1987) y doctor en química del estado sólido por la Universidad Estatal de Arizona (1994). Es profesor de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Pertenece a la Academia Mexicana de Ciencias y a las Sociedades Mexicanas de Electroquímica y de los Materiales. Miembro del SNI, nivel 3. Torres Castro, Alejandro Ingeniero Mecánico, Maestro en Ciencias y Doctorado en Ingeniería de Materiales por la FIMEUANL. Posdoctorado en University of Texas at Austin, USA. Actualmente es profesor investigador en la FIME. Nivel II en el SNI. Torres Treviño, Luis M. Obtuvo la Licenciatura en Electrónica con especialidad en sistemas digitales en la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (1997), cursó una Maestría en Ingeniería Eléctrica por la Facultad de Ingeniería en la misma universidad (1998). Obtuvo el grado de Doctor en Inteligencia Artificial en el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey campus Monterrey (2004). Es profesor de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. 73 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores a colaborar en la revista Ingenierías con: artículos de divulgación científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos humanísticos del quehacer ingenieril y reportes de investigación. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. Los criterios aplicables a la selección de textos serán: originalidad, rigor científico, exactitud de la información, el interés general del tema expuesto y la claridad del lenguaje. Los artículos aprobados serán sujetos a revisión de estilo. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. Las contribuciones sobre modelación y simulación deben estar científicamente dentro del propio trabajo. Los trabajos con base en encuestas de opinión o entrevistas describiendo su impacto social, especialmente en áreas relacionadas con la ingeniería, deberán incluir la metodología y aspectos estadísticos tanto para su diseño como para el análisis de las mediciones y resultados, así como la validación de las correlaciones que pudieran presentarse. 74 No se consideran para publicación protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntas. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, por e-mail a la dirección: revistaingenierias@uanl.mx El título del artículo no debe exceder de 80 caracteres. El número máximo de autores por artículo es cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 15 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, primer piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 E-mail: revistaingenierias@uanl.mx Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �Código de ética Autores Los autores deben presentar una narración concisa y exacta del trabajo desarrollado, así como una discusión objetiva de su significado intelectual y científico. Los autores deben incluir a los coautores que hayan cambiado de afiliación durante el proceso de preparación y publicación del documento y que cumplieron con el criterio de coautoría, señalando el evento en una nota. Los autores deben incluir en su manuscrito detalles suficientes y referencias a fuentes de información públicas para hacer posible la reproducción del trabajo por terceros. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo de las instituciones y organismos que hayan contribuido significativamente al desarrollo del trabajo, así como a colaboradores que hayan contribuido de manera importante, incluyendo a fallecidos o a quienes hayan cambiado de afiliación, pero sin que hayan llegado a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera. Los autores deben abstenerse de presentar críticas personales en sus trabajos. Los autores deben abstenerse de utilizar nombres ficticios o seudónimos. Los autores deben citar aquellas publicaciones que son antecedentes esenciales para comprender el trabajo. Los autores deben responsabilizarse del material que presentan en su manuscrito. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Revisores Los autores deben abstenerse de ofrecer manuscritos que se encuentren en consideración por otras publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. Los autores deben abstenerse de incluir como autores a terceros que no cumplan con el criterio de coautoría, el cual consiste en su contribución significativa al desarrollo y preparación del trabajo. Los autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 Los revisores deben declinar cualquier invitación para evaluar un manuscrito si no se consideran calificados, carecen de tiempo para juzgar o se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los revisores deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. Los revisores deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas 75 �Código de ética contenidas en un manuscrito bajo consideración, excepto con el consentimiento expreso de los autores posteriormente al proceso de evaluación. Los revisores deben considerar en su revisión posibles errores o fallas de los autores al citar el trabajo relevante de otros. Los revisores deben informar al editor si encontraran alguna semejanza substancial entre el manuscrito y cualquier otro trabajo. Los revisores no deberán intentar contactar a los autores, si hubieran inferido su identidad, previamente a haber emitido su fallo. El editor debe delegar en los miembros del consejo editorial o comité técnico la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación en casos en que se presente conflicto de interés con él. El editor debe delegar la responsabilidad y autoridad editorial a alguno de los miembros de los consejos editoriales cuando él sea autor o coautor de un manuscrito que se somete a consideración de la revista. Cuerpo Editorial (Consejos Editoriales y Comité Técnico) Editor Los miembros del cuerpo editorial deberán estar dispuestos a otorgar consejo al editor en las situaciones requeridas. El editor debe dar consideración justa e imparcial a todos los manuscritos ofrecidos para su publicación, juzgando cada uno de sus méritos científicos o tecnológicos, sin prejuicios de raza, género, religión, creencia, origen étnico, ciudadanía, filosofía o política de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben declinar cualquier invitación para brindar consejo si se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente con los autores o con el trabajo a evaluar. El editor debe considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los miembros del cuerpo editorial deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. El editor debe abstenerse de expresar crítica personal. Los miembros del cuerpo editorial deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. El editor debe explicar y apoyar su juicio final para que los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de expresar críticas personales. El editor debe abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando cuente con el permiso de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. El editor deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a ninguna persona fuera de aquellos a los que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando se cuente con el permiso de los autores. El editor debe respetar la independencia intelectual de los autores. El editor debe procesar los manuscritos con diligencia. El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. 76 Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a cualquier persona fuera de aquellos que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deberán respetar la independencia intelectual de los autores. Ingenierías, Enero-Junio 2021, Vol. 24, No. 90 �� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2021 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 24 Número Número de la revista 90 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2021, Año 24, No 90, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2021 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021125 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Acústica en órganos tubulares Celdas solares Metlab Perovskita Razonamiento lógico-matemático Redes neuronales https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21023/Ingenierias_2021_Ano_24_No_91_Julio-Diciembre.pdf 87e554eba3fbb21b4f15698dbd578c98 PDF Text Text �91 Contenido Julio-Diciembre de 2021, Volumen 24, No. 91 3 Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines José Antonio De la O Serna 22 Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada de núcleo singular Ernesto Zambrano-Serrano, Miguel A. Platas-Garza, Alejandro E. Loya-Cabrera, Guadalupe E. Cedillo-Garza, Cornelio Posadas-Castillo 33 Explorando el océano a través de paisajes sonoros Jennifer L. Miksis-Olds, Bruce Martin, Peter L. Tyack 49 Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas Javier Ramón Sotomayor-Castellanos, Israel Macedo-Alquicira, Eduardo Mendoza-González 63 Colaboradores 65 Información para colaboradores 66 Código de ética Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 90 � �DIRECTORIO Ingenierías, Volumen 24, N° 91, julio- diciembre 2021. Es una publicación semestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Desarrollo Litográfico S.A. de C.V., M. M. del Llano 924 Ote., Centro, Monterrey, Nuevo León, México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de julio de 2021. Tiraje: 800 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66455. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2021 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Mtro. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General Mtra. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Lic. Antonio Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Dr. Jesús G. Puente Córdova Redacción Gregoria Torres Garay Tipografía y formación Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Webmaster René de la Fuente Franco Impresor CONSEJO EDITORIAL INTERNACIONAL Dr. Mauricio Cabrera Ríos, Puerto Rico. UPRM / Dra. Ruth Kiminami, Brasil. UFSC, San Pablo / Dr. Juan Jorge Martínez Vega, Francia. Universidad de Toulouse III / Dr. Juan Miguel Sánchez, USA. UT-Austin / Dr. Zarel Valdez Nava, Francia. UPS-INPT-LAPLACE-CNRS. 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Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñán, FIME-UANL. � Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines José Antonio De la O Serna Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica jose.delaosr@uanl.edu.mx A B RESUMEN Los splines son esenciales en procesamiento de señales. No solamente se usan en el muestreo e interpolación de señales, sino también en el diseño de filtros, en procesamiento de imágenes, y el análisis multiresolución. Aquí presentamos una nueva clase de splines. Se les llama O-splines porque sus nodos están separados por un ciclo fundamental. Se usan como muestreadores de estados óptimos, en el sentido de que sus coeficientes ofrecen en cada instante de tiempo las derivadas del segmento de señal que aseguran la mejor aproximación de Taylor alrededor de un punto, o la mejor interpolación de Hermite entre dos puntos. Los O-splines corresponden a la respuesta impulsional de los filtros de la Transformada de Tiempo Discreto de Taylor-Fourier (DTTFT). Los pasabajas coinciden con los núcleos centrales de interpolación de Lagrange, los cuáles convergen a la función Seno Cardenal, respuesta impulsional del filtro ideal. Y sus derivadas convergen a su vez a los diferenciadores ideales pasabajas. Los O-splines pasabanda son splines armónicos, pues son simples modulaciones de un pasabajas en cada frecuencia armónica. En este artículo se presenta la solución en forma cerrada de los O-splines pasabajas. Con ella se reduce enormemente la complejidad computacional de la DTTFT y se pueden obtener O-splines de orden elevado. Con ellos se pueden diseñar filtros pasabanda muy cercanos al ideal, en cualquier frecuencia. Los O-splines definen una escalera de espacios muy útiles para el análisis multiresolución, y el análisis tiempo-frecuencia. El artículo ilustra algunos ejemplos de diversa naturaleza. Por supuesto que una nueva familia de onduletas obtenidas a partir de los O-splines está en camino. PALABRAS CLAVE Splines cardenales, núcleo de interpolación central de Lagrange, Transformada de tiempo discreto Taylor-Fourier, señales oscilatorias, oscilaciones de potencia, análisis tiempo-frecuencia, análisis multiresolución, compresión de datos. ABSTRACT Splines are at the essence of signal processing. Not only in sampling and interpolation, but also in filter design, image processing, and multi-resolution analysis. A new class of splines is presented here. They are referred to as Osplines since their knots are separated by one fundamental cycle. They are used as optimal state samplers, in the sense that their coefficients provide the Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 � �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna derivatives for the best Taylor approximation to a given signal about a time instance or the best Hermite interpolation between two of them. They are the impulse response of the filters of the Discrete-Time Taylor-Fourier Transform (DTTFT) filter bank. Lowpass O-spline coincides with the Lagrange central interpolation kernel, which converges towards the ideal Sinc function. It comes with its derivatives which in turn converge to the ideal lowpass differentiator. The bandpass O-splines are harmonic splines since they are modulations of the former kernel at harmonic frequencies. In closed-form, they reduce the computational complexity of the DTTFT and can be used to design ideal bandpass filters at a particular frequency. By increasing the order they define a ladder of spaces very useful for multi-resolution and time-frequency analysis. Examples are provided at the end of the paper. Naturally, a new family of wavelets is coming soon from these splines. KEYWORDS Cardinal splines, central Lagrange interpolation kernel, Taylor-Fourier discrete time transform, oscillatory signals, power oscillations, time-frequency analysis, multi-resolution analysis, data compression. INTRODUCCIÓN Los splines1, 2 están no solamente en la base de las operaciones del procesamiento de señales, tales como el muestreo y la interpolación, sino también en el diseño de filtros,3 el procesamiento de imágenes,4 y el análisis multi-resolución.5 Ellos se han aplicado igualmente en el diseño asistido por computadora, en computación gráfica para dibujar curvas suaves con curvatura mínima, y para reproducir modelos gráficos y representación de superficies. Los splines más conocidos en procesamiento de señales son los B-splines.6-7 Lo B-splines de orden m son continuos hasta la derivada m - 1. Esta propiedad garantiza juntas continuas. Tienen soporte compacto, pero no son spline cardenales. Sin embargo, ellos se encuentran en la base del marco matemático para el diseño de los splines cardenales de interpolación modernos, tales como los llamados B-splines exponenciales, o E-splines,8, 9 o combinaciones lineales de ellos. En esta investigación se obtuvo una nueva clase de splines. Los O-splines fueron obtenidos numéricamente en10 para analizar señales oscilatorias de sistemas de potencia. También han sido usados para analizar electro-encefalogramas.11 Pero aquí se obtienen en forma cerrada para diseñar filtros pasa-banda y reducir la carga computacional en el análisis de señales de banda limitada. Los O-splines son las respuestas impulsionales del banco de filtros de la transformada de tiempo discreto Taylor-Fourier (DTTFT).10 Ellos son las funciones duales de las del modelo de señal Taylor-Fourier, el cual no es más que la extensión de Taylor de la transformada de Fourier discreta (DFT), en el cual los coeficientes de Fourier se extienden a polinomios de Taylor. Se llaman O-splines porque sus segmentos son cíclicos, es decir sus nudos se separan en intervalos de un ciclo fundamental, y porque ofrecen coeficientes óptimos para la representación de las señales en el subespacio Taylor-Fourier. Los O-splines en forma cerrada se obtienen mediante la factorización del � Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna modelo de señal DTTFT en dos operadores: uno para los términos de Taylor, y el otro con las exponenciales complejas de Fourier en las frecuencias armónicas. En esta descomposición, los O-splines y sus derivadas se encuentran en los vectores de la matriz dual del operador de Taylor, y los O-splines pasabanda son simple modulaciones a las frecuencias armónicas de la matriz de Fourier. Los O-splines pasabajas resultan ser los kernels de interpolación central de Lagrange, los cuáles son de soporte compacto y convergen a la función Seno Cardenal Sinc cuando el orden tiende a infinito.12 En consecuencia su respuesta en frecuencia converge a la del filtro pasabajas ideal, y las de sus derivadas a las respuestas en frecuencia de los diferenciadores ideales. Como los O-splines operan en la etapa de análisis en la matriz dual, 13 funcionan como muestreadores de estados de la señal, es decir en cada instante de tiempo ofrecen muestras de la señal y de sus primeras derivadas, ofreciendo los coeficientes óptimos para la mejor aproximación de Taylor a la señal en la ecuación de síntesis. Esta es una diferencia importante con respecto a la mayoría de los splines, cuya literatura se consagra a su rendimiento como interpoladores.14 Esta característica distingue este trabajo de investigación de los encontrados en la literatura. Los trabajos más recientes de splines cardenales de interpolación son sobre los splines de muchos nódulos MK-splines.15 Éstos son filtros FIR simétricos con muestras en cada mitad de intervalo y obtenidos por combinaciones lineales de Bsplines del mismo orden. Tienen dos trozos polinomiales por intervalo unitario con el doble de nudos (de ahí su nombre). Aun cuando MK- y O-splines tienen soporte compacto, los O-splines no tienen nada que ver con los B-splines. Su cardenalidad resulta directamente en el operador adjunto de la expansión Taylor-Fourier. En consecuencia, los O-splines son aplicados como operadores de muestreo, operación inversa a la de interpolación. Ellos obtienen los mejores coeficientes Taylor-Fourier, con significado físico de posición, velocidad y aceleración de la señal. Al estar en la base dual de un sistema biortogonal, establecen un proceso híbrido de análisis-síntesis. Estas son las principales distinciones de los O-splines, que los hacen únicos, óptimos, útiles, efectivos y eficaces. Recientemente, los MK-splines fueron generalizados a los GMK-splines,16 una familia de splines obtenidos mediante la relajación a racionales de la mitad de intervalo de los MK. Aun cuando esta relajación produce algunos filtros con ganancias de paso no-planas, y otros con soporte fraccionario (no entero), los GMK splines de orden n tienen continuidad de orden n-1. El modelo de señal DTTFT se concibió como una extensión del tradicional concepto de fasor (coeficiente de Fourier) al de fasor dinámico para capturar oscilaciones con mejor exactitud. Este modelo extendido corresponde al de señales en el donde F1 is la frecuencia fundamental, y N es el número de armónicas dentro de la banda delimitada por la frecuencia de muestreo. Esto corresponde al emphspan del conjunto de polos con multiplicidad K+1 en las N frecuencias armónicas.9 Bajo este aspecto, los O-splines son splines exponenciales con argumentos imaginarios, o splines de Fourier y cumplen con las propiedades y teoremas de los B-exponenciales en.8 La ecuación de síntesis de la DTTFT interpola un polinomio de Taylor del Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 � �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna orden del spline, sobre el intervalo del spline, pero con las derivadas estimadas también es posible hacer una interpolación de Hermite entre dos estados cíclicos consecutivos. El muestreador de estados dotado con un interpolador de Hermite ofrece un algoritmo de compresión óptima de señales oscilatorias y reduce el costo computacional con un error suficientemente pequeño controlado por el orden de los O-splines a la entrada y el grado del spline de Hermite a la salida. En lo que sigue, el modelo de señal DTTFT se presenta en la Sección II. Los O-splines pasabajas se obtienen en forma cerrada en la Sección III, junto con sus derivadas y sus respuestas en frecuencia. Enseguida, los O-splines armónicos se establecen en la Sección mbox III-D mbox . Como resultados IV se usan los O-splines para analizar y reconstruir una senoidal, para eliminar el ruido de una oscilación de frecuencia variable de un sistema real de potencia,17, 18 y para separar los modos de oscilación de una forma de onda de presión sanguínea de un paciente.19 Finalmente se presentan las conclusiones del artículo. TRANSFORMADA DE TIEMPO DISCRETO TAYLOR-FOURIER Los O-splines de la DTTFT O-splines fueron presentados en10 en forma matricial. En el presente artículo se obtienen en forma cerrada. Esta formulación reduce la complejidad computacional y ofrece una secuencia de funciones cuyos espectros convergen al del filtro pasabajas ideal. El modelo de señal Taylor-Fourier se obtiene relajando los coeficientes de Fourier a funciones temporales polinomiales de la forma, las cuales portan la envolvente compleja de cada frecuencia armónica h. Así, el modelo de señal extendido se expresa de la siguiente forma: (1) en donde F1 es la frecuencia fundamental en Hz, T1 es el período segundos, y C es el númbero de ciclos. De esta forma, las armónicas se convierten en señales de banda angosta.20 La envolvente compleja ξh(t) en cada frecuencia armónica es entonces aproximada por el mejor polinomio de Taylor de grado K: (2) en el sentido óptimo de mínimos cuadrados (LMS), en cada intervalo de observación de C ciclos, y centrado en el instante t0. Al tomar N muestras por período fundamental, la ecuación de síntesis del subespacio DTTFT puede escribirse de (1) y (2) como sigue: (3) donde la matriz Φ (K+1) N×(K+1) N contiene los vectores de la base vectorial del subespacio, y los subvectores contienen las derivadas de los fasores dinámicos de cada armónica ξN(h) en (2). La submatriz WN N × N es la matriz de Fourier de la transformada de Fourier Discreta (DFT) con columnas armónicas Y finalmente la matriz diagonal � Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna T (K+1)N × (K+1)N contiene las muestras del primer término de Taylor en el intervalo de C=K+1 ciclos fundamentales. Ver10 para más detalles de esta formulación. Note en (3) que aumentando el orden de Taylor por uno, el tamaño del modelo aumenta por N, ya que cada término de Taylor afecta al conjunto de armónicas, y por tanto se requiere otro ciclo fundamental de datos al fondo dela matriz Φ. Note también que las matrices diagonales de Taylor (y sus potencias), operan productos Hadamard de los segmentos cíclicos en sus diagonales con las columnas de las matrices WN. En,10 se demostró que la matriz Φ puede factorizarse en dos: (4) Esta factorización es posible gracias a que las columnas de WN contienen un período fundamental. Las submatrices diagonales Yc, c = 1,2,…,C, N×N, contienen muestras de segmentos cíclicos consecutivos de la matriz de Taylor T in (3). El producto Hadamard en (3) se obtiene en (4) bloque por bloque, de cada columna de submatrices en ϒ, con las submatrices WN en la diagonal de Ω, reconstruyendo las submatrices verticales de (3). La siguiente ecuaicón ofrece los mejores coeficientes (Least Mean Squares, LMS) de la proyección de x sobre el subespacio Taylor-Fourier: (5) en la cual es la matriz dual de Φ, dada por 21 (6) Y con Φ = ϒΩ en (4), se tiene: (7) lo que indica que las columnas de son modulaciones a las frecuencias armónicas de las columnas de submatrices diagonales en es decir, las columnas de submatrices diagonales en contienen las envolventes comunes (el O-spline y sus derivadas) de cada frecuencia armónica en WN. Ya que ϒ es una matriz cuadrada invertible, su dual es simplemente la transpuesta de su inversa: (8) la cual es simplemente la matriz de cofactores Adj(ϒ) dividida por el determinante de ϒ. La multiplicación de submatrices diagonales en el operador de Taylor ϒ produce el producto punto a punto de sus diagonales. En consecuencia, ϒ se puede compactar en una matriz C×C sustituyendo cada submatriz por el k-ésimo término de Taylor como una función de tiempo evaluada en su correspondiente iésimo segmento. Así se puede obtener fácilmente la inversa de esa matriz compacta ya que esas funciones actúan como cofactores en la inversión. En la siguiente sección se obtienen en forma cerrada los O-splines pasabajas de orden K y sus primeras derivadas de el numerador en (7) cuando cada T Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 � �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna submatriz WN en Ω se reduce a su primer vector columna de unos. Se denota con 0 la submatriz resultante, ya que esa operación convierte las diagonales en cada renglón de en un vector que concatena dichas diagonales en un polinomio a trozos, es decir, en un spline. Las diagonales en las submatrices del primer renglón ofrecen el O-spline pasabajas, y las de los renglones subsecuentes en sus primeras derivadas. Los O-splines armónicos o pasabanda serán simplemente modulaciones de los pasabajas en cada frecuencia armónica. O-SPLINES PASABAJAS EN FORMA CERRADA En las siguientes subsecciones se obtienen los O-splines pasabajas y sus primeras derivadas en 0 mediante la solución en forma cerrada de la matriz inversa de ϒ en (8) y concatenando los pedazos polinomios de cada vector de 0. Para K=0, se tiene: y por tanto es ortogonal y el O-spline es el pulso rectangular. El sistema (9) Para y t2 = t[0,T1)= t1+T1, tenemos (10) con |Φ0(1)| = t2 - t1 = T1. Entonces se tiene: (11) donde un es el tiempo normalizado u=tn∕T1. Sus columnas forman el pulso rectangular: (12) y la onduleta de Haar: Para K=2, tenemos (13) con En este caso y (14) Note en (11) y (14), que es suficiente con calcluar la primera columna de la matriz dual, ya que las siguientes son el negativo de la derivada de la precedente escalada por factores constantes. De hecho, como el primer vector columna es simétrico, solamente se requiere su primera mitad para obtener todos los vectores restantes. De (13) se puede ver que Φ0(K) es una matriz de Vandermonde con columnas escaladas. En el Apéndice A se comprueba que su determinante es � Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Finalmente, para Su primera columna es: (15) y las siguientes son : En general, el polinomio del c-ésimo intervalo de tiempo de izquierda a derecha del O-spline pasabajas de orden K es dado por (16) en donde la constante Dc garantiza valor unitario en u = 0 en cada polinomio. Se puede reconocer que el conjunto de polinomios en (16) coincide con el conjunto de pwolinomios de Lagrange de orden K que interpolan una secuencia Dirac Kronecker en ventanas temporales de tamaño K conteniendo su valor unitario central. Cada O-spline es revestido con una pieza de cada uno de esos polinomios, formando el K-ésimo kernel de interpolación central de Lagrange.12 La forma factorial en (16) permite el cálculo de cualquier O-spline, pieza por pieza, evitando el problema de singularidad encontrado en la inversión numérica de la matriz del operador de Taylor en (8) cuando T1 es pequeño para cualquier orden En12,22 y 23 se demuestra que cualquier pedazo del kernel de interpolación central de Lagrange converge al pedazo correspondiente de la función Sinc cuando Fig. 1. O-splines pasabajas de orden impar y sus espectros abajo. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 � �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Fig. 2. O-splines pasabajas pares y sus espectros abajo. RESPUESTA EN FRECUENCIA DE LOS O-SPLINES El gráfico superior en la figura 1 ilustra algunos O-splines de orden impar, junto con la función Sinc (K →∞), y en la inferior sus espectros correspondientes. Como se puede ver, los O-splines forman respuestas impulsionales de filtros FIR que convergen al filtro ideal pasabajas. Cada trozo polinomial se aproxima al lóbulo correspondiente de la función Sinc. Sus respuestas en frecuencia tienen una ganancia pasabanda monotónica y la banda de paro tiene pequeños rizos, y en ese sentido son similares a las de los filtros IIR de Chebyshev tipo II. Los O-splines de orden par también convergen a la función Sinc pero con discontinuidades en los extremos de los trozos polinomiales, las cuáles producen rizos más altos en la banda de paro, como puede verse en los gráficos correspondientes de la figura 2. La figura 3 muestra los espectros en dB de los O-splines impares de la gráfica al fondo de la figura 1, para evaluar su rendimiento en análisis armónico. Para K = 200, la aproximación al filtro ideal es remarcable, ya que el primer lóbulo latera está en -47dB, y las ganancias de paro a -326dB, y para K = 9 están en -34 dB y -350dB, respectivamente. Fig. 3. Espectros en dB de los O-splines pasabajas de orden impar. 10 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Finalmente, en la figura 4 se comparan los MK-splines cuadrático y cúbico con los O-splines de mismo soporte, el cúbico y quíntico. Se nota que ambos tipos tienen pasabanda plana, con la más ancha para el O-spline quíntico. El primer lóbulo lateral de los MK está a -32 y -42 dB, mientras que los de los O se encuentra a -30 y -31.5 dB, respectivamente. Sin embargo, los MK-splines no tienen bandas de paro máximamente lisas en las armónicas, mientras que los Osplines si las tienen. Medidas en la primera armónica las ganancias de los MKs son de -60 y -64 dB y de -223 y -322 dB para los O-splines, respectivamente. Esta profesión es crucial en análisis armónico. Fig. 4. MK-splines cuadrático y cúbico, comparados con el cubico y quíntico O-spline. O-SPLINE PASABAJAS Y SUS DERIVADAS Para un orden dado, la matriz dual contiene no solamente el O-spline pasabajas, sino también sus primeras derivadas. La figura 5 muestra en el primer renglón los primeros cuatro O-splines y sus derivadas en las columnas correspondientes en orden creciente hacia abajo. Al usar un conjunto vertical como respuestas impulsionales de un banco de filtros, éste ejecuta un muestreo (o remuestreo) de estados de la señal. Note que las derivadas sucesivas de un O-spline son combinaciones lineales de traslaciones sucesivas de los O-splines precedentes, formando una escalera de subespacios de los órdenes anteriores. La última derivada de la diagonal constituye el subespacio del orden más bajo V 0, generado con traslaciones de φ0(0)(t), los elementos de la primera supradiagonal están en el subespacio de primer orden V 1, el subespacio de funciones a trozos lineales, generado por traslaciones de φ0(1), y así sucesivamente, hasta el O-spline de más alto grado. Para el O-spline de tercer orden, se tienen las siguientes derivadas en términos de los O-splines de orden inferior. La primera derivada: (17) para la segunda: (18) Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 11 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna y finalmente su tercera derivada: (19) Fig. 5. En el renglón de arriba, los O-splines para K = 0,1,2, y, 3, y bajo cada uno de ellos sus derivadas sucesivas. C. Respuesta impulsional y en frecuencia de los Diferenciadores El gráfico superior de la figura 6 muestra las respuestas impulsionales del primer diferenciador de orden 3 y 5, 0(3)(u), y 0(5). Note que convergen a la primera derivada de la función Sinc mostrada con línea a rayas. mientras sus respuestas en frecuencia, en la gráfica inferior, convergen al del primer diferenciador pasabanda ideal. De hecho, si Hh(0)(f) es la respuesta en frecuencia del O-spline de orden h, entonces la respuesta del primer diferenciador es Hh(1)(f) = (j2πf)Hh(0)(f), es decir, una ganancia lineal truncada por la respuesta en frecuencia del O-spline de orden h, como ilustra la línea a rayas. Fig. 6. Respuestas impulsional (arriba) y de frecuencia (abajo) del primer diferenciador con K = 3 y K = 5. Superpuestas las del ideal con líneas a rayas. 12 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Similarmente, las respuestas impulsionales de los segundos diferenciadores de orden 3 y 5 se muestran en la gráfica superior de la figura 7. Cuando el orden K →∞ convergen a la segunda derivada de la función Sinc; mientras sus respuestas en frecuencia, al fondo, tienen una ganancia parabólica en su banda de paso, truncada por la respuesta en frecuencia del O-spline correspondiente, ya que en este caso se tiene Hh2(f) = (j2πf)2Hh0(f), una ganancia cuadrática ajustada a la ideal mostrada por la línea a rayas. Fig. 7. Respuestas impulsional (arriba) y de frecuencia (abajo) del segundo diferenciador con K = 3 y K = 5. Superpuestas las del ideal con líneas a rayas. D. O-splines Armónicos Los O-splines armónicos son simplemente modulaciones de los O-splines pasabajas a la frecuencia de cada armónica: (20) Los cruces por cero de la función compleja exponencial coinciden con los de los O-splines pasabajas, preservando su propiedad cíclica. RESULTADOS En esta sección se usarán los O-splines de orden 3 como muestreadores de una señal senoidal de baja frecuencia, en la extracción de un modo de oscilación de frecuencia variable en un sistema eléctrico de potencia real,10 y para analizar los modos de oscilación de una forma de onda oscilográfica de presión arterial (BPOW, por sus siglas en Inglés) de un paciente de la base de datos presentada en.24 Señales reales con fuertes fluctuaciones de frecuencia son usadas para valorar el rendimiento del método propuesto en escenarios reales. Los O-splines se aplican cada ciclo fundamental, y se aplica interpolación de Taylor o de Hermite para reconstruir las señales. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 13 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna SEÑALES MUESTREADAS E INTERPOLADAS La señal sinusoidal continua s(u) = cos(u∕4) y sus primeras dos derivadas se analizan y reconstruyen con el método propuesto. Como su espectro está localizado bajo las ganancias ideales de los diferenciadores, los errores de interpolación son pequeños. Esto ilustra el buen rendimiento de la técnica propuesta. La gráfica superior de la figura 8 muestra la señal y sus primeras dos derivadas mostrando con círculos las muestras estimadas. La desviación estándar de los errores de muestreo es de 4.2 × 10-5,1.05 × 10-5, y 4.59 × 10-4 para la función, primera y segunda derivada, respectivamente. Los errores de interpolación obtenidos con esas muestras con interpolaciones de Taylor de orden 3, 2 y 1 para la función, primera y segunda derivada se ilustran en la figura 9. Los errores máximos de dichas interpolaciones son de 6 × 10-5, 2.1 × 10-4, y 5 × 10-4, respectivamente. Fig. 8. Función Coseno muestreada e interpolada (arriba) y sus primeras dos derivadas abajo. Fig. 9. Error de la señal sintetizada con el modelo de señal de Taylor, y errores de la primera y segunda derivada. 14 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Fig. 10. Errores de interpolación con muestras (arriba), y con datos exactos (abajo). Las muestras de la señal se interpolan con la interpolación de Taylor, el quinto esquema de Hermite (ver Apéndice B), con el O-spline (usado como interpolador), y con el spline cúbico de Keys.25 Los errores de interpolación se ilustran en el gráfico superior de la Fig. 10 comparados con el error de interpolación de Taylor. El error máximo más pequeño se obtiene con la interpolación de Taylor (con un error máximo de ±6 × 10-5), enseguida, el error del interpolador quíntico de Hermite envuelve al error de la interpolación de Taylor, y seguido por el error de interpolación con el O-spline, con un error máximo de 1.4 × 10-4. El peor error de interpolación se obtiene con el spline cúbico de Keys, con un máximo error de 1.2 × 10-2, el cuál se encuentra fuera del rango de loa anteriores ilustrados en esa gráfica. Para evaluar el rendimiento del método óptimo propuesto, en la gráfica inferior de la figura 10 se ilustra los errores obtenidos cuando las muestras exactas de la función y sus derivadas se usan para la interpolación de Taylor de orden 3 y la de Hermite de orden 5. Ambos errores, de Taylor y Hermite son nulos y planos junto a los polos. El error máximo de la interpolación de Taylor es de 10-5, mientras que el de Hermite es de 5 × 10-9. Comparando esta gráfica con la superior de la figura 9, se puede ver que el método propuesto alcanza un error solamente seis veces mayor que el teórico con interpolación cúbica. La precisión de las muestras estimadas aumenta con O-splines de orden mayor. B. Oscilación de Potencia La oscilación de potencia analizada en10 es tomada como un segundo ejemplo. La oscilación se obtuvo de un sistema de voltajes y corrientes trifásicos, muestreados a 20 muestras por período fundamental en un sistema eléctrico de potencia de 50Hz, y se ilustra en la gráfica superior de la figura 11, con su espectro en la gráfica de en medio. El O-spline de orden 3 con una compresión temporal de dos, y un ancho de banda de 100Hz, cuyo espectro se ilustra en la gráfica del fondo, es usado para extraer la oscilación. En10 se demuestra que es un modo de oscilación modulado en frecuencia, yendo de cero a 15.6Hz, con un incremento exponencial. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 15 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Fig. 11. Oscilación de potencia (arriba), su espectro (en medio), y la respuesta en frecuencia del filtro usado en el análisis (al fondo). Fig. 12. Modo de frecuencia variable (arriba) y armónicas alrededor de 115Hz (en medio), con la oscilación reconstruida y la original (abajo). La señal es muestreada cada mitad de ciclo fundamental usando (5) e interpolación de Taylor es usada en esos intervalos con (3). El resultado se muestra en la figura 12. La gráfica superior muestra el modo de oscilación interpolado con polinomios de Taylor. Su frecuencia variable es perceptible porque s período de oscilación va disminuyendo muy rápido hacia el final de la ventana. El ruido en la gráfica de en medio es simplemente la diferencia entre la señal original y la interpolada. La gráfica del fondo muestra la superposición de la señal interpolada y el ruido, superpuesta sobre la original. Se nota que la reconstruida es casi perfecta, a pesar el importante ruido localizado durante la falla. La varianza de la diferencia entre la oscilación interpolada de Taylor y sus estimados instantáneos obtenidos con el muestreador de estados O-spline es igual a 0.0127, el cuál es inferior al 0.32% de la máxima amplitud de la oscilación. C. Forma de Onda Oscilométricas de Presión Arterial La estimación de presión sistólica y diastólica de datos numéricos de BPOWs 24 es un reto interesante debido a la estructura compleja de estas señales. La extracción del modo fundamental es crucial ya que éste muestra la pulsación principal del corazón. Ambas presiones son estimadas de la envolvente de amplitud de este modo de oscilación. 16 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Fig. 13. BPOW (arriba), su espectro y las respuestas en frecuencia de los filtros de análisis (al fondo). Los demás modos son debidos al comportamiento no linealidad de la manga. La gráfica superior de la figura 13 muestra la señal BPOW analizada, muestreada a 150 muestras por segundo. Su estructura básica temporal consiste de picos repetitivos con formas de parábolas colgantes que brincan hacia arriba y hacia abajo. Su espectro es ilustrado en la gráfica de abajo junto con las respuestas en frecuencia de los O-splines armónicos usados en la descomposición. Éstos se obtienen modulando el O-spline pasabajas de orden 3 (mbox III-D mbox ) dilatado al doble (a 8 ciclos) para reducir su ancho de banda a la mitad. Las muestras se obtienen aplicando producto punto a la señal con traslaciones sucesivas de los O-splines armónicos y sus derivadas, y los modos se reconstruyen con los estimados instantáneos en de (5). Fig. 14. Descomposición oscilográfica de la BPOW. De arriba hacia abajo los modos predominantes (0,1,2, y 3) seguida pr la señal con frecuencias interarmónicas. Al fondo, la señal sintética superpuesta a la original con reconstrucción casi perfecta. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 17 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna Los modos predominantes de la BPOW se ilustran en las cuatro gráficas superiores de la figura 14, seguida por la señal residual, y finalmente, en la gráfica del fondo, la señal sintética estimada comparada con la señal original. Note que el modo de oscilación de orden cero no es constante, sino que fluctúa a muy baja frecuencia. La envolvente del primer modo (línea roja de la segunda gráfica) tiene la forma parabólica esperada. Por otra parte la señal residual (formada por la energía espectral en las bandas de paro de los filtros) tiene forma de cigüeñal que explica los brincos de las formas parabólicas en la gráfica superior de la figura 13. La tabla I muestra el error cuadrático medio (MSE) como porciento de la energía de la BPOW cuando los modos consecutivos se van agregando en la señal reconstruida, formando reconstrucción perfecta cuando se incluyen todas las componentes. Las discrepancias se deben a la complejidad de las fluctuaciones de la señal BPOW, cuyos modos no están perfectamente delimitados, como se puede ver en la gráfica del fondo de la figura 13. Tabla I. Error cuadrático medio normalizado al ir incluyendo modos consecutivos. Error Cuadrático Medio (%) 0 87.64 1ero 31.22 2do 19.08 3ero 17.19 4o 17.00 Residual 0.00 DISCUSIÓN El kernel de interpolación central de Lagrange se usa en la literatura como interpolador,22, 14 o como un kernel de aproximación a la función Sinc,12 pero no como un kernel de análisis, y mucho menos como un muestreador de los estados de una señal. Esta es la contribución de este artículo, junto con la derivación en forma cerrada de las funciones de los O-splines, la cual reduce la complejidad computacional de la DTTFT, especialmente cuando la señal contiene armónicas, como los casos ilustrados en la sección anterior. En12 se compara el rendimiento del kernel interpolador central de Lagrange y el spline cardenal fundamental6 de órdenes sucesivos. Sin embargo, esta comparación es inválida en nuestra aplicación de análisis, ya que los splines fundamentales tienen soporte infinito, mientras que el soporte de los kerneles de Lagrange son finitos. El método propuesto difiere también del propuesto en,13 ya que la función dual de la base interpolatoria no tiene soporte finito. También difiere del usado en,10 en el cuál únicamente la ecuación de análisis (5) es utilizada con el O-spline y sus derivadas. En el aquí propuesto se usa también la ecuación de síntesis en la interpolación. CONCLUSIONES Los O-splines son las respuestas impulsionales de los filtros pasabanda de la DTTFT. Son modulaciones a las frecuencias armónicas del filtro pasabajas. Ellos actúan como el filtro ideal pasabajas con ganancias ideales de diferenciación en las frecuencias armónicas y se usan como muestreadores de los estados de señales 18 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna oscilatorias de banda limitada, ofreciendo un algoritmo de compresión de datos óptimo para modos oscilatorios, con un error suficientemente pequeño graduado por el orden del O-spline. Son muy útiles para captar oscilaciones de las cuáles no sólo interesa estimar o interpolar la pura señal, sino también sus derivadas, ofreciendo un potente estimador de estados implementado por filtros FIR, con un gran potencial para aplicaciones de pronóstico y control de sistemas dinámicos. Apéndice A Determinante de Matriz Vandermonde Dada la matriz de Vandermonde: (21) se sabe que: (22) En el caso de y (23) como los factoriales de los términos de Taylor en las columnas de columns de cancelan los factoriales del determinante de la matriz Vandermonde. Por tanto: (24) con Apéndice B Interpolador Quíntico de Hermite La función f(u) entre los instantes t0 y t1, con estados es la siguiente: (25) (26) con los siguientes polinomios quínticos: (27) (28) (29) (30) (31) (32) Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 19 �Análisis de armónicas dinámicas con filtros de respuesta impulsional finita diseñados con O-splines / José Antonio De la O Serna REREFERNCIAS 1. C. de Boor, A practical Guide to Splines. Springer, 2001. 2. I. J. Schoenberg, Cardinal Spline Interpolation. SIAM, 1973. 3. D. Pang, L. A. Ferrari, and P. Sankar, “B-spline FIR filters,” Circuits Systems and Signal Process, vol. 13, no. 1, pp. 31–64, 1994, available: https://doi. org/10.1007/BF01183840. 4. T. M. 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Además, se muestra la respuesta experimental del circuito propuesto y se compara con las soluciones analíticas. Los resultados muestran que el voltaje del capacitor depende directamente de los valores del orden fraccionario. PALABRAS CLAVE Circuito electrónico RC, cálculo fraccionario; solución analítica, derivada tipo Caputo. ABSTRACT This paper proposes the fractional-order differential equation of an RC electronic circuit in terms of the Caputo-type fractional derivative. The fractionalorder derivative is defined in the interval 0<q≤1 considering the dimensionality of the parameters R and C. The exact analytical solution is presented using properties of the Laplace transform and Mittag-Leffler function. Besides, the experimental response of the proposed circuit is presented and compared with the analytical solutions. The results show that the voltage depends on the values of the fractional order. KEYWORDS RC electronic circuit, fractional calculus, analytical solution; Caputo derivative INTRODUCCIÓN El cálculo de orden fraccionario se ocupa del estudio de las derivadas e integrales de orden arbitrario sobre dominios reales o complejos y sus aplicaciones. Tiene sus raíces en 1695, en una carta de L’Hopital a Leibniz, donde el primero preguntó sobre el posible significado de una derivada dn⁄dtn cuando n=1/2. 22 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. En respuesta a la carta recibida, Leibniz contestó: “Es una aparente paradoja, de la cual algún día se extraerán consecuencias muy útiles”. Esta respuesta atrajo la atención de brillantes científicos durante los siglos XVIII y XIX.1 De entre los cuales podemos mencionar a Euler (1738), Laplace (1812), Fourier (1822), Abel (1823), Liouville (1832-1855), Grünwald (1867), Letnikov (1868-1872), Riemann (1876), Laurent (1884) o Heaviside (1893-1912). Recientemente, el cálculo de orden fraccionario ha experimentado avances considerables en diferentes áreas del conocimiento como física, biología, química, matemáticas e ingeniería, considerando la aplicación del cálculo fraccionario en problemas del mundo real como se muestran Su et al.2 y Tavazoei.3 Hoy en día, muchos matemáticos e ingenieros están interesados en este nuevo campo. Intentando dar respuesta a las siguientes preguntas de investigación: ¿Cómo caracterizar la derivada fraccionaria utilizada en este nuevo campo? ¿Cuál es la importancia de una derivada fraccionaria? ¿Cuándo y dónde podemos usar la derivada fraccionaria? Las derivadas fraccionarias son operadores no locales debido a que se definen por medio de integrales. Por tanto, la derivada fraccionaria contiene información sobre la función en todos sus puntos anteriores, por lo que posee un efecto de memoria; esto significa que el siguiente estado de un sistema depende no sólo de su estado actual, sino también de todos los estados históricos. Esto es más realista y los resultados derivados de los sistemas fraccionarios son de naturaleza más general y son esenciales para una descripción y comprensión más precisa del comportamiento del sistema complejo y dinámico.4 Asimismo, las derivadas e integrales de orden fraccionario consideran propiedades hereditarias, fenómenos de relajación, fractalidad temporal a diferentes escalas, heterogeneidades materiales y efectos distribuidos no locales, los cuales son fundamentales para describir los componentes eléctricos.2 Otra característica del cálculo fraccionario es la inclusión de nuevos grados de libertad al sistema al incrementar la información que se puede obtener de la naturaleza del fenómeno en cuestión. Actualmente, existen muchos tipos de derivadas fraccionarias en el cálculo fraccionario. Las definiciones más utilizadas son las propuestas por RiemannLiouville y Caputo, las cuales son definidas por medio de la convolución de la derivada local de una función dada con una función de ley de potencias,4 también conocida como derivada fraccionaria de núcleo singular. Mientras que Caputo y Fabrizio, hicieron una interesante propuesta de derivada de orden fraccionario, proponiendo un operador con núcleo local y no singular que involucra la ley de decaimiento exponencial en lugar de la ley de potencias.5 Con base en la función de Mittag-Leffler extendida generalizada no singular y no local, Atangana y Baleanu propusieron dos derivadas fraccionarias en el sentido de LiouvilleCaputo y Riemann-Liouville. Las derivadas de orden fraccionario propuestas por Atangana y Baleanu son al mismo tiempo filtros y operadores fraccionarios.6 Khalil et al. propusieron extender las definiciones de límites ordinarios de las derivadas en una función llamada derivada conformable.7 Recientemente, muchos investigadores han intentado modelar procesos reales utilizando el cálculo fraccionario. Munoz-Pacheco, et al.8 quienes estudiaron el efecto que agrega la memoria en un sistema regulador de glucosa-insulina mediante la aplicación de un operador fraccionario. Rosales et. al.9investigaron Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 23 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. la solución de un circuito RC usando diferentes tipos de operadores fraccionarios. La solución analítica del circuito RLC considerando los operadores FabrizioCaputo, Atangana-Baleanu-Caputo, Atangana-Koca-Caputo es presentada por Gómez-Aguilar.10. Ndolane Sene analiza la estabilidad asintótica local y la estabilidad asintótica global de un circuito RLC considerando el operador de Liouville-Caputo.11 También muestra la estabilidad de entrada fraccionaria, estudiando la estabilidad asintótica global uniforme de las ecuaciones diferenciales fraccionarias de los circuitos RL, RC y LC.12 De acuerdo con las referencias previamente mostradas, únicamente se han reportado soluciones analíticas y análisis de estabilidad de circuitos electrónicos en configuraciones RC, RLC, LC y RL considerando operadores de orden fraccionario sin mostrar a manera de comparación la respuesta experimental de un circuito RC. El único reporte en la literatura relacionado a la implementación de un circuito RC considerado operadores fraccionarios es el de Gómez-Aguilar et al.13 donde presenta el resultado obtenido en un espectroscopio aplicado a un RC. Teniendo en cuenta tal falta, este artículo hace una contribución al tema presentando la comparación entre la implementación experimental del circuito RC y la solución analítica de orden fraccionario basado en la derivada fraccionaria de tipo Caputo. El resto de artículo está organizado de la siguiente manera, primero se presentan algunos conceptos preliminares relacionados al cálculo fraccionario. Luego se muestra la solución analítica de un circuito RC en serie de orden fraccionario. La implementación experimental del circuito RC y la comparación con la respuesta de orden fraccionario se reportan después, finalmente, se presentan una serie de comentarios a modo de conclusión. DEFINICIONES DE ORDEN FRACCIONARIO En esta sección recordamos las principales definiciones de los operadores de orden fraccionario. La definición de la derivada fraccionaria de tipo Caputo esta expresada de la siguiente forma: Definición 1.4 Considere una función f:[0,+∞)→R, la derivada fraccionaria en el sentido de Caputo de la función f de orden q es formulada mediante la expresión. Para todo t>0, donde q es el orden de la derivada fraccionaria y Γ(·) es la función Gamma. La definición de la derivada de orden fraccionario en el sentido de Caputo es ampliamente considerada en el estudio de sistemas en el dominio del tiempo, debido a que, las condiciones iniciales para la derivada fraccionaria de tipo Caputo pueden ser expresadas de la misma forma que una ecuación diferencial ordinaria y con una interpretación física conocida. Además, de que la derivada de una constante en el sentido de Caputo es cero. 24 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. La transformada de Laplace de la ecuación (1) se define de la siguiente forma donde f(k) es la k-ésima derivada ordinaria. La transformada inversa de Laplace requiere la introducción de la función Mittag-Leffler, la cual es definida como: Definición 2.4 La función Mittag-Leffler con dos parámetros es expresada de la siguiente forma donde q>0,β ϵ R, y z ϵ C. En particular cuando q=1 y β=1 de la ecuación (3) se tiene que Por lo que se considera a la función exponencial como un caso particular de la función Mittag-Leffler. Solución del circuito RC con operadores locales y no locales En este artículo se considera el circuito eléctrico RC descrito por la figura 1. Fig.1. Circuito RC. Considerando las leyes de voltaje de Kirchhoff, la ecuación diferencial que describe el comportamiento del circuito RC esta expresada como donde RC=τ es la constante de tiempo del circuito, R es la resistencia expresada en Ohms, C es la capacitancia medida en Faradios, Vo(t) es el voltaje en el capacitor, y Vi(t) es el voltaje de entrada. Considerando que el voltaje inicial sobre el capacitor es Vo(0)=0, y asumiendo que la fuente Vi(t) corresponde a una entrada constante Vi la solución de la ecuación (5) en el dominio de tiempo es Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 25 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. la ecuación (6) describe la carga del circuito RC considerando una fuente constante. Por otra parte, preservar la dimensionalidad física al momento de considerar un operador de orden fraccionario es crucial en la aplicación. En matemáticas puras por lo general, la derivada de orden entero es remplazada por definiciones de orden fraccionario, pero, esto no es suficiente para problemas físicos y algunas aplicaciones en ingeniería. Por tanto, se requiere de una modificación dimensional para el caso fraccionario. Para este propósito, Rosales et al.9 y Gomez-Aguilar10 proponen una metodología sistemática capaz de diseñar ecuaciones diferenciales fraccionarias para sistemas físicos, la cual consiste en transformar la derivada ordinaria en una derivada fraccionaria de la siguiente forma La introducción del parámetro σ permite la consistencia dimensional cuando σ=seg. Además, cuando q=1 la ecuación (7) es una ecuación diferencial ordinaria de primer orden con respecto al tiempo t. Sustituyendo (7) en (5) obtenemos la ecuación diferencial de orden fraccionario correspondiente al circuito RC expresada de la siguiente forma donde σ=τ=RC es la constante de tiempo expresada en segundos y el operador expresando en (1). Entonces la solución analítica de la ecuación diferencial fraccionaria definida por (8) se obtiene aplicando la transformada de Laplace expresada en (2) en ambos lados de la ecuación (8) y, asumiendo que la fuente Vi(t) corresponde a una entrada constante Vi obtenido la siguiente relación donde Vo(s) es la transformada de Laplace de Vo(t). Considerando el método propuesto por Kenneth y Ross14 y aplicando la transformada inversa de Laplace es posible expresar (9) como una serie entonces la solución analítica de la ecuación diferencial fraccionaria (10) es expresada como: 26 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. donde Eq (.) representa la función Mittag-Leffler (3) con β=1. La figura 2, muestra el comportamiento en el tiempo del voltaje en el capacitor Vo(t) expresado en (11) considerando diferentes valores de orden fraccionario q. con incrementos Δq=0.1, una fuente de voltaje de entrada constante Vi=10 Volts, un Capacitor C=1 µF, una Resistencia R=1 MΩ y τ=1 seg, donde se observa que conforme q→0 el voltaje de salida decrece similarmente. Fig. 2. Solución analítica de la ecuación (11) considerando diferentes valores de q correspondiente al voltaje en el capacitor Vo(t). DISEÑO EXPERIMENTAL DEL CIRCUITO RC Para propósitos experimentales, consideramos la plataforma NI-myRIO-1900. NI-myRIO es un dispositivo embebido el cual cuenta con entradas analógicas, salidas analógicas, además de líneas de E/S digitales, LEDs, acelerómetro un FPGA Xilinx y un procesador ARM Cortex-A9. La relativa simplicidad que ofrece el dispositivo al momento de configurarlo ha permitido su consideración en diferentes áreas tales como procesamiento de señales, sistemas control, robótica y mecatrónica. El circuito RC mostrado en la figura 1 fue implementado de forma práctica como se muestra en la figura 3. Las principales características del dispositivo myRIO son: Procesador Xilinx Z-7010. Velocidad 667 Mhz. Memoria DDR3 de 256Mb. Salidas analógicas de ±10Volts. Resolución de 12 bits. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 27 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. Fig. 3. Implementación electrónica del circuito RC. El valor de los elementos pasivos es Resistencia R=1 MΩ. Capacitor C=1 µF. El proceso de adquisición de datos fue implementado en LabView con el objetivo de obtener los datos experimentales de la respuesta en el tiempo del circuito RC. El diseño del instrumento virtual realizado en LabView se muestra en la figura 4. La figura 4 (arriba), muestra el diseño del instrumento virtual. De la figura 4 (abajo) el bloque “analog input” es utilizado para adquirir una muestra de voltaje en el capacitor el cual se encuentra conectado al puerto de entrada analógica, mientras que el bloque “analog output” envía la señal de excitación al circuito RC mediante una salida analógica. El proceso en lazo cerrado está configurado para realizarse cada 5 milisegundos. Además, los datos obtenidos experimentalmente son procesados en Matlab 2016b. La medición adquirida experimentalmente es comparada con la solución analítica (11) considerando la suma de los errores cuadráticos para diferentes valores de orden fraccionario q; la suma de los errores cuadráticos son considerados como criterio de ajuste o función de costo, la cual se realiza considerando la siguiente ecuación donde V0[k] representa la k-ésima muestra de la solución analítica, ym[k] es la señal adquirida experimentalmente y N es número de datos obtenidos experimentalmente. 28 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. Fig. 4. Diseño del instrumento virtual en LabView. (arriba) vista frontal del instrumento, (abajo) diseño del instrumento. La figura 5 muestra el valor de la función de costo (12) para diferentes valores de q, en este artículo tomamos en cuenta 80 diferentes valores de orden q considerando el siguiente intervalo qϵ(0.95,0.99). Bajo estas condiciones, se obtiene que el valor mínimo de q que mejor se aproxima a la solución experimental del circuito RC mostrado en la figura 1 con una resistencia R= 1MΩ, un capacitor C= 1µF y una entrada constante de Vi=10 volts. Bajo estas condiciones, se obtiene que el valor mínimo de q=0.98475. En la figura 6 (Respuesta del circuito RC) se observa la respuesta experimental adquirida en color rojo, la solución analítica (11) considerando un orden fraccionario q=0.98475 en color azul y la solución analítica de orden Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 29 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. Fig. 5. Evaluación de función de costo para determinar la mejor aproximación. Fig. 6. Error de aproximación para la respuesta de orden fraccionario propuesta y la respuesta de orden entero. entero mostrada en (6) en color verde. Mientras que en la figura 6 (Magnitud de error de aproximación) se muestra la magnitud de los errores de ambas aproximaciones. Note que la aproximación fraccionaria tiene un error menor que la de orden entero. COMENTARIOS FINALES En este artículo se estudió la solución analítica y la respuesta experimental de un circuito RC considerando la definición de la derivada fraccionaria de 30 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. tipo Caputo, además, se consideró la metodología de diseño de ecuaciones diferenciales fraccionarias de sistemas físicos preservando la dimensionalidad de los elementos pasivos R y C. Se presentó la solución analítica considerando la transformada de Laplace y la función Mittag-Leffler para un intervalo 0<q≤1. El circuito RC analizado fue implementado electrónicamente considerando la plataforma NI-myRIO-1900. Donde los resultados experimentales fueron procesados en Matlab y comparados con la solución analítica considerando diferentes valores de orden fraccionario q. Por medio de una función de costo se determinó el valor mínimo de orden q que mejor se aproxima a los datos experimentales obtenidos por la tarjeta NI-myRIO-1900, obteniendo que la mejor aproximación ocurre cuando se considera el siguiente valor q=0.98475. Finalmente, se observa que conforme q→0 el voltaje de salida V0(t) decrece similarmente. AGRADECIMIENTOS E. Zambrano-Serrano agradece a CONACYT/MÉXICO (350385), y al Cuerpo Académico Automatización y Control de la UANL. C. Posadas-Castillo agradece a CONACYT/MÉXICO No. 166654, A1-S-31628. Todos los autores agradecen a la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. REFERENCIAS 1. D. Baleanu, K. Diethelm, E. Scalas and J. Trujillo, Fractional Calculus: Models and Numerical Methods, London: World Scientific Publishing, 2017. 2. H. Su, Y. Zhang, D. Baleanu, W. 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Munoz-Pacheco, C. Posadas-Castillo and E. Zambrano-Serrano, “The Effect of a Non-Local Fractional Operator in an Asymmetrical GlucoseInsulin Regulatory System: Analysis, Synchronization and Electronic Implementation,” Symmetry, vol. 12, no. 9, p. 1395, 2020. 9. J. Rosales, J. Filoteo and G. A, “A comparative analysis of the RC circuit Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 31 �Comportamiento de orden fraccionario en la respuesta de un circuito RC mediante derivada ... / Ernesto Zambrano et al. with local and non-local fractional derivatives,” Revista Mexicana de Fisica, vol. 64, no. 6, pp. 647-654, 2018. 10. J. Gómez-Aguilar, “Fundamental solutions to electrical circuits of non-integer order via fractional derivatives with and without singular kernels,” The European Physical Journal Plus volume, vol. 133, p. 197, 2018. 11. N. Sene, “Stability analysis of electrical RLC circuit described by the CaputoLiouville generalized fractional derivative,” Alexandria Engineering Journal, vol. 59, pp. 2083-2090, 2020. 12. N. Sene, “Fractional input stability for electrical circuits described by the Riemann-Liouville and the Caputo fractional derivative,” AIMS Mathemathics, vol. 4, no. 1, pp. 147-165, 2019. 13. J. Gómez-Aguilar, J. Rosales-Garcia, J. Razo-Hernandez and G.-C. M, “Fractional RC and LC electrical circuits,” Ingenierias Investigación y Tecnología , vol. 15, no. 2, pp. 311-319, 2014. 14. M. Kenneth and B. Ross, An Introduction to the fractional Calculus and Fractional Differential Equations, Wiley-Blackwell, 1993. 32 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros School of Marine Science and Ocean Engineering University of New Hampshire, Estados Unidos de América B JASCO Applied Sciences, Canadá C Sea Mammal Research Unit Scottish Oceans Institute School of Biology University of St Andrews Fife St Andrews, Escocia, Reino Unido j.miksisolds@unh.edu; bruce.martin@jasco.com; plt@st-andrews.ac.uk A Traducción al español con la colaboración de Leonardo Treviño Arrambide y Daniela Alejandra Gutiérrez Dimas. “Exploring the ocean through soundscapes. Vol. 14, Issue 1,2018.” https://acousticstoday.org/exploring-ocean-soundscapes/ Reproduced with permission from Acoustics Today (www.acousticstoday.org). Copyright 2018, Acoustical Society of America. Jennifer L. Miksis-OldsA, Bruce MartinB, Peter L. TyackC RESUMEN Escuchar paisajes sonoros submarinos nos ayuda a entender cómo la física oceánica y la biología de las comunidades marinas están respondiendo a un océano que cambia dinámicamente. PALABRAS CLAVE Paisajes sonoros, señales acústicas en los océanos. ABSTRACT Listening to underwater soundscapes helps us understand how ocean physics and the biology of marine communities are responding to a dynamically changing ocean. KEYWORDS Ocean soundscapes, acoustic signals in the oceans. Introducción Es una tarde clara y usted está mirando hacia el horizonte desde el punto más alto dentro de 100 km. Se pueden ver “millas y millas”, pero los únicos sonidos que se pueden escuchar son la gente con usted, algunos pájaros, insectos y el viento. Ahora, si usted fuera a un punto equivalente en el océano para estar parado en la cresta del medio Atlántico con vista a la llanura abisal del océano, usted todavía tendría 1,200 m de agua obscura alrededor. Escuchando a través de un hidrófono, los sonidos serían extraordinariamente ricos. Se oirían los crustáceos arañando la roca y los corales de aguas profundas. Las ballenas de esperma, las ballenas con pico y las ballenas piloto estarían buscando comida mediante ecolocalización. Los llamados de la ballena azul y de aleta, atrapados en el canal de sonido profundo, llegarían de miles de kilómetros de distancia. Cada pocos segundos, el canal de sonido también traería pulsos de energía de los estudios sísmicos de petróleo y gas que llegan desde Brasil, África, el Mar del Norte y Terranova. La investigación acústica subacuática ha revelado la increíble física de cómo se propaga el sonido en el océano, motivado principalmente por el uso del sonido para detectar petróleo y gas bajo la corteza terrestre o para aplicaciones navales. A lo largo del camino, aprendimos que la vida marina ha aprovechado la física Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 33 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. oceánica y ha evolucionado en el uso del sonido como una modalidad sensorial primaria para interactuar con el medio ambiente. Ahora estamos escuchando las conversaciones submarinas y utilizando la acústica pasiva para evaluar la biodiversidad marina, la densidad animal y el estado y la salud del ecosistema. Este artículo presenta la idea de un paisaje sonoro submarino, el uso exitoso del paisaje sonoro para entender la ecología marina, el modelado de paisajes sonoros y el sonido oceánico como una variable oceánica esencial (EOV). Paisajes sonoros subacuáticos Una gran cantidad de información relacionada con la dinámica de los océanos y las actividades humanas puede obtenerse simplemente escuchando el campo de sonido ambiental. Este paisaje acústico, o paisaje sonoro, es la suma de múltiples fuentes sonoras que llegan a la ubicación de un animal receptor o un grabador acústico. Los sonidos medidos en una grabadora acústica se caracterizan por nuestras mediciones típicas de ingeniería tales como niveles de presión acústica, niveles de exposición ponderados del sonido (SELs), rugosidad, y curtosis. La percepción de los sonidos a la vida marina depende de la contribución relativa de cada fuente, dirección de la fuente, propagación a través del entorno, texto conductual, capacidad auditiva del oyente, e historia del oyente con sonidos similares (figura 1). Fig. 1. Arriba: el paisaje sonoro está compuesto por el sonido, las mediciones físicas del campo sonoro, y el paisaje que transmite cómo todas las fuentes sonoras se superponen y son percibidas por el oyente. Cajas blancas: señales S i(1-7) procedentes de fuentes sonoras en el entorno con diferentes tamaños y orientaciones destinadas a transmitir diferentes tipos de fuentes; cajas negras: características físicas y perceptivas de las señales sonoras del oyente. Laeq: nivel sonoro en decibelios equivalente a la energía acústica total ponderada durante un tiempo determinado. 1 Abajo: representación de las múltiples fuentes oceánicas que forman un paisaje sonoro oceánico. 2 34 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. Los paisajes sonoros submarinos son dinámicos; varían en espacio y tiempo y dentro de los hábitats y entre ellos. El sonido en las profundidades del océano se propaga a tales distancias bajo el agua que los paisajes sonoros son influenciados no sólo por las condiciones locales sino también por fuentes sonoras mucho más distantes que en el aire. El paisaje sonoro submarino se compone de contribuciones (figura 2) de la actividad humana (por ejemplo, transporte marítimo, buques pesqueros, muestreadores para estudios sísmicos), procesos naturales abióticos o geofísicos (por ejemplo, viento, lluvia, hielo), y contribuciones acústicas de fuentes biológicas (por ejemplo, sonido producido a partir de movimientos de animales y vocalizaciones de mamíferos marinos, peces e invertebrados). Las flechas en una sola dirección en la figura 2 muestran que el paisaje sonoro está directamente influenciado en una sola dirección por factores antropogénicos y abióticos, y las flechas en dos direcciones indican que el sonido no está sólo influenciado, sino que también influye, sobre el componente biológico del paisaje sonoro. Por consiguiente, el paisaje sonoro subacuático no es simplemente un parámetro físico del medio ambiente que debe medirse y cuantificarse. El paisaje sonoro depende del oyente y tiene un laso de retroalimentación donde los cambios en el paisaje sonoro tienen el potencial de impacto de comportamiento acústico y factores bióticos que influyen en la ecología conductual del ecosistema y finalmente alteran aún más el paisaje sonoro (figura 2). Fig. 2. Paisaje sonoro presentado en el contexto de la ecología acústica. Cajas verdes y flechas, factores naturales: ecología conductual, comportamiento acústico, y factores abióticos y bióticos que contribuyen a (flechas salientes) o impactados por (flechas entrantes) el paisaje sonoro (caja azul y flechas); caja roja y flechas, interacciones y las variaciones de la actividad humana relacionadas con el paisaje sonoro o que repercuten en él. Adaptado de van Opzeeland y Miksis-Olds. 3 El análisis del paisaje sonoro se realiza en corrientes de datos en directo o grabaciones de señales de presión recibidas de registradores acústicos pasivos desplegados en el fondo del océano o anclados en la columna de agua. Las grabaciones nos permiten observar hábitats marinos sin los efectos desconcertantes Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 35 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. de la presencia humana o el sesgo del muestreo. Las grabaciones de la gama completa de sonidos oceánicos tienen un ancho de banda amplio (150 kHz o más), duran períodos de meses a años, y a menudo se recogen en lugares múltiples que los investigadores comparan para encontrar similitudes y diferencias (escuche paisajes sonoros en tiempo real grabados en diferentes lugares oceánicos en http://www.listentoteep.com). Estos conjuntos de datos son llamados de cinco dimensiones porque tienen tiempo, frecuencia, amplitud, latitud y longitud. El objetivo del análisis del paisaje sonoro es extraer información de las grabaciones para identificar qué fuentes están presentes, las amplitudes de las fuentes, cómo interactúan y cómo los animales en el medio ambiente pueden percibir y responder a los sonidos. En los últimos años, algunos equipos de investigación han comenzado a realizar grabaciones de paisajes sonoros direccionales que aumentan los datos a seis dimensiones añadiendo la dirección de llegada (figura 3). Los sensores de presión direccionales en aguas profundas también ofrecen el potencial para medir el movimiento de partículas. Por desgracia, esta metodología no se extiende a mediciones precisas de las partículas cerca de la superficie del mar, en el fondo marino o en aguas poco profundas, ya que no está relacionado linealmente con la presión en estas regiones. El movimiento de partículas, a diferencia de la presión, es el componente del sonido percibido por la mayoría de los peces e invertebrados marinos. Su medición y percepción es un tema que requiere una amplia investigación. 4 Fig. 3. Cinco minutos de datos acústicos de una nave sísmica y un cañón de aire pasando sobre un hidrófono direccional. Arriba: serie temporal de nivel de presión acústica. Abajo: espectrograma donde el color indica la dirección de llegada mostrada por la rueda de color (amarillo, Norte; azul, Sur). El sensor estaba a 60 cm del fondo marino en 110 m de agua. Tenga en cuenta que la dirección del buque cambia de color antes de los impulsos del arreglo del cañón de aire porque estaba ~100 m detrás de la nave. Los datos de monitorización acústica pasiva (soundscape) pueden descomponerse de forma selectiva para comprender mejor las fuentes que configuran las características temporales, espaciales y espectrales del entorno acústico 5, 6 (por ejemplo la figura 4). Hay una amplia variedad de medidas acústicas y formatos de presentación en la literatura de paisajes marinos relacionados con los focos de cada estudio. Por ejemplo, los estudios de patrones y tendencias del 36 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. Fig. 4. Ejemplos de presentaciones de datos de paisajes sonoros utilizando un conjunto de datos de 11 meses registrados a 20 m del lecho marino en 1,280 m de agua frente a Terranova, Canadá. A: serie temporal de niveles de presión acústica limitados en banda de 1 hora (SPL). B: media espectral a largo plazo del conjunto de datos completo. C: distribuciones diarias de valores de índice de complejidad acústica de 1 minuto (ACI) para la banda de frecuencia de 40-200 Hz. Los valores inferiores a 1 indican una menor complejidad (es decir, fuentes sonoras continuas) y los superiores a 1 indican una mayor complejidad (fuentes sonoras impulsivas). D: distribución de densidades espectrales de 1 minuto de potencia, incluidos los percentiles de superación (es decir, el 5% de los valores de potencia de la densidad espectral superaron la línea L5). Elipses rayadas anaranjadas, presencia de señales sísmicas; elipses sólidas negras, ballenas aletas; círculos azules sólidos, una nave de posicionamiento dinámico distante (DP). Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 37 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. paisaje sonoro tienden a utilizar mediciones de los niveles de presión acústica (figura 4, A y B) y percentiles de superación del nivel sonoro (nivel sonoro que se supera N% del tiempo durante un período de tiempo especificado; figura 4D), mientras que los estudios de la biodiversidad de los ecosistemas muestran índices de diversidad acústica del paisaje sonoro representativo del número de especies vocales presentes en una zona (figura 4C). Los análisis de paisajes sonoros han proporcionado un medio para comprender mejor la influencia de los parámetros ambientales como la presencia de hielo marino y los ciclos lunares en los procesos acústicos locales 7, 8 evaluando la calidad del habitat y la salud de los arrecifes de coral 8, 9 y midiendo la biodiversidad 10, 11 para comprender mejor los impactos y riesgos de las contribuciones humanas al paisaje sonoro en la vida marina. Utilización de paisajes sonoros submarinos Durante la última década, los costes de recogida y análisis de datos de vigilancia acústica pasiva han disminuido constantemente, lo que ha dado lugar a un número creciente de estudios que exploran cómo los animales utilizan la información de su paisaje sonoro ambiental para la comunicación, orientación y navegación 12, 13 (véase también el artículo de Slabekoorn 14 en Acoustics Today). El concepto de utilizar sonidos ambientales o reflejados (a diferencia de las señales de comunicación específicas) como señales de movimiento directo o de identificación de hábitats apropiados se ha identificado recientemente como un nuevo campo de estudio denominado orientación del paisaje sonoro, y el concepto también se incluye en el campo más amplio de la ecología del paisaje sonoro en la literatura científica. 12, 13 Se ha especulado que las grandes ballenas barbadas usan señales acústicas ambientales o señales acústicas para guiar su migración. 15, 16 Del mismo modo, se ha propuesto que las señales de los paisajes sonoros puedan proporcionar a las focas en el agua un gradiente acústico destacado entre el agua abierta y las condiciones de hielo sólido mediante el cual las focas pueden orientarse para mantener el acceso al agua abierta para respirar. 17 Los estudios de laboratorio y sobre el terreno han demostrado que tanto los invertebrados como los peces utilizan señales de los paisajes sonoros para la orientación y localización del hábitat de asentamiento apropiado. Stanley et al. 18 midieron el nivel de intensidad acústica requerido para provocar asentamiento y metamorfosis en varias especies de cangrejos, y Simpson et al. 19 mostraron que los peces de arrecifes de coral parecen responder más fuertemente a los componentes de mayor frecuencia (>570 Hz) del paisaje sonoro del arrecife. Los hábitats con mayor biodiversidad suelen asociarse a paisajes acústicos más ricos en comparación con los hábitats de baja diversidad, que en sí mismos pueden ser una señal importante para la orientación animal en el agua y el aire. 13, 20, 21 Un ejemplo de la utilidad del análisis a largo plazo del paisaje sonoro es el estudio de los últimos 50 años en la costa oeste de los Estados Unidos. Tras una combinación de grabaciones desclasificadas de la Marina de los Estados Unidos y conjuntos de datos científicos, se ha documentado un aumento constante del sonido de baja frecuencia (10-200 Hz) que se atribuye principalmente a un aumento del transporte marítimo comercial. 22. Los niveles de ruido han aumentado en aproximadamente 3 dB/década (0.55 dB/año) hasta la década de 1980 23 y luego se han reducido a 0.2 dB/año. 24 Las mediciones más recientes 38 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. en esta región muestran una nivelación o una ligera disminución de los niveles sonoros desde finales de la década de 1990, a pesar del aumento del número y tamaño de los buques. 25 La ballena azul, de aleta, jorobada, el rorcual del norte y el Brydes, y el cachalotes se comunican en la banda de frecuencia de 10 a 200 Hz; el infrasonido de las olas estrellándose en tierra (que los animales marinos probablemente utilizan para la orientación) también está en esta banda. La comprensión de cómo la vida marina utiliza esta banda de frecuencia y los efectos de las contribuciones humanas en esta misma banda es el tema de muchos estudios de paisajes sonoros. Los aumentos del transporte marítimo por sí solos no explican plenamente el aumento observado de 10 a 12 dB en la banda de 20 a 40 Hz entre 1965 y 2003. 22, 26 Las actividades de exploración y producción de petróleo y gas, así como de fuentes de energía renovables, también han aumentado los niveles sonoros totales en esta banda. 27 Es probable que los niveles sonoros bióticos también hayan aumentado debido a la recuperación de las poblaciones de ballenas y al efecto Lombard, que es el aumento de la amplitud de las llamadas para compensar los niveles de ruido más elevados. El efecto Lombard se ha demostrado en humanos y en muchas poblaciones animales y puede contribuir a elevar los niveles de baja frecuencia a medida que los animales vocalizan más fuerte para ser escuchados por encima del ruido. 28 El cambio climático está aumentando la cantidad de hielo glacial que envuelve los océanos, y a medida que los glaciares se desintegran, generan ruido de baja frecuencia con grandes niveles de origen que contribuyen al presupuesto regional de ruido durante largos períodos. 29 Los límites regionales de los paisajes sonoros, incluso para las frecuencias bajas que propagan grandes distancias, están infravalorados por las diferencias en el aumento del nivel sonoro a largo plazo. Aunque los estudios reportan un aumento significativo de los niveles de ruido ambiental en el Pacífico Norte, los estudios actuales en los océanos Índico, Atlántico Sur y Pacífico ecuatorial no han observado un aumento uniforme del nivel sonoro de los océanos. 30, 31 Se sabe muy poco sobre el paisaje sonoro mundial en su conjunto, y esta es una zona activa de exploración oceánica. La teoría y las observaciones sugieren que el ruido generado por el hombre podría estar acercándose a niveles en los que podría haber efectos negativos sobre la vida marina. 27 MODELADO DEL PAISAJE SONORO Hasta ahora hemos discutido la descomposición de los sonidos medidos en los puntos del océano para explorar qué fuentes están presentes y cómo conforman el espacio acústico utilizado por los seres humanos y la vida marina (figura 1). Sin embargo, también es posible estimar un paisaje sonoro combinando las firmas acústicas de fuentes regionales. El modelado de paisajes sonoros es el proceso de componer los sonidos en un entorno basado en fuentes, ubicaciones, movimientos y condiciones de propagación acústica supuestos. Los investigadores modelarán paisajes sonoros para probar algoritmos de detección, clasificación y localización en condiciones controladas o para predecir los efectos potenciales de las actividades humanas. Tradicionalmente se han hecho supuestos de simplificación para reducir la carga computacional, especialmente para el ruido de Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 39 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. la superficie del mar causado por el viento y las olas y la pérdida de propagación acústica. A medida que aumenta la velocidad de las computadoras, las fuentes de sonido más avanzadas y los modelos de propagación permiten el desarrollo cada vez más rápido de algoritmos y una mejor comprensión de la propagación del sonido, así como la autorización solicitudes de estudio de exposición incidental a la vida marina durante actividades industriales, científicas o militares (por ejemplo, figura 5). 32 Fig. 5. Modelo del SPL a partir de una instantánea de la ubicación de los buques del sistema de identificación automatizada, que se generó como parte de la investigación de los efectos acumulativos del tráfico de buques actual y adicional proyectado en el puerto de Prince Rupert, Columbia Británica. Figura proporcionada por JASCO Applied Sciences, Nueva Escocia, Canadá, y la Autoridad Portuaria Prince Rupert. Mediciones acústicas para la conservación Entender los efectos del ruido en la vida marina motiva muchas mediciones de paisajes marinos sonoros. Los efectos del ruido a menudo se agrupan en cuatro categorías: (1) muerte y lesión, (2) efectos fisiológicos, (3) alteración del comportamiento, y (4) enmascaramiento de sonidos. La protección de la vida marina contra la muerte y las lesiones ha sido el centro de atención de la industria y los fondos gubernamentales recientes. Como resultado, sabemos más sobre qué niveles de sonidos y métricas predicen lesiones, especialmente a los mamíferos marinos, que aquellos asociados con cambios de comportamiento y enmascaramiento. Se utilizan dos mediciones de umbral para estimar el conjunto de lesiones en la vida marina. El nivel máximo de presión acústica del impulso (por ejemplo, explosión o pilotaje) se utiliza para evaluar la posibilidad 40 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. de daño fisiológico a los tejidos (por ejemplo, barotrauma en los peces). La energía sonora que puede dañar la audición en la vida marina es estimada por el SEL, que acumula energía sonora a lo largo del tiempo. 33, 34. El SEL en el medio marino es una dinámica complicada relacionada con la distancia de origen, las condiciones de propagación acústica y el solapamiento entre el contenido de frecuencia de la fuente y la sensibilidad auditiva de los animales receptores. Para la exposición al sonido humano, utilizamos la ponderación familiar A, y se proponen funciones de ponderación similares para cinco grupos de mamíferos marinos. 35 Aún no hemos entendido lo suficiente la audición de peces, tortugas marinas e invertebrados como para proponer funciones de ponderación para estos grupos. Los estudios de alteración del comportamiento y enmascaramiento auditivo están aumentando ahora que los efectos agudos del ruido se entienden mejor. Estos estudios están directamente asociados con el concepto de un paisaje sonoro; ¿cómo interpreta y reacciona la vida marina al sonido? La mayoría de los estudios de alteración del comportamiento relacionan la reacción con el nivel de presión sonora en el momento de la reacción. Se requiere mucho trabajo adicional para entender mejor qué medidas, incluyendo el movimiento de partículas, son apropiadas para entender la interrupción del comportamiento en la mayoría de los taxones. El enmascaramiento ocurre cuando la capacidad de detectar o reconocer un sonido de interés se degrada por la presencia de otro sonido, el enmascarador. 36 Las señales submarinas pueden ser enmascaradas por componentes naturales del paisaje sonoro, como el hielo marino, las interacciones entre el viento y las olas, la lluvia, los coros de animales distantes o los ataques vocales, así como por actividades trompogénicas. Mientras que los estudios de lesiones inducidas por el sonido o trastornos del comportamiento se centran únicamente en la señal de interés, los estudios de enmascaramiento deben cuantificar el ruido ambiente para estimar la relación señal-ruido, que es crítica para el apareamiento cuando un animal puede detectar una señal. ESTANDARIZANDO LA Medición de LOS paisajes sonoros MARINOS La aplicación de mediciones de paisajes sonoros en estudios que evalúan los efectos del sonido humano, cartografían la distribución de la vida marina sonífera y comprenden el papel del sonido en la ecología de la vida marina Se trata de una comunidad mucho más grande que se dedica a la monitorización acústica pasiva y al análisis del paisaje sonoro. Como resultado, la comunidad ha identificado la necesidad de desarrollar terminología y métodos estándar que ayuden a asegurar que la investigación y las mediciones de cumplimiento sean repetibles y comparables entre los proyectos. La norma 18405 de la Organización Internacional de Normalización (ISO) sobre acústica subacuática (ISO, 2017) incluye por primera vez una definición de paisaje sonoro subacuático. 37 Acústica subacuática: Caracterización del sonido ambiental en términos de sus atributos espaciales, temporales y de frecuencia y los tipos de fuentes que contribuyen al campo sonoro. El sonido ambiente es el campo sonoro medido en ausencia del ruido relacionado con el sistema de medición. El concepto de paisaje sonoro tiene Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 41 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. sus raíces en la comprensión de cómo los seres humanos interpretan el entorno sonoro urbano. La definición de la acústica subacuática no incluye elementos de percepción porque no podemos saber de manera concluyente cómo la vida marina interpreta los sonidos. La norma ISO 18405 proporciona definiciones precisas de terminología acústica subacuática que ayudarán a los grupos a intercambiar resultados utilizando una notación común. 38 La terminología de la norma ISO 18405 no define cómo describir un paisaje sonoro. Dada la amplia gama de métricas e índices que pueden utilizarse para describir un paisaje sonoro y la incertidumbre que rodea los efectos y la percepción del ruido, llegar a un consenso entre los investigadores llevará tiempo. El equipo de la Red Atlántica de Observación de Ecosistemas de Aguas Profundas (ADEON; https://adeon.unh.edu/) elaboró tres normas del proyecto, basadas en la terminología de la norma ISO 18405, que definen las métricas de referencia, la recopilación de datos y los datos métodos de procesamiento que el proyecto utilizará para medir y documentar el paisaje sonoro. El equipo del proyecto espera que los documentos (disponibles en el sitio web del proyecto) iniciarán un debate que conduzca a un consenso sobre la descripción mínima de un paisaje sonoro submarino, probablemente a través de un nuevo grupo de trabajo en el Comité Técnico 43 de la ISO. (actualizado en 2018) Sonido oceánico: Una variable oceánica esencial La ampliación de los esfuerzos para medir los paisajes marinos concuerda con la mayor atención que se presta a los sistemas de observación de los océanos. El Sistema Mundial de Observación de los Océanos (SMOO) fue desarrollado por la Comisión Oceanográfica Intergubernamental de la UNESCO en torno a tres temas fundamentales para comprender mejor el clima oceánico, los ecosistemas y las repercusiones y vulnerabilidades humanas: 1) servicios en tiempo real (www.goosocean.org). El sistema coordinado de observatorios oceánicos a largo plazo se basa en un marco diseñado para ser flexible, adaptarse a la innovación científica, abordar las necesidades de la sociedad y ofrecer un sistema de observación con una base de usuarios máxima y un impacto social. El marco del SMOO relaciona todas las observaciones de los océanos con vehículos todo terreno para garantizar mediciones que atraviesan las plataformas de observación y representan el plan más rentable para proporcionar una cobertura mundial opcional para cada vehículo todo terreno. Los grupos de expertos del SMOO consideran las EOV en términos de preparación científica, relevancia social y viabilidad. Las diversas aplicaciones de la información obtenida del estudio de los océanos inspiraron al Programa Internacional de Experimentos Oceánicos Silenciosos (www.IQOE.org) para proponer Ocean Sound como EOV al Grupo de Biología y Ecosistemas del SMOO para su inclusión en la red del SMOO. Aunque el sonido de los océanos es una medida física característica del medio marino, se consideró que el Grupo de Biología y Ecosistemas era el más apropiado para la presentación, ya que la mayoría de los productos oceánicos sanos derivados de su medición tienen aplicaciones biológicas y ecosistémicas directas o indirectas relacionadas con la economía, la alimentación, la conservación y el clima, 42 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. y la sostenibilidad (tabla 1). Ocean Sound se ocupa de 7 de las 10 presiones sociales del SMOO y de los 9 motores sociales del SMOO (tabla 1). La escala de observación de las redes de sonido oceánico y las plataformas de grabación permitirá estudiar fenómenos que van desde eventos acústicos únicos hasta tendencias a largo plazo en el sonido ambiental (figura 6). El Ocean Sound EOV forjará importantes avances en nuestra comprensión de los paisajes sonoros oceánicos, los efectos que tiene en la vida marina y cómo se puede utilizar el monitoreo acústico para evaluar la biodiversidad y la salud de los ecosistemas. Fig. 6. Arriba: escalas observacionales de plataformas de registro de la variable oceánica esencial de Ocean Sounds (EOV). Los sensores de registro pasivo varían en tamaño y capacidad de registro desde pequeñas etiquetas de despliegue cortas conectadas directamente a los animales hasta sensores autónomos de capacidad intermedia a observatorios de gran escala con sensores cableados directamente a la costacapacidad de registro de términos. Bot-tom: fenómenos acústicos que serán captados por la gama Ocean Sound EOV en escala desde la detección acústica única de un buque que pasa o terremotos no-acuáticos hasta tendencias a largo plazo en el sonido ambiental del océano durante décadas. Ocean Sound apoya la derivación de métricas e índices acústicos que estiman la biodiversidad del ecosistema, la abundancia de ballenas cantantes y los efectos del cambio ambiental a nivel individual y poblacional. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 43 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. Tabla 1. Información básica sobre las variables oceánicas para el sonido oceánico. Subvariables Presión acústica y movimiento de partículas Productos derivados Campo sonoro y tendencias, Niveles de presión sonora, Niveles de espectro, Niveles de banda (por ejemplo, banda de octava), Paisaje sonoro, Niveles de fuente, e Indicadores de biodiversidad Variables de apoyo Fuentes: Distribución y características de las fuentes antropógenas, abióticas y bióticas. Parámetros de propagación: Perfiles de velocidad acústica; Corrientes oceánicas y otros fenómenos oceanográficos físicos; Condiciones frontera (por ejemplo, rugosidad de la superficie del mar, características del hielo marino [por ejemplo, rugosidad y espesor], y del fondo marino [batimetría, propiedades geoacústicas]). Receptores: Sensibilidad hidrófona en función de la frecuencia y direccionalidad del sistema receptor Impulsores sociales (1) Necesidad de acceso a los conocimientos científicos y a los datos, (2) Crecimiento y desarrollo económico sostenible, (3) Conservación de la biodiversidad y los ecosistemas, (4) Uso sostenible de la biodiversidad y los recursos en general, (5) Calidad y salud medioambientales, (6) Creación de capacidad y transferencia de tecnología, (7) Seguridad alimentaria, (8) Prevención de amenazas y mitigación de los efectos, y (9) Mejorar la gestión mediante un enfoque integrado de los ecosistemas. Presiones sociales (1) Cambio climático, 2) acidificación de los océanos, 3) fenómenos meteorológicos extremos, 4) pérdida de recursos (hábitats y biodiversidad), 6) minería, 9) ruido y 10) desarrollo costero. VISIÓN AL FUTURO En la última década se ha avanzado considerablemente en el estudio y la aplicación de los paisajes sonoros submarinos, pero todavía hay una brecha significativa en la aplicación de la construcción perceptiva de paisajes sonoros submarinos a la vida marina en términos de enmascaramiento y sentido del espacio comunitario como se refleja en la literatura del paisaje sonoro humano. El reto de integrar la percepción en las aplicaciones del paisaje sonoro subacuático se refiere a la de los colegas del paisaje sonoro terrestre que están lidiando con la percepción del paisaje sonoro en la vida silvestre. Probablemente nunca entenderemos la percepción de todos los taxones animales para identificar y cuantificar su experiencia de los paisajes submarinos y terrestres. Un paso adelante que se puede lograr es comprender mejor las capacidades auditivas y la variabilidad entre los individuos y las especies y en términos del contexto relacionado con la edad, el género, la exposición previa al ruido y el estado de comportamiento. Se trata de un esfuerzo elevado porque existen diversos órganos de protección del sonido empleados bajo el agua, por ejemplo, orejas de mamíferos similares a las nuestras, órganos otolitos en peces, y órganos estatocistas en invertebrados. Este conocimiento es fundamental para ponderar adecuadamente los paisajes sonoros de diferentes grupos de animales a fin de evaluar los efectos relacionados con la exposición al sonido o el entorno acústico cambiante. 44 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. También es importante dejar claro que este artículo no aborda directamente el componente de movimiento de partículas del sonido en el paisaje sonoro. Sin embargo, reconocemos que este es un componente increíblemente importante del paisaje sonoro para una mayoría de taxones marinos (por ejemplo, peces, invertebrados) que sienten este componente del sonido. 4 Esta brecha existe porque históricamente la instrumentación para medir el movimiento de partículas en el océano abierto no ha sido fácilmente accesible para la comunidad investigadora. A medida que la nueva tecnología esté disponible para medir este parámetro del campo sonoro bajo el agua, esperamos emocionantes avances en el conocimiento y las aplicaciones del paisaje sonoro submarino. El último y posiblemente el desafío abierto más importante asociado con los paisajes sonoros oceánicos es cómo comprender mejor las mediciones acústicas y los modelos en seis dimensiones. La naturaleza interdisciplinaria de la investigación del paisaje sonoro debe ampliarse de nuevo para abarcar a los informáticos, a los psicoanalistas cognitivos y a los expertos en tecnología de Internet para avanzar en la percepción de paisajes sonoros submarinos o imágenes de paisajes sonoros bidimensionales para abarcar combinaciones innovadoras de representación visual y auditiva para capturar completamente la complejidad del paisaje sonoro de una manera que podamos percibir mejor. Agradecimientos Agradecemos a Arthur Popper sus invaluables comentarios y comentarios sobre los borradores de este documento. Jennifer L. Miksis-Olds fue financiada por el Bureau of Ocean Energy Management Contract ADEON M16PC00003. Referencias 1. Jennings, P., and Cain, R. (2013). A framework for improving urban soundscapes. Applied Acoustics 74(2), 293-299. 2. De la Estrategia de Ruido Oceánico de la NOAA. Disponible en http:// acousticstoday.org/nefsc 3. van Opzeeland, I. C., and Miksis-Olds, J. L. 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Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 47 �Explorando el océano a través de paisajes sonoros / Jennifer L. Miksis-Olds, et al. 36. Dooling, R. J., Leek, M. R., and Popper, A. N. (2015). Effects of noise on fishes: What we can learn from humans and birds. Integrative Zoology 10, 29-37. 37. International Organization for Standardization (ISO). (2017). 38. Underwater Acoustics—Terminology. Standard ISO/DIS 18405.2:2017, prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 3, Under- water Acoustics, ISO, Geneva, Switzerland. Available at https://www. iso. org/standard/62406.html. Accessed October 16, 2017. 48 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas Javier Ramón Sotomayor-Castellanos, Israel Macedo-Alquicira, Eduardo Mendoza-González Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo madera999@yahoo.com RESUMEN El objetivo de la investigación fue determinar la densidad básica, el contenido de humedad inicial, el máximo contenido de humedad, el punto de saturación de la fibra, el porciento de pared celular y el porciento de espacios vacíos de ocho maderas mexicanas: Cupressus lindleyi, Cedrela odorata, Swietenia macrophylla, Tabebuia donnell-smithii, Fraxinus uhdei, Fagus mexicana, Dalbergia palo-escrito y Guazuma ulmifolia. La variabilidad de las características higroscópicas de las maderas estudiadas puede explicarse por las diferencias en las particularidades anatómicas propias de cada especie. Sin embargo, sus correlaciones estadísticas, así como sus magnitudes se sitúan en los rangos reportados en la bibliografía. PALABRAS CLAVE Variabilidad, hidratado de la madera, secado de la madera, correlaciones estadísticas. ABSTRACT The objective of the research was to determine the basic density, the initial moisture content, the maximum moisture content, the fiber saturation point, the cell wall percentage and the void space percentage of eight Mexican woods: Cupressus lindleyi, Cedrela odorata, Swietenia macrophylla, Tabebuia donnellsmithii, Fraxinus uhdei, Fagus mexicana, Dalbergia palo-escrito and Guazuma ulmifolia. The variability of the hygroscopic characteristics of the woods studied can be explained by the differences in the anatomical characteristics of each species. However, their magnitudes are within the ranges reported in the bibliography. KEYWORDS Variability, wood hydration, wood drying, statistical correlations. INTRODUCCIÓN La demanda de materiales sostenibles y procesos responsables con el ambiente en la industria de la construcción ha generado un renovado interés en la investigación de las propiedades esenciales de la madera y sus aplicaciones derivadas, específicamente, para el desarrollo de sistemas de adaptación arquitectónicos de baja tecnología. La capacidad de diseñar compuestos de madera cuyo estado de tensión permanezca limitado bajo los cambios de la humedad ambiental es beneficiosa para cualquier aplicación de ingeniería, sometida a una variación repetida de la carga, como son los sistemas adaptativos. 1 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 49 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. La investigación de la densidad y las características higroscópicas de la madera encuentran aplicación práctica en el diseño de productos y en la concepción de piezas de ingeniería de este material. Otra aplicación a nivel industrial es el comportamiento y control de procesos industriales. Por ejemplo, el punto de saturación de la fibra, el porciento de espacios vacíos, el porciento de pared celular y el máximo contenido de humedad de una especie son parámetros necesarios para optimizar los procesos de secado y/o de impregnado de madera. 2 El fenómeno de la higroscopía en la madera sólida se observa desde dos escalas: a nivel micro, se estudia la proporción de los componentes químicos fundamentales de la madera que determinan sus propiedades higroscópicas. 3 A nivel macro, se analiza el acomodo relativo de los tejidos celulares que forman capas de crecimiento, lo que resulta en las propiedades de anisotropía de la madera. 4 Las investigaciones sobre el fenómeno de higroscopía están orientadas preferentemente a: 1. Caracterizar la expansión y/o la contracción dimensional de la madera ocasionadas por tratamientos de humidificación y/o de secado; 5, 6 2. Determinar los parámetros relacionados con la higroscopicidad de la pared celular de la madera, como son el punto de saturación de la fibra, el máximo contenido de humedad que puede contener la madera, las proporciones de la pared celular y de los espacios vacíos del tejido celular; 2, 7, 8 3. Mejorar la estabilización dimensional de la madera por tratamientos químicos, 9-11 térmicos 12, 13 y mecánicos; 1, 14-16 4. Identificar caracteres intrínsecos de la madera como factor de variación dimensional; 3, 17, 18 y 5. Estudiar su estructura anatómica 19, 20 y su composición química 21, 22 como agentes que afectan el fenómeno de higroscopia. La información sobre las características higroscópicas de maderas endémicas de México está recopilada por Tamarit y Fuentes, 2 Tamarit y López, 23 Silva 24 y Bárcenas. 25 Debido a la biodiversidad en las características anatómicas entre especies y a las particularidades en los procedimientos experimentales utilizados, la bibliografía reporta una amplia variedad en las magnitudes de los parámetros calculados. Con excepción de Torelli y Gorišek 26, 27 quienes retoman los datos del Estudio promocional de 43 especies de la Selva Lacandona, realizado en 1980 [Anexo] y publicado por la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (1982), 28 no hay un estudio intensivo de las características higroscópicas medibles durante procesos controlados de humidificación y secado. Así, parece razonable la caracterización de su comportamiento higroscópico desde un enfoque de análisis especie por especie y la síntesis integral de resultados obtenidos en condiciones experimentales similares. El objetivo de la investigación fue determinar las características higroscópicas de ocho maderas mexicanas: Cupressus lindleyi Klotzsch ex Endl., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla King, Tabebuia donnell-smithii Rose, Fraxinus uhdei (Wenz.) Lingelsh, Fagus mexicana Martínez, Dalbergia paloescrito Rzed. & Guridi-Gómez y Guazuma ulmifolia Lam. Algunas de estas características de las especies en estudio están reportadas en investigaciones anteriores. Con todo, los resultados de la presente investigación son originales e inéditos. 50 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al.t al. MATERIALES Y MÉTODOS El material experimental proviene del banco de maderas que forma parte del programa de caracterización física y mecánica de especies mexicanas, del Laboratorio de Mecánica de la Madera, en la Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera, de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. La madera se almacenó en una cámara de acondicionamiento (temperatura de 20 °C ± 1 °C; humedad relativa del aire de 65 % ± 5%) hasta que su peso fue constante. Para cada una de las especies, se recortaron 18 probetas con dimensiones de 0.02 m × 0.02 m × 0.06 m alineados en las direcciones radial (R), tangencial (T) y longitudinal (L) respectivamente. Las pruebas de higroscopía consistieron en las siguientes etapas: 1. Medición del peso y las dimensiones de las probetas en estado de humedad inicial de la madera; 2. Hidratación de las probetas en un baño de agua con temperatura de 20° C durante 72 horas; 3. Medición del peso y las dimensiones de las probetas en estado saturado después del tratamiento de hidratado; 4. Secado de las probetas en un horno con temperatura de 103 °C durante 48 horas; 5. Medición del peso y las dimensiones de las probetas en estado anhidro después del tratamiento de secado. La figura 1 ilustra el contenido de humedad en los diferentes estados de la madera en función del tiempo de hidratado y de secado. La tabla I presenta las ecuaciones utilizadas y los símbolos utilizados para calcular los parámetros estudiados. Fig 1. Contenido de humedad (CH) en función del tiempo en las pruebas de higroscopía. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 51 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. Tabla I. Parámetros, ecuaciones y símbolos utilizados. Ecuaciones No. Referencias CHini = ((Pini - Panhidro)/Panhidro) × 100 (1) 29 ρ0 = Panhidro/Vsat (2) 30 MCH = ((1530 - ρ0)/(1530 × ρ0)) × 100 (3) 2 PC = (ρ0/1530) × 100 (4) 2 EV = (1 - ρ0/1530) × 100 (5) 2 PSF = ((Vsat - Vanhidro)/Vsat) × (100/0.9 × ρ0)) (6) 7 Símbolos Subíndices CH = Contenido de humedad (%) ini = Estado de humedad inicial ρ0 = Densidad básica (kg m-3) anhidro = Estado de humedad anhidro P = Peso (kg) sat = Estado de humedad saturado V = Volumen (m3) Nota: el valor constante de 1530 (kg m-3) en las ecuaciones (4) y (5) es el de la gravedad especifica de la sustancia madera. 2 MCH = Máximo contenido de humedad (%) PC = Porciento de pared celular (%) EV = Porciento de espacios vacíos (%) PSF = Punto de saturación de la fibra (%) DISEÑO EXPERIMENTAL La unidad experimental consistió en madera de ocho especies: C. lindleyi, C. odorata, S. macrophylla, T. donnell-smithii, F. uhdei, F. mexicana, D. paloescrito y G. ulmifolia. La estrategia experimental se orientó hacia la comparación de resultados especie por especie, la cual se consideró el factor de variación clasificado en ocho niveles. Se evaluaron 18 réplicas (probetas) de cada una de ellas. Así, se estudiaron 144 probetas agrupadas en ocho muestras independientes. Las variables de respuesta fueron: contenido de humedad inicial (ecuación 1), densidad básica (ecuación 2), máximo contenido de humedad (ecuación 3), punto de saturación de la fibra (ecuación 4), porciento de pared celular (ecuación 5) y porciento de espacios vacíos (ecuación 6). Para cada muestra se determinaron su media (μ), su desviación estándar (σ) y su coeficiente de variación (CV = σ / μ). Para verificar la homogeneidad en las variables densidad básica y contenido de humedad correspondiente al estado inicial de la madera, se realizaron pruebas de normalidad en las distribuciones de sus datos. El criterio de demarcación para aceptar normalidad fueron valores del sesgo estandarizado (SE) y del apuntamiento estandarizado (AE) al interior del intervalo [-2, +2]. Asimismo, se realizaron pruebas de verificación (Ver-var) y análisis de varianza (Anova). Se verificó la hipótesis nula H0: μ1 + μ2 = 0, donde μ1 y μ2 representan las medias de las muestras y se contrastó con la hipótesis alterna H1: μ1 + μ2 ≠ 0. Se realizaron pruebas de rangos múltiples con el criterio de no aceptar diferencias estadísticamente significativas entre niveles (especies) que comparten una misma columna de X. Todas las pruebas estadísticas se efectuaron para un nivel de confianza de 95 %. Así, el criterio de demarcación para aceptar una diferencia estadísticamente 52 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. significativa fue un valor de P(α = 0.05) < 0.05. Se evaluaron correlaciones lineales (y = ax ± b) y potencia (y = axb) y se determinaron los coeficientes 2 de determinación (R ) de las variables de respuesta en función de la densidad básica. Las ponderaciones para calificar la intensidad de las correlaciones fueron los valores del coeficiente de determinación propuestos por Tippner et al. 31 2 correlación muy alta: 1 ≥ R ≥ 0.9; correlación alta: 0.9 > R2 ≥ 0.7; correlación 2 2 2 media: 0.7 > R ≥ 0.4; correlación baja: 0.4 > R ≥ 0.2; y correlación nula: R < 0.2. Por último, los resultados de esta investigación se compararon con datos de la bibliografía adaptados de Torelli y Gorišek. 26, 27 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Contenido de humedad Para las ocho maderas, los valores promedio del contenido de humedad inicial fluctuaron entre un mínimo de 8.1 % (D. palo-escrito) y un máximo de 9.7 % (F. mexicana) y su variación entre especies refleja un coeficiente de variación del 6 % (tabla II). Al interior de cada especie, el contenido de humedad varió desde 6 % (F. mexicana) hasta 17 % (T. donnell-smithii) (tabla III). Por su parte, los valores del sesgo y apuntamiento estandarizados, obtenidos de las pruebas de normalidad en las muestras homogéneas de 18 probetas cada una, se ubican al interior del intervalo que satisface el criterio de demarcación [-2 - +2], lo que permite considerar que estos resultados corresponden a distribuciones normales. Asimismo, las pruebas de rangos múltiples indican grupos homogéneos para todas las especies. Estos resultados sugieren que el contenido de humedad inicial fue homogéneo en las probetas y no interviene de manera significativa en el análisis subsiguiente. El contenido de humedad inicial es calculado con la ecuación (1) a partir de mediciones directas del peso inicial y el peso en estado anhidro (figura 1). Tabla II. Densidad básica y características higroscópicas. Especies ρ0 CHini PSF MCH PC EV (kg m-3) (%) (%) (%) (%) (%) Cupressus lindleyi 388 8.7 20 194 25 75 Cedrela odorata 439 8.9 25 171 29 71 Swietenia macrophylla 460 8.7 20 153 30 70 Tabebuia donnell-smithii 522 8.4 21 127 34 66 Fraxinus uhdei 528 9.5 20 125 35 65 Fagus mexicana 515 9.7 27 129 34 66 Dalbergia palo-escrito 537 8.1 16 124 35 65 Guazuma ulmifolia 573 9.0 27 110 37 63 μ 495 9.0 22 142 32 68 CV (12) (6) (18) (20) (12) (6) ρ0 = Densidad básica; CHini = Contenido de humedad inicial; CHmax = Contenido de humedad máximo experimental; MCH = Máximo contenido de humedad; PSF = Punto de saturación de la fibra; PC = Porciento de pared celular; EV = Porciento de espacios vacíos; μ = Media; CV = Coeficiente de variación en porciento y entre paréntesis. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 53 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. El contenido de humedad de la madera en su estado saturado medido experimentalmente después de 72 horas de hidratado (fig. 1) indica un valor promedio de 59 % con un coeficiente de variación de 20 % y con un mínimo de 42 % para S. macrophylla y un máximo de 81 % para C. lindleyi (tabla II). Estos resultados son semejantes a los reportados por Shukla y Kandem 32 para nueve maderas hidratadas durante 48 horas. Sus datos indican un contenido de humedad promedio de 50 % con un coeficiente de variación de 30 % para especies con densidades básicas que van desde 448 kg m-3 hasta 950 kg m-3. Estos resultados sugieren que el tiempo de hidratado de 72 horas de esta investigación fue suficiente para alcanzar contenidos de humedad en estado saturado superiores a los puntos de saturación de la fibra y suficientes para alcanzar la máxima expansión. Tabla III. Coeficiente de variación (entre paréntesis) para el contenido de humedad y la densidad básica, sesgo estandarizado, apuntamiento estandarizado y grupos homogéneos de las muestras observadas. Especies CV SE* AE* (%) [-2 - +2] [-2 - +2] Grupos Homogéneos# Contenido de humedad (CH) Dalbergia palo-escrito (10) -1.631 0.836 X Tabebuia donnell-smithii (17) -1.747 1.951 X X Cupressus lindleyi (7) 1.675 0.644 X X Swietenia macrophylla (8) 0.193 -0.656 X X Cedrela odorata (9) 1.995 1.459 X Guazuma ulmifolia (11) 1.110 1.275 X Fraxinus uhdei (14) -1.513 -0.035 Fagus mexicana (6) 1.885 0.436 X X X X Densidad básica (ρ0) Cupressus lindleyi (7) -0.449 -0.914 X Cedrela odorata (19) -0.663 -0.697 X Swietenia macrophylla (7) -0.156 -1.177 X Tabebuia donnell-smithii (5) -0.576 -0.063 X Fraxinus uhdei (6) -0.007 -1.401 X Fagus mexicana (4) 1.467 -0.683 X Dalbergia palo-escrito (13) 0.384 0.084 X Guazuma ulmifolia (7) -0.038 -0.728 X * Se acepta normalidad en la distribución de las muestras para valores del sesgo estandarizado (SE) y del apuntamiento estandarizado (AE) al interior del intervalo [-2, +2]; # No existen diferencias estadísticamente significativas entre aquellas especies que comparten una misma columna de X. 54 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. Densidad básica Las magnitudes promedio de la densidad básica de la madera para cada una de las especies variaron en el intervalo que va desde 388 kg m-3 (C. lindleyi) hasta 573 kg m-3 (G. ulmifolia) (tabla II) y muestran un coeficiente de variación entre especies de 12 %. En comparación con los datos reportados por Torelli y Gorišek 26, 27 con un rango que va desde un mínimo de 317 kg m-3 (S. parahibum) hasta un máximo de 1060 kg m-3 (Q. skinneri) (Anexo), la amplitud del intervalo de valores de la densidad básica de la presente investigación es menor. Sin embargo, el coeficiente de variación de 22 % es solamente 4 % menor al calculado para los datos bibliográficos mencionados, el cual es de 26 %. Los coeficientes de variación, que representan la variabilidad al interior de cada especie, van desde un mínimo de 4 % (F. mexicana) hasta un máximo de 19 % (C. odorata). Asimismo, las pruebas de normalidad en las muestras homogéneas de 18 probetas cada una indican distribuciones normales (tabla III). Las pruebas de rangos múltiples indican grupos homogéneos para C. odorata y S. macrophylla y para T. donnell-smithii, F. uhdei, F. mexicana y D. palo-escrito. En este mismo sentido, Sotomayor y Ramírez 33, a partir del análisis de una base de datos de las características higroscópicas de 134 especies mexicanas, así como De Almeida et al. 34 en su estudio de 15 maderas brasileñas, perciben incompleto el enfoque tradicional de calificar la calidad de una especie o las características de una madera, únicamente en relación con su densidad básica. Punto de saturación de la fibra El valor promedio del punto de saturación de la fibra (ecuación 6) de las ocho especies investigadas en esta investigación (tabla II) es 4 % menor que el publicado por Torelli y Gorišek 26, 27, el cual es de 26 %. Además, su coeficiente de variación es 8 % menor respecto al calculado para las 43 especies de referencia que es de 26 %. Asimismo, en la presente investigación, la correlación del punto de saturación de la fibra, en función de la densidad básica, indica un coeficiente de determinación bajo, calculado con un estrecho intervalo de densidades básicas para ocho especies. En cambio, el coeficiente de determinación de las maderas referidas de la bibliografía califica como medio para un amplio espectro de densidades básicas de 43 especies (figura 2). Por razones de escala en esta figura y en las siguientes no se visualizan todos los puntos analizados. Estos resultados coinciden con los de De Almeida et al. 35 quienes reportan un coeficiente de determinación nulo de 0.09 entre el punto de saturación de la fibra y la densidad básica para 15 maderas brasileñas. No obstante, los resultados de la presente investigación van en sentido diferente a los de Hernández 8 quien reporta un coeficiente de determinación alto de 0.82, derivado de una regresión lineal con tendencia negativa entre el punto de saturación de la fibra y la densidad básica para nueve especies de Perú. En relación con estudios de grupos de maderas mexicanas, Bárcenas 36 reporta para especies de la Selva Lacandona valores del punto de saturación de la fibra que van desde un mínimo de 20 % (Astronium graveolens) hasta un máximo de 33 % (Schizolobium parahibum), todo esto para maderas con densidades básicas desde 300 kg m-3 (Schizolobium parahibum) hasta 860 kg m-3 (Manilkara zapota). Sus datos correlacionan linealmente con una tendencia negativa PSF = -0.0163 ρ0 + 34.8 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 55 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. y un bajo coeficiente de 0.33. En el mismo contexto, Fuentes 7 utiliza datos de diez especies publicados por Bárcenas 36 y ajusta los valores del punto de saturación de la fibra para calcular una correlación lineal con tendencia negativa PSF = -0.0265 ρ0 + 42.4 con un coeficiente de determinación medio R² = 0.47. Por su parte, Tamarit y Fuentes 2 analizan datos publicados para especies mexicanas por Bárcenas 37 y Fuentes. 7 La correlación lineal calculada con sus datos indica una tendencia negativa PSF = -0.025 ρ0 + 39.9 con un coeficiente de determinación medio R² = 0.47. Sotomayor y Ramírez 33 publicaron una base de datos de características higroscópicas de la madera que contiene datos del punto de saturación de la fibra de 134 especies. En el mismo contexto, el análisis de correlación lineal de los datos de Sotomayor y Ramírez 38 indican una tendencia negativa PSF = -0.0253 ρ0 + 34.5 con un coeficiente de determinación medio R² = 0.47 para 12 maderas mexicanas. Fig. 2. Correlaciones entre del punto de saturación de la fibra y la densidad básica. En estudios puntuales de especies mexicanas, Sotomayor y Ramírez 39 publican valores del punto de saturación de la fibra para Lysiloma spp. (ρ0 = 593 kg m-3) de 25 %; por su parte, Sotomayor 40 reporta para Gyrocarpus americanus (ρ0 = 334 kg m-3) un punto de saturación de la fibra de 31 %; y más recientemente, Sotomayor et al. 41 informan del punto de saturación de la fibra para Enterolobium cyclocarpum (ρ0 = 407 kg m-3) de 23 %, para C. lindleyi (ρ0 = 438 kg m-3) de 21 % y para C. odorata (ρ0 = 441 kg m-3) de 24 %, valores para estas dos últimas especies similares a los de esta investigación. La discrepancia en las magnitudes y tendencias estadísticas de los datos publicados es frecuente en investigación en ciencias de la madera. Resultado que muestra la variabilidad natural de las propiedades higroscópicas entre y al interior de una misma especie, originada por la variedad en su estructura anatómica. 42 Sin embargo, las correlaciones indican un decremento del punto de saturación de la fibra a medida que la densidad básica de la madera aumenta, con coeficientes de determinación calificados como medios. 56 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. Máximo contenido de humedad El máximo contenido de humedad varía desde un mínimo de 110 % (G. ulmifolia) hasta un máximo de 194 % (C. lindleyi) (tabla II). El coeficiente de variación entre especies es similar al del punto de saturación de la fibra de las ocho especies estudiadas. A medida que la densidad básica de la madera aumenta, disminuye su capacidad para contener humedad. Este parámetro está calculado con la ecuación (3) que depende de las mediciones de la relación peso anhidro/volumen saturado y está fundamentado en la propuesta de Tamarit y Fuentes 2 acerca de las relaciones teóricas entre la cantidad de materia presente en un volumen de material poroso como lo es la madera. De tal suerte, a medida que aumenta la densidad básica, disminuye la porosidad y el contenido de humedad máximo disminuye. Este argumento se cuantifica con la correlación potencial entre el máximo contenido de humedad y la densidad básica de la madera (figura 3). Fig. 3. Correlaciones entre el máximo contenido de humedad y la densidad básica. En el mismo contexto, la correlación potencial de la presente investigación es similar a la calculada con los datos de Torelli y Gorišek 26, 27 (figura 3). Además, sigue la misma tendencia estadística de Tamarit y Fuentes 2 quienes analizan datos publicados para especies mexicanas por Bárcenas 37 y Fuentes. 7 La correlación potencial calculada con estos datos indica una tendencia negativa MCH = 46252560 ρ0-2.10 con un coeficiente de determinación muy alto R² = 0.93. Porciento de pared celular y espacios vacíos Las magnitudes promedio del porciento de pared celular (ecuación 4) variaron en el intervalo que va desde un mínimo de 25 % (C. lindleyi) hasta un máximo de 37 % (G. ulmifolia). Como complemento al 100 % de un volumen elemental de materia, el porciento de espacios vacíos (ecuación 5) es inversamente proporcional al valor del porciento de pared celular (tabla II). Esto es también cierto para los valores promedio de las ocho especies. Sin embargo, el coeficiente de variación del porciento de pared celular es el doble respecto al del porciento de espacios vacíos. El porciento de espacios vacíos es equivalente a la porosidad. 32 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 57 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. Así, se confirma que la madera absorbe más humedad a medida que es más porosa para las maderas C. lindleyi, C. odorata y S. macrophylla, 2 pero no para las otras cinco especies. Las correlaciones lineales entre los porcientos de pared celular y de espacios vacíos en función de la densidad básica, calculados con las ecuaciones (4) y (5), así como los derivados del análisis de Torelli y Gorišek 27 y Tamarit y Fuentes 2 resultan en modelos similares y con coeficientes de determinación muy altos (figuras 4 y 5). Para el caso del porciento de pared celular, este aumenta a medida que la densidad básica incrementa (figura 4). Lo opuesto se observa para el porciento de espacios vacíos (figura 5). Fig. 4. Correlaciones entre porciento de pared celular y densidad básica. Fig. 5. Correlaciones entre porciento de espacio vacío y densidad básica. 58 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. A mayor magnitud de los espacios vacíos (EV), mayor será la porosidad del material. En consecuencia, es mayor la velocidad de hidratado y menor la dificultad para aplicar tratamientos de secado y de impregnación con substancias de protección. El volumen de espacio vacío interno por unidad de volumen externo que caracteriza a cada especie de madera, predice el volumen máximo de solución preservante que es capaz de absorber. Conociendo esto, se puede variar la concentración de la solución preservante para que se logren los niveles de retención óptimos, siguiendo a Tamarit y Fuentes. 2 CONCLUSIONES La magnitud de las características higroscópicas de las maderas Cupressus lindleyi, Cedrela odorata, Swietenia macrophylla, Tabebuia donnell-smithii, Fraxinus uhdei, Fagus mexicana, Dalbergia palo-escrito y Guazuma ulmifolia es similar a las de otras especies mexicanas reportadas en la literatura. Los modelos estadísticos permiten predecir el máximo contenido de humedad, el porciento de pared celular y el porciento de espacios vacíos en función de la densidad básica de la madera. La estrategia experimental se orientó hacia el análisis de resultados especie por especie. De acuerdo con el paradigma contemporáneo en ciencias de la madera, es necesario caracterizar el comportamiento mecánico de la madera con un enfoque de experimentación de caso por caso de una especie en particular. Cada procedimiento debe estar referido a las variables de referencia de las condiciones de ensayo, por ejemplo, la densidad y el contenido de humedad de la madera, y con datos derivados de un tamaño de muestra observada estadísticamente representativa. Una vez teniendo observaciones integrantes y estadísticamente representativas, se pueden proponer tendencias en el comportamiento general para una especie en específico, y/o por agrupamiento de varias de ellas que denoten una tendencia similar. REFERENCIAS 1. Abdelmohsen, S., Adriaenssens, S., El-Dabaa, R., Gabriele, S., Olivieri, L., & Teresi, L. (2019). A multi-physics approach for modeling hygroscopic behavior in wood low-tech architectural adaptive systems. Computer-Aided Design, 106, 43-53. 2. Tamarit Urias, J. C., & Fuentes Salinas, M. (2003). Parámetros de humedad de 63 maderas latifoliadas mexicanas en función de su densidad básica. Revista Chapingo, Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 9(2), 155-164. 3. Berry, S. 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Características higroscópicas ρ0 62 MCH Especies (kg m ) PC EV PSF (%) -3 Alchornea latifolia 402 183 26 74 31 Ampelocera hottlei 690 80 45 55 28 Aspidosperma megalocarpun 798 60 52 48 23 Blepharidium mexicanum 626 94 41 59 31 Brosimum allicastrum 865 50 57 43 19 Bursera simaruba 452 156 30 70 22 Calophyllum brasiliense 575 109 38 62 28 Cordia alliodora 552 116 36 64 27 Cymbopetalum penduliflorum 395 188 26 74 47 Dendropanax arboreus 421 172 28 72 37 Dialium guianense 917 44 60 40 21 Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Características higroscópicas de ocho maderas mexicanas / Javier Sotomayor et al. ANEXO (CONTINUACIÓN) Densidad básica, máximo contenido de humedad, porciento de pared celular, porciento de espacios vacíos y punto de saturación de la fibra de 43 especies mexicanas adaptados de Torelli y Gorišek. 26, 27 ( de Dipholis stevensonnii a Zuelania guidonia). Características higroscópicas ρ0 MCH PC EV PSF Especies (kg m ) Dipholis stevensonnii 969 38 63 (%) 37 19 Guarea glabra 587 105 38 62 23 -3 Guatteria anomala 432 166 28 72 35 Lonchocarpus castilloi 837 54 55 45 20 Lonchocarpus hondurensis 729 72 48 52 21 Manilkara zapota 926 43 61 39 17 Misanteca pekii 653 88 43 57 23 Nectandra sp. 508 131 33 67 35 Pachica acuática 526 125 34 66 38 Pithecellobium arboreum 700 77 46 54 19 Pithecellobium leucocalix 505 133 33 67 21 Platymiscium yucatanum 727 72 48 52 18 Poulsenia armata 445 159 29 71 31 Pseudobombax ellipticum 444 160 29 71 27 Pseudolmedia oxyphyllaria 723 73 47 53 24 Pterocarpus hayesii 508 131 33 67 38 Quercus anglohondurensis 857 51 56 44 27 Quercus skinneri 1060 29 69 31 27 Schizolobium parahibum 317 250 21 79 29 Sebastiana longicuspis 607 99 40 60 19 Sickingia salvadorensis 769 65 50 50 25 Simarouba glauca 439 162 29 71 28 Spondias mombin 491 138 32 68 31 Swartzia cubensis 933 42 61 39 20 Sweetia panamensis 864 50 56 44 20 Swietenia macrophylla 458 153 30 70 29 Talauma mexicana 551 116 36 64 26 Terminalia amazonia 663 85 43 57 20 Vatairea lundelli 780 63 51 49 21 Vitex gaumeri 660 86 43 57 21 Vochysia hondurensis 547 117 36 64 34 Zuelania guidonia 698 78 46 54 23 ρ0 = Densidad básica; CH = Contenido de humedad inicial; MCH = Máximo contenido de humedad; PC = Porciento de pared celular; EV = Porciento de espacios vacíos; PSF = Punto de saturación de la fibra. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 63 �Colaboradores Cedillo Garza, Guadalupe E. Ingeniero Mecánico y Maestro en Ciencias en Ingeniería Mecánica por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL, además de Licenciado en Matemáticas por la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas. Maestro Decano de FIME, Director de la misma de 1984 a 1990. Fundador de Programa de Doctorado (1986), miembro de la Junta de Gobierno de 1999 a 2010. De la O Serna, José Antonio Doctor en Telecomunicaciones por la Escuela TELECOM Paris Tech, Francia (1982). Entre 1982 y 1986 trabajó en el ITESM. De 1988 a 1993 trabajó en el Politécnico de Yaoundé, Camerún. Actualmente es Profesor Investigador de la UANL en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CIDET). Es miembro del SNI. Loya Cabrera, Alejandro E. Ingeniero en control y Computación por la Universidad Autónoma de Nuevo León y Maestro en Ciencias de la Ingeniería con especialidad en Telecomunicaciones en 1996 y 2006. De 2002 a 2009 responsable de planeación estratégica en la FIME UANL, actualmente miembro del cuerpo académico en Automatización y Control , y jefe del departamento académico de Electrónica y Automatización en la FIME UANL. Macedo Alquicira, Isarael Licenciatura en Arquitectura, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Maestría en Ciencias y Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Actualmente alumno del Doctorado en Ciencias de Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Martin Bruce Ha estado trabajando en la recopilación y análisis de datos acústicos desde 1991. De 1991 a 2007, se involucró en el desarrollo de sonares combinados activos-pasivos. En 2007 él cambió a acústica ambiental y paisajes sonoros. Ha trabajado en numerosos proyectos, incluyendo el proyecto de monitoreo acústico del Mar Chukchi (2007-2014), proyectos de monitoreo acústico de Tappan Zee (2010-2014), y un programa de monitoreo de área amplia en la Costa Este de Canadá (2015-2018). Bruce está realizando un doctorado en la Universidad Dalhousie de Halifax, Canadá, donde su interés de investigación está en la ecología del paisaje sonoro, especialmente técnicas automatizadas para cuantificar fuentes en el paisaje sonoro. Mendoza González, Ernesto Licenciatura en Arquitectura, Universidad Mexiquense del Bicentenario Jilotepec, Estado de México. Experiencia profesional en arquitectura y urbanismo, y en procesos de manufactura automotriz y farmacéutica. Actualmente alumno de la Maestría en Ciencias y Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Miksis-Olds Jennifer L. Es profesora investigadora y directora asociada de investigación en la Escuela de Ciencias Marinas e Ingeniería Oceánica de la Universidad de New Hampshire, Durham. Su investigación emplea métodos acústicos para responder a preguntas biológicas en el medio ambiente marino. Sus 63 �Colaboradores principales intereses incluyen patrones y tendencias en el sonido oceánico, comportamiento animal y comunicación, y el efecto de la actividad antropogénica, vínculos con los animales y su entorno. Los aspectos de la acuática, la biología, la oceanografía y la ingeniería se combinan para crear el enfoque interdisciplinario necesario para extender el estudio remoto del océano y de los animales en su entorno natural más allá de donde está hoy. Sotomayor Castellanos, Javier Ramón Licenciatura en Ingeniería en Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Maestría en Ciencias de la Madera, Universidad Laval, Canadá. Doctorado en Ciencias de la Madera, Universidad Laval, Canadá. Actualmente profesor en la Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. Platas Garza, Miguel A. Doctor en ingeniería eléctrica por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2011. Actualmente es profesor titular en la misma institución. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores con la distinción de Nivel 1. Sus intereses académicos se encuentran relacionados a procesamiento de señales. Posadas-Castillo, Cornelio Ingeniero en Control y Computación (1997) por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Maestro en Ciencias en Electrónica y Telecomunicaciones por el CICESE, en 2001; obtuvo su Doctorado en Eléctrica de la Universidad Autónoma de Baja California en 2008. Desde 1997 es 64 Profesor de Tiempo Completo en la FIME-UANL. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 2009. Tyack Peter L. Es profesor de biología marina de mamíferos en la Universidad de St Andrews, Escocia. Su investigación se centra sobre ecología del comportamiento ecológico, comunicación acústica, y comportamiento social de mamíferos marinos. Ha estudiado el llamado reproductivo de ballenas barbadas, individualmente, llamadas de contacto distintivas y ecolocalización de ballenas dentadas en la profundidad. Ha desarrollado nuevos métodos para muestrear continuamente el comportamiento de los mamíferos marinos, incluyendo el desarrollo de la grabación de sonido y etiquetas de orientación. Ha desarrollado una serie de estudios sobre respuestas a los sonidos antropogénicos, incluidos los efectos de la exploración petrolera sobre las ballenas barbadas y cachalotes y los efectos del sonar naval sobre las ballenas dentadas. Zambrano-Serrano, Ernesto Licenciado en Ciencias de la Electrónica y Maestro en Ciencias de la Electrónica con opción en Automatización por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, en 2009 y 2012 respectivamente. Doctor en Control y Sistemas Dinámicos por el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, en 2017. En 2018 realizó una estancia posdoctoral en la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP. Actualmente realiza una estancia posdoctoral en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores a colaborar en la revista Ingenierías con: artículos de divulgación científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos humanísticos del quehacer ingenieril y reportes de investigación. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. Los criterios aplicables a la selección de textos serán: originalidad, rigor científico, exactitud de la información, el interés general del tema expuesto y la claridad del lenguaje. Los artículos aprobados serán sujetos a revisión de estilo. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. Las contribuciones sobre modelación y simulación deben estar científicamente dentro del propio trabajo. Los trabajos con base en encuestas de opinión o entrevistas describiendo su impacto social, especialmente en áreas relacionadas con la ingeniería, deberán incluir la metodología y aspectos estadísticos tanto para su diseño como para el análisis de las mediciones y resultados, así como la validación de las correlaciones que pudieran presentarse. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 No se consideran para publicación protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntas. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, por e-mail a la dirección: revistaingenierias@uanl.mx El título del artículo no debe exceder de 80 caracteres. El número máximo de autores por artículo es cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 15 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, primer piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 E-mail: revistaingenierias@uanl.mx 65 �Código de ética Autores Los autores deben presentar una narración concisa y exacta del trabajo desarrollado, así como una discusión objetiva de su significado intelectual y científico. Los autores deben incluir a los coautores que hayan cambiado de afiliación durante el proceso de preparación y publicación del documento y que cumplieron con el criterio de coautoría, señalando el evento en una nota. Los autores deben incluir en su manuscrito detalles suficientes y referencias a fuentes de información públicas para hacer posible la reproducción del trabajo por terceros. Los autores deben reconocer mediante una nota de agradecimiento el apoyo de las instituciones y organismos que hayan contribuido significativamente al desarrollo del trabajo, así como a colaboradores que hayan contribuido de manera importante, incluyendo a fallecidos o a quienes hayan cambiado de afiliación, pero sin que hayan llegado a cumplir con el criterio de coautoría, si los hubiera. Los autores deben abstenerse de presentar críticas personales en sus trabajos. Los autores deben abstenerse de utilizar nombres ficticios o seudónimos. Los autores deben citar aquellas publicaciones que son antecedentes esenciales para comprender el trabajo. Los autores deben responsabilizarse del material que presentan en su manuscrito. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido mediante comunicación privada que no se localice en publicaciones. Revisores Los autores deben abstenerse de ofrecer manuscritos que se encuentren en consideración por otras publicaciones. Los autores deben abstenerse de incluir información que hayan obtenido de manera confidencial sin el permiso explícito correspondiente. Los autores deben abstenerse de incluir información obtenida en el proceso de servicios confidenciales, tales como documentación para concursos o solicitudes de becas. Los autores deben abstenerse de citar publicaciones que no se relacionen o que sólo se relacionen remotamente con la materia. Los autores deben abstenerse de incluir como autores a terceros que no cumplan con el criterio de coautoría, el cual consiste en su contribución significativa al desarrollo y preparación del trabajo. Los autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la fecha de su muerte. 66 Los revisores deben declinar cualquier invitación para evaluar un manuscrito si no se consideran calificados, carecen de tiempo para juzgar o se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente a los autores o al trabajo a evaluar. Los revisores deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. Los revisores deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los revisores deben abstenerse de expresar críticas personales. Los revisores deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los revisores deben abstenerse de utilizar o difundir información, argumentos o interpretaciones no publicadas Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 �Código de ética contenidas en un manuscrito bajo consideración, excepto con el consentimiento expreso de los autores posteriormente al proceso de evaluación. Los revisores deben considerar en su revisión posibles errores o fallas de los autores al citar el trabajo relevante de otros. Los revisores deben informar al editor si encontraran alguna semejanza substancial entre el manuscrito y cualquier otro trabajo. Los revisores no deberán intentar contactar a los autores, si hubieran inferido su identidad, previamente a haber emitido su fallo. El editor debe delegar en los miembros del consejo editorial o comité técnico la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación en casos en que se presente conflicto de interés con él. El editor debe delegar la responsabilidad y autoridad editorial a alguno de los miembros de los consejos editoriales cuando él sea autor o coautor de un manuscrito que se somete a consideración de la revista. Cuerpo Editorial (Consejos Editoriales y Comité Técnico) Editor Los miembros del cuerpo editorial deberán estar dispuestos a otorgar consejo al editor en las situaciones requeridas. El editor debe dar consideración justa e imparcial a todos los manuscritos ofrecidos para su publicación, juzgando cada uno de sus méritos científicos o tecnológicos, sin prejuicios de raza, género, religión, creencia, origen étnico, ciudadanía, filosofía o política de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben declinar cualquier invitación para brindar consejo si se les presenta algún conflicto de intereses, tal como encontrarse vinculados estrechamente con los autores o con el trabajo a evaluar. El editor debe considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. Los miembros del cuerpo editorial deben manifestar al editor cualquier conflicto de intereses que detecten. El editor debe abstenerse de expresar crítica personal. Los miembros del cuerpo editorial deben considerar un manuscrito enviado para revisión como un documento confidencial. El editor debe explicar y apoyar su juicio final para que los autores comprendan el fundamento de las observaciones. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de expresar críticas personales. El editor debe abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando cuente con el permiso de los autores. Los miembros del cuerpo editorial deben explicar y apoyar sus juicios de manera suficiente para que el editor, los miembros de cuerpo editorial y los autores comprendan el fundamento de las observaciones. El editor deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a ninguna persona fuera de aquellos a los que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de utilizar la información no publicada, argumentos o interpretaciones desplegados en un manuscrito sometido, excepto cuando se cuente con el permiso de los autores. El editor debe respetar la independencia intelectual de los autores. El editor debe procesar los manuscritos con diligencia. El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. Ingenierías, Julio-Diciembre 2021, Vol. 24, No. 91 Los miembros del cuerpo editorial deben abstenerse de desplegar información sobre un manuscrito en proceso de revisión o publicación a cualquier persona fuera de aquellos que se les solicite consejo profesional. Los miembros del cuerpo editorial deberán respetar la independencia intelectual de los autores. 67 �� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2021 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 24 Número Número de la revista 91 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2021, Año 24, No 91, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2021 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021126 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Armónicas Circuito RC Higroscopía Madera O-splines Paisajes sonoros https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21024/Ingenierias_2022_Ano_25_No_92_Enero-Junio.pdf 5c37de6647319bcf2b0ea8d67cc87778 Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2022 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 25 Número Número de la revista 92 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2022, Año 25, No 92, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2022 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021127 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Analógicos cuadráticos Óxido de grafeno Poliolefinas Sistemas caóticos Viaje por el tiempo https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21025/Ingenierias_2022_Ano_25_No_93_Julio-Diciembre.pdf a4742f6d702bb5dc2b504fc37bae9ba7 Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2022 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 25 Número Número de la revista 93 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2022, Año 25, No 93, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2022 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021128 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Algoritmos de encriptado Analógicos cuadráticos Concentrador solar Imágenes caóticas Niveles sonoros Transferencia de calor https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21026/Ingenierias_2023_Ano_26_No_94_Enero-Junio.pdf 080197739faaed5d0d2b16d9bcc28ad1 Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2023 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 26 Número Número de la revista 94 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2023, Año 26, No 94, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021129 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores 3D Fotogrametría Frecuencia Geometría no euclidiana Realidad aumentada Sistemas caóticos https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21027/Ingenierias_2023_Ano_26_No_95_Julio-Diciembre.pdf dcecee7f062e1113fef3c79620664e47 Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2023 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 26 Número Número de la revista 95 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2023, Año 26, No 95, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021130 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Actividad Fotocatalítica Azoteas verdes Baterías recargables Combustible nuclear Compositos https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21567/Ingenierias_2024_Ano_27_No_96_Enero-Junio.pdf 8b996a3fae313a2258ffc6be811163d5 Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2024 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 27 Número Número de la revista 96 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2024, Año 27, No 96, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2024 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021246 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Contaminación de aire Fotocatalíticos Maderas Polímeros SolidWorks https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/21649/Ingenierias_2024_Ano_27_No_97_Julio-Diciembre.pdf 99e06f97571e609f94e05235dc7a776c Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2024 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 27 Número Número de la revista 97 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2024, Año 27, No 97, Julio-Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2024-07-01 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021321 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. 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Editorial e I A Et Ideal. por José Vasconcelos Las Nuevas Ideas y las Viejas Ideu por Antonio Casso La Obra de PJilteur. por J . Anglas Por la Humanidad Futura Por José lnitenieros Sección Literaria · Historietas y ChiEtes Toxkomanías - Generalidades por Roberto González Lozano OePortivas.- Gira del Equipo dé 2a. Fuerza. por Boty REVIITA Isla■ dianlll nensaal 3 5 7 8 9 ló 12 15 17 lBR'l l • - DE 1934 • • M o N T E R R E Y, N. L. No. t t rnp M~••• �CIE Organo de la Es- cuda de Bachilleres de la Universidad de N. L. Colegio Ci!i~ REVISTA ESTUDIANTIL MENSUAL - Registrada como artículo de ·- --•--- -=-=·-=-=======================11 2a. clase . I ANO I ; MONfERREY, ABRIL DE 1934 --' ------- ..... - ll NUM. 1 ~ -:. EDITORIAL ~[&~, ducacion es por antonomasia formación integral: educar es ir constitu · l+.t.. yendo; es ir plasmando individuali~J! dades como no'3 dice Caso, pero a f condición de Que dicho trabajo de formación se enfoque haría todas las facetas que ir.tegran laR capaddades del individuo. Decir pues ''Educación Integral" es pleonástico, como lo es digalo si no Gasset el hablar de ··cult11ra General". Sóro puede llamarse trabajo educativo en la m1s amplia acepción del término a;iuel que se dirije hacia todas las e-fer'.¼S de las facultades oel individuo a8Í las físicas cómo las intelectuales y morales te11iendo como rumbo una idea directriz que es f.indamental: la de formar 1<individualidades•. Lo otro el t.1mar en cuenta solo un grupo de facultades para su cultJvoesformar algo trunco, dt!spr,lporcionado. es romper voluntariamente la armonía que debe existir entre las distintas categorías de facultades. Y precisamente en esa armoni •yen ese equilibrio producto de una adecuada educación se encuentra la nota distintiva. el selh> característico del individuo normal. Si dej,rndo este punto de vista general; consideramos analiticamente las condiciones que exigen para s_u form.ación y cultivo cada e11fer11 de facult--ides, lleg.-imo8 aqul en lo P"rf:ieular a la rr.ifma conclusión general a que haefamoil alución ante riormente; es decir a c1tda facultad !P. rorrespon. de un cultivo general y lo mas completo posible ¿,Se educ':lrán en la edera física (por ejemplo) unicamente los musculoca de los miembros supe riores 7no ci';!rtamente Cultura física comprende la de todos los músculor,i y aun la de algunas fpn - 1 J· ,.¡ '! I' -' ) ,:.. . 1 ¡ \ Direr.tor· Albino González Gerente: Ji:ulogioGonzález ----- J¡---- ciones orgamcas. Lo que ~e dice de lo fizico se di• ce también de todo lo demás. En las facultades Psicosuperiores no se va a educar por ejemplo la voluntad en su función de inhibición sino que precisa comprender tambié11 la de actuación positiva. Pero lo que más nos interesa es la esfe. ra de las facultades intelectivas. A medida que transcurre el tiempo vaensanchandose prodigiosamente el campo de los coMcimientos humanos. Tanto ha crecido dicho c&mpo que ha mucho tiempo rebasó las posibili dades ll;noseológiras humanas. Con todo hay en cad1:1 época un núcleo de conocimientos que permiten al individuo colocarse al nivel de su tiempo y que vienen a constituir el minimun para formar hombres cultoa. E1los permiten actuar efi casmente dado que constituyen las direccione➔ vitales de la época. Gasset ya oo señala un minimun para la épo_ ca actual aún cuando quizá precise y limite un tanto pues excluye las cuertiones de estética aplicada que no encajan en las diciplinas filosóficas, sino que constituyen las bellas artes. De todas suertes lo que interesa es que eJ intelecto retiba una formacion general y no se limite unilateralmentt:: al cultivo de una sola rama del saber pues el resultado es el tipo aparentsmrnte paradójico dP! sabio inculto; Jel bárbaro ef:'""¡'.' 1 •~~ '!r ce q ;<') h'.lb!a Gasset. A contribuir aún cuando sea solo fomentando el i-nterés por otras cuestiones que no sean lu tratadas por «el libro del texto» va en:!aminada esta re'!ista. Este constituye nuestro único deseo nuP5tra única aspiración, si ahio logramos en ese sentido nos consideraremos sobrado recompensados, �~--------......................... f Baños «lel •ner,ac1o c1el Norte' ! f • los neiore1 .Je la Ciutla.t! ■ ¡ fI f 1 f ! Departamento • bpecial para DAnASI ¡ ¡ Expertos nosajistos y Petllcuristas! j Baños Rusos, Turcos, Tinas y Regaderas. naterrey, N. l. : la.aaaa• .a.aa..aa. . aaaaaa-....................... 1 . . .a-...............lL'llf . . . . . .. .. . . . . . .,. ... . . i - El Espejo Artístico - 1 .¡ ,----------. ------------------• ---- ---- . TEL. 4 ; .. f !• • 1 FABRICA DE ESPEJOS TenemosEspejosfinos y corrientes. _,._ FabricamosVitrinas comerciales en to das medidai, y ~.¡.;, tales para automoviles en todas formas. ] niranda ·y Hnos. 1 6 : •,~ 2 5 = • Zaragoza 412 Norte . 1 !..... •_ --- ,-=------·--- - ;~ ...... .............................. 1 Monterrey, N. León. CIENCIA 5 El Ideal T .,. 1 Tlllf0NO 3069 f Abril de lfl3, -f 1 l 1 J¡ 4 L ide,l es una meh conatantemente alejada c•n la carrera de la acción. Cuando el corredor es débil y comienza a desmayar, la mirada se le nubla, las piernas tropiezan, el ruerpo eae con estrépito y se pierde de vista la met•. Si además de frágil de cuerpo el corredor es flaco de éspíritu. entorcrs no sólo pierde de vista la msb,, sino que reniega a ella, Mucho de esto hay en el amora'ismo, el praeticismo, el exitismo de todas l•s épocas viles. Los que hablan de desorientación en la conducta o confusión o relatividad de lo, ideales, son enfermos a quienes la anemia ingénita o el golpe dP. la caida les ha cegado. Si juzgamoi el ideal ateniéodo~os a eu significado fisiológico (la mas pobre manera de analizar un concepto) resulta que es nada mas que un es· quema de las cosas "como quisiéramos que foesen". En este sentido, los ideales son para la acción lo que la fórmula del cálculo es al motor: se. ñalan hasta donde ha de llegar el esfuerzo. P e • o la fórmula y el esfuerzo son de 'la E misma índole en m¿eán1ca, no así en ia mor-al. porque la vJluntad mid/lla es una voluntad trasformada, reformada. Esto es lo que no advierte el idealismo intelectual. y por eso olvida el con te. nido del acto. Por su parte, el pragmatista olvida :¡ue no sólo se trata dP. como debieron o pudieron ser las cosas, sino que en muchos rasos se puede comprobar que asi como deben ser han sido re.pstidas vece~- En C'lros casos se puede también probar que como debieran ser son en muchos sitios y ocaciones. Por lo que r~sulta villanía cata· lo¡¡-ar los idealei entre los esquemas de conductas fantásticas: En pgimer lugar, un ideal no es un esquema, sino un estado positivo, logrado en una o varias conciencias. Cada ideal personal o social lleva implicito. además de la gráfica su objetivación. la fuerza eapáz de realizarla. En todo ideal vivido hay uoa imposición de nuestras maneras a las maneras del ambiente o de la naturaleza: pero lo importante es que la imposición resulte constantemente eficaz es decir dotada de poder de coosumaci6n, y el idealista cum ple con solo realizar en sí mismo su fin. ¡~~~:::----¡ ¡ i VASCONCELOS ,I,""""~""""""""""""""""""""'"""""· En el sentido de norma impuesta por el espí_ ritu a la realidad. todo lo que es obra humana tiene un orígen idealista y nó. como comunmente se cree. un origen práctico. Cuando el carpintero hace un:1, silla, lo mismo que cuando le compone la pata. primero se representa la figura ideal dél! su obra, después, como si diiéramos, llena ese esquema de materia, lo ineorpora en madera, Así en lo sor1al, los lntelectualoides que explotan los despotismos ibero amerfoanos acostumbran a predicar que nuestras constituciones, nuestras libertades escritas, son como un traJe de lujo, que no se adapta a los cuerpos duros de nuestros países semibarbaros. Interesadamente desconocen que en todo tiempo y en cada nación ha sidl" menester violentar un poro J, costu'!lb•e para que se vaya levantando sobre el nivel bajo de la ,more Jegis,, basta el nivel superior de la ley, que busca identificac16n co11 la moral, por encima de la eostumhre. Casi todas las leyes bao seguido este proceso· Primero. la ley mera ,ley moris•. re. conoce la costumbre de matar a la muier por adulterio, gradualmente, sin embar,rn. a la •ley moris•-se sobrepone la ley cristiana, que veda matar; la ley se hace moral y la costumbre misma se eleva. De una manera semejante, no habria habido líbertades ni eo Grecia ni en Francia ni en Inglaterra, si triunfa el criterio de estos ,natural born slaves• de nuestra intelige~cia; si los invertidos de Atenas o los •macreaux • de Pa· ris o las borrachos del Támesis se h~biesen to· mado de tipo para la legislación, lo que se habría logrado en invertir los valores éticos en u " a práctica de decadencia: esto lo hizo Sodoma pero no le intentan siquiera los pueblos que poseen la energia de salvarse. Se atribuye a lord Kelvin el dicho de que no podia comprender un proceso natural si no lo graba antes fabricar un modelo .... Se ve en esta obser vación una ley del espíritu, no solo en lo práctico, también en lo ético. Necesitamos representarnos con más o menos claridad el objetivo superior de nuestra acción. Y ya se cr mprende entonces qué pobre tiene que ser toda mora¡ que no hueca sus própositos. sus modelo~. más Pasa a la Pag 16, �• • 1Sombreros 1 1 1 BUEN SURTIDO EN f, ../Íntonio ....,.,..., PARA CABALLEROS EN LA fcluarclo González Zaragoza Sur 217 Monterrey, N. León -~~ ~ ¡ l l t \ Su Sastre y Servidor. Tapia Pte. 145. TEL. 5148 Negro Monterrey, N. L. TEL. 4649 Humberlo García Monterrey, N. L. -------------------------- A lucha pc-r la vida es una ley universal, muy más nniversal que lo pensó Dar· wio. No sólo luchan los seres videntes, luchan también la lenguas, las leyes, los inver • tes, las ideas. En el mundo inmaterial del espíritu como en el wundo de la vida, lo que no lu cha no alienta ni triunfa. E I reposo es una ilu· ción racional, un «egipticismo•. como diria Nietzsch ... una momi r,eación Pero la noción de lucha es inseparable de la de ventaja, Si se lucha es para adquirir una prooiedad nueva, un dominio exclusivo, La lucha de las viejas y las nuevas ideas es más dramática que las viscisitudes de la acción: los ¡¡olpes, las embestid•s y los éxitos son silenciosos en el mun. do del espíritu, más no ror silenciosos desapasionados ni vehementes. Aca•o •ea veTdad decla· rar que el movimiento espiritcal ts más intenso y heroico que el de la acción vital y organica. Una len¡¡;ua es un organismo de ideas y anhelos, una religión sintetiza esperanzas y redenciones profundas; una filosofía es un ~ér invasor y rebelde que pugna por disolver al enemigo que halla al frente, coi, la corrosiva y punsante fuerza de la persuación y dialéctica. Pensar es un drama superior, a veces, en crueldad y energia. a las esce· na~ más trágicas de Hamlet o Lear. El mundo entero es ougna y drama: esto es creación y evolución, 'evolución creadora', como dice Bergson o, más bien, «creación evolutiva•; invención e i'1}itación, novedad y repetición vida ascendente y vida descendente, genio y costum bre, Se diria que en fin de la existencia hay un poder de flo'recimientb interminable, una fuente de perpetua transformación; pero si cada aurora anuncia un advenimiento y cada crepúsculo arras tra al no ser algo que nurn;a volverá a producirse sobre el escenario del tiempo también es verdad que la vida se eanaliza y ordena. luego de creada, en una repetición que tiende a convertir· se en identidad y monotonia, e n reproducción indiscrepante y absurda, Nada es absolutamente nuevo y nada viejo por completo, El inventor másígenial tiene ante· L Sastrería fina - - - - · - - - - • - - - - para r!!a6alleros Qompro Autos usados Vendo Refacciones Por . 1 Calzado 1 1 1 1 1 ' ------------------------José Mancada 1!i ¡------¡ Las Nuevas Ideas ¡ ¡ i i r .....-~"""""'~' las Viejas Ideas ' "" .......... ...........~~,.,......~ i-~ ,..,. ~::¡ # ly 4- CIENCIA 7 Abril de 1934 "1 • cedentes y ei hombre más vulgar instantes originales. Cada quién posee, si no precisamente ge. nio, si propia y singular genialidad, individualidad personalidad. El vulgo solo existe para los vulga· res. La humanidad, c0mo la naturaleza es. a un tiempo variedad y uniformidad, todos los dias es nueva aun cuando no absoltamente nueva, la obra· de Dios. Las ideas viejas mantianen de su parte e\ haber servido para ordensr la vida que ya se hizo, el mundo que se formó antes, el tiempo que transcurrió, Ppr eso son respetables. poraue sajo su imperio se ha vivido, La existencia las ha adoptado para •í; la han modelado a su albedrio. Fueron sus maestras venerables; tuvierón éxito, y, ,obre todo. alguna vez fueron nuevas No deberlán ser, por tanto, tan adustas y dogmáticas. 811 exclusivismo las mata. Cuando algo pierde la plastiddad divina del espirita y se reviste de pétrea coraza es que está para morir, Los muertos son rígidos, ir.extensibles, sólidos como la materia misma El pensamiento e s lo más ágil que existe, lo mas inesperado y elegante de la historia. Usar de caminos ocultos, de impre. visibles recursos, de mágicas adaptaciones repentinas, pensar victoriosamente, es volar sin obstáculos, desligarse sin contratiempos, como las aguas del arroyo sobre las guijas que pulió en su tránsito la corriente. Las ideas viejas muchas veces son estorbos venerables, Un conservador es un ser estorboso y absurdo No vive del presente, sino del pasado tiene la cabeza vuelta perenemente_h11cia atrás. como la mujer de Lots que se petrificó en el camino de Sodoma, Romántico incorregible, vive deplorando que corra el tiempo y lo aleje de su ensueño carlsimo. Sin embargo, forma el peso de la historia, el plomo que regula el vuelo, el lastre que hace posible la acción. Sin él la vida serla u na catástrofe El «snob• es el otro aspecto trivial de la ener, i,:ía humana. Su actitud es delirante, entusiasta •futurita•. Quisiera hacerse señas con el mun. Pasa a la pág. 14. �CIENCIA Abril de 1934 8 La Obra de Pasteur 1 e on su claro genio y su admirable sentido práctico. Pasteur había dejado a un lado todas las cuestiones puramente teóricas y daba a sus experiencias la única conclución que ellas imponían: no existe. en las condiciones en que él se había colocado generación espontánea Esto basta por lo demás ¡¡ara revolucionar la cirugía, la medicina, la industria, la agricultura, etc., y para abrir en todos sentidos vias u nevas y fecuildas, Es sugestivo ver bien el origen o mejor los orígenes de sus descubrimientos. Podríamoe decir :¡ue tampoco:en ellos hay generación espontá• nea. Observaciones anteriores y hechos dispersos hasta entonces los hicieron posibles. Pasteur los reunió los esclareció por sus propios trabajos y pudo después sacar todas las consecuencias. Los mic•obios eran conocidos ant0 s de Pasteur. En 1850, Da vaine y Rayer habian re cono ddo la presencia de una bacteridia en la en fer• medad llamada carbón; pero no habían demostrado científicamente la relación de causa a efecto. Por otra parte. los medios de matar los gérmenes (antisepsia) o de impedirlos llegar (asepsia), eran todavía impresisos e insuficientes. La antisepsia habla teoido iniciadores: Raspail, en Francia, y Lister, en Inglaterra; pero no eran conocidos ni el origen de los gérmenes que era necesario combatir, ni su biología, ni sus acciones patógenas Las investigaciones de Pasteur tubieron un punto de!partida muy diferente, •in que el pudiera entonces p r e ver que ca uinos y a esbosados le conducirían, por decirlo asi; a una encrucijada dominadora de los inmensos territorios en que habla de ser soberano indiscutido, Comenzó su carrera simplemente como qui. mico, A los veinticinco años. en 1848, Pasteur hizo su primer descubrimiento; desdobló un áci" do orgánico cristalizado en otros dos cuyas sales diferían en algunas facetas de sus cristales, y tales, que unos eran como imágenes de los otros vistas en un espejo: como la mano derecha y la mano izquierda. En 1858, nombrado direetor de estudios en la Escuela Normal el estudio de la constitución de las substáncias orgánfoas le llevó a la Biología y pronto profundizó los fenómenos de la fermen. tación, tan obscuros hasta entonces, pero tan PORJ ANGLAS J importantes desde el punto de vista industrial. Aquellas investigaciones le pusieron en preseneia de los microorganismos o microbios, y enton• ces comenzó lo que se denomina época pasteu. riana. En 1864, Pastear vislumbró que las enfer medades infecciosas están en relación con esos seres microscópicos, de los cuales determinó los medios de cultivo y manejo. Entonces fué cuan• do demostró que no existía generación espontá· nea; puso fío asi a las causas hipotéticas (mismas, emanaciones. etc.), en que la medicina se refugiaba púr su ignorancia de loe verdaderos gérmenes patógenos. Una aplicación de sus ideas y de sus méto· dos se presentó ya en 1865; a petición del quí. mico Dumas de Alais, Pasteur fué a esta ciudad para estudiar le enfermedad de los gusanos de sede, la pebrina, que arruinaba la sericicultura Pase a la pag. 13 J Abril de 1931 e CIENCIA 1 POR -=========I La Humanidad Futura ¡:~NIEROS 1 Por a era en que la hJmanidad rendia culto a la barbarie gloriosa de los héroes de la sángre, los Alejandro, los César los Napoleón,est.a agonizante;pconto pora ella se ta1íirá lú·rnbremente a muerte en el campanario de la Historia Mientras e.l siglo XIX va a descansar de su labor honrosa, ocupándo,un trono de luz entra 1 •s siglos iJos. saludémcs el alba de este siglo XX, qua llega a la Humanidad preñado de aspi• raciones y esperanzas, rocordando que en nuestra era no cahe otro culto que el de los héroes de la Ciencia, los Laplace, los Darwin, los Lyel, os Marx, 10s Spencer. En el corazón de la humanidad, los grandes verdugos están a punto de ser suplantados por los grandes mestros. La escuela está llamada a sustituir al campam~nto. Unicos combates civilhados serán los del libro y la inteligencia. En todos los eorazónes un noble horror se incubará contra los sangrientos campos de batalla Que la barbarie trocará en cementerios improvisados; los hombres del porvenir lucharán en Isa nobles lides del Trabajo y de la Ciencia, e,1 campos de batalla fecundos de bienestar y de verdad. El soldado ha constituido la fuerza y la supe• rioridad de los pueblos en la barbarie; el maestro constituirá su fuerza y su superioridad en la ci. vilización. Maestros: toca a vosotros ser la avanzada en este generoso advenimiento de la civilización fu· tura; vo3otro~; los maestros, haréis que ella eea de paz, de amor, de solidaridad. Recordad que, en gran parte, está en vosotros, hacer del pueblo una turba de esclavos o una asociación de hombres libres. Las sociedades civilizadas confían al mae;tro cuanto po,een de mas sagracio: su propio porvenir, El pueblo os abre al surco de la infancia y o~ llawa para sembrar en 1\1 !a• si!!''º"•~s :!e su vida futura, En vuestras manos está en arro. jar la buena o la mala semilla: el surco no será cu'pable si en vez de suculentos frutos llegaran a cosechar ller~as envenenadoras, Maestros. aprended a elegir la 11imlente que váis a sembrar. L Los niños son la sociedad del venir; fuera delito sembrar en sus cerebros simiento.s del pasado. No les enseñéis perjuicios qu 2 vosotros mis. mos habéis dejado de creer. El fanati•mo y la intolerancia son los viejos odres de la era que agoniza: no colo1uéis en ellos el vino nuevo, No les ensefiéis que los hombres han disi· mulado su ignorancia inventando explicaciones sobrenaturales que nada explicaban de los fen6. menos que no sabian comprender, No les ense• ñéis que la inmensa muchedumbre de los q u e trabajáis con el brazo y la inteligenda, debéis vivir condenados a una vida de necesidades y miserias. mientras una minoria ociosa derrocha lo superfluo. No les enseñeis que los pueblos se han despedazado en guerras inhumanas. como si el atavismo hiciera renacer en el hombre I as predilecciones de la fiera. No les enseñéis a practicar la obediencia pasiva ds los servi'es, en homenaJe a una disciplina que descoyunta e 1 carácter, aho¡¡a la iniciativa individual y prepa. ra soportar resignadamente todas las escla vitu · des. Este es el crepuscolo del pasado. Respetad el crepusculo, pero preparar la aurora· A los niños que la sociedad os confín Pn•olJ.a. dles que en mil laboratorios viven muchos héroes que han consagrado su vida al descubrimiento de la verdad objetiva de los fenómenos que perc1 bimos mediante nuestros sentidos. en el mundo que nos rodea; ellos sC'n los sacerdotes del ídolo futuro: le Ciencia. Enseñadles que el trabaio del brazo o del cerebro. es la ley superior de la vida, pues nadie:debe ten ar el previlegio de vivir parasitariamente sin ser eooporadores de la producti&u u~1 gcuvu tsudal a qu~ l,.H:H·teuece; et UlllCO bienestar h mrado es el que el hombre conquista me::!~:!~!:-~! !!~~=ijo so~!q!m~rte útil, En~eñadles que todos los pueblos serán her. manos en el porvenir, pues la Historia enseña que el seotimiento de solidaridad social ce ha extendido progresivamente de la famiiia a la tri- Paaa a la pag. 16 �10 CIENCIA ~::::::;:::::;::=== !l Íi l!;l 1 l. Í:a Palabra de/ 11enlo 'Po, E.n,ique GO:}.(ZALEZ MARTINEZ Mientras vaticinaban las bri~a• en la fronda lo" versos ~ue el poeta un dia ha de cantar, se me filtró en ~1 alma una emoción más honda que el pavor de Id noche y ei asombro del mar. Rebasaba la vida el premioso momento que era sutil augurio y rara evocación. Av del que núnca ha oldo la palabra del viento a la hora en que el monte abre su corazón! Se sumaba el prestigio de la ilusión panda a la infinita angustia de lo que ha de venir, y era un afán recóndito la tierra fatigada en la misericordia de un cielo de zafir. Senti que mi conciencia venia de lejanos sig'os. y que el mafiana, lo mismo que el ayer, en el voraz minuto se estrHhaban las manos com,1 la noche en fuga con el amanecer. A.bril de 1934 Abril de 1t34 s E e e I L I T E R A R I A Y el viento comentaba el signo de la estrella con el velado timbre de un cuento familiar, y en &o rumor dejaba la imperceptible huella de lo que ya no existe, de lo que va a pasar. Senti mil centurias forjaban mi destino, que era forzado huésped de un mundo en senectud, y que a mis ojos triste~ •~ oírenaaba un camino donde ensallaba el vuelo un a ve de inquietud. Y quizo aai mi mano en el fugaz momento al par mis ansia• todas y mi futura acción, y comprer,dió rni es!)iritu !a palabra del viento Y el corazón del monte latio en mi corazón! l ll $a/aJa Je luz sumisa. Por Jod <;O'R.OSTIZA ALCALA Alarga el dia en matinal hilera tibias manchas de sol por la ciudad. se adivina casi la primavera como si descendiera en entas ráfagas de claridad La luz, la luz sumisa, (si no fuera la luz, la llamaron sonrisa) al trepar en los muros, por ligera, dibuj:t la precisa ilusión de una blanca enredadera: !Ondula, danza, y trémula se irisa¡ Y la ciudad con intimo candor, bajo el rudo metal de una 'campana se va dando a la dulce vida de la maflana y en gajos de color se deshilvana. Pero Nuestro Seflor puso en el día esencia de dolor y agudos clavos de melancolla porque sus ráfagas al descender en vuelos de canción, se clavan como labios de mujer sobre los sensitivos sueflos del corazón, Tibias manchas de sol por la ciudad dispersas acongojan la vida, y al bogar la luz inculca en las pupilas tersas una sonámbula inquietud de mar i Si ayer vimos la luna desleída sobre un alto silencio de montañas! Si ayer la vimos derramarse en una indulgencia de lámpara afligida y duele desnatar en las pestañas el oro de la luna . . . . . . . .... CIENCU �Abril de 1934 12 CIENCIA H_is_t_o_r_ie_t_a_s¿_y_C_h_i_s_te_s_i l l, _ _ Un conferencista hablaba ~nte un selecto p::bHco sobre la fi5!Qlngís de! :o:2zón en foE: sigmentes terminos: El corazón n'l aiempre está coo€tantemente funcionando sino que tiene momentos de contrae• ción rápid• llamados sístole y momentP• de descanso denominados d·ástole, oe aquí qué se pue da determinar el tiempo que trabaja el corazón dcrante el afio y el tiempo que está en reposo; al llegar a esta parte fué interrumpido por un oyente que con naturalidad asombrosa le dijo: maestro ahora ya me puedo txplicar porqué desde hace varios dias no fiento el lt.tido de micorazón, es que le toca descanzo. Un estudiante fué sorprendido por su maes. tro dándose topes en la frente contra la pared. El mae,tro al ver este espectáculo poco co• mün le dije: ¡Pero! ilmtécil! ¿acaso te has vuelto loco? No maestro, como Ud. nos h•bía dicho que para estudiar se necesita mucha inteligencia, estoy tratando de alargarme la frente para hacer obtuso mi ángulo facial. Oye Juan ¿que es ese bulto que traes en la freo te? pues un antojo de mi papá. Es raro ¿y en que conciste ese antojo? Puas nada amigo, se le antojó darme unos silletazos. Fué a confesarse un patán, •cusome padre de haber matado una mosca de un hachazo. Pero hijo mío. eso no es pecado. Si padrecito pero es que la moaca est-aba so· bre la cabeza de mi suegra. El enfermo. Doctor, no ouedo decirle a Ud lo que me pasa. Derrepente siento no sé Que No estoy bueno no puedo decirle a Ud porqué . El Doctor. Muy bien. Pues lleve Ud esta receta de no sé qué. • la farm cia de quién sabe dónde: tón&la Ud no sé cuant,s veces al dia y se curará Ud No sé cuando. Abril de 1934 13 La Obra de Pasteur 1 Viene de la pág". 8. Er. dc:ta mtñ.ana llegó una visita a la cosa ae Un. Jacmto, éste quer1éndo quedar bien con los visitantes le dijo a su hijo Juan. levántate presto y sin demora y anda a easa de mi cornpa· dre Chón qne vive en aquella casita blanque,ina que tienes enfrente en la alta cima y dile aue me haga el favor de orestarme su volean explosivo para hacer un tiro de volatería a u• ave picoté• ica que con grande arrojo a descendido a mi co· rtal,gallináceo y está acabando con los in, centes y cándidos pios pios, hiJos de la abnegada clo clo níetos del valeroso quiquiriquí jefe principBI del corral. El padre llaman.fo aparte a su hijo le dijo: dile a Chón.que me preste su cafión de pó·vora para matar a un tal .................. .. E S()mbr~ros ¡ " 1 St~tson i •. • lí los nejores nodelos Sombreros manufacfura TAhDAN m~,e,;o,, t GgitBirno CHalzado lt lt se distingue en que sus iniciales están grabadas bajo la zuela. . : = 'I ¡ ! ... . 'I 9f i ::r;·~1·1; ¡;;d¡~;~~. i lt Morelos Ote. 438 ' : Solero lo~ano, lucs. ~ l.a.&&aa~au&a&&~&4ilell CIENCIA de IM Cevennes. Pronto encontró la cau•a en un parásito mi. croscópico y realizó los medios par a eliminar sistsrnáticamente los gérmenes; los huevos contaminados eran excluidos y los loeales cuidado· sarnente desinfectado11. La sericicultura estaba salvada (18G7). El libro que publicó Pasteur con aquel motivo, sigue siendo m,a guía para el estudio de las enfermedades contagiosas. Solamente despúes de siete afios Je la terminación de eetos trabaios ll877], Pasteur estable. ció que la bacteridia de Davaine era en realidad el gérmen de la enfermedad del carbón. Demos• traciones análogas hizo para el cólera dP las gallinas y para el r'luget de los Cérdos: Fué este eJ período verdaderamente médico de s u carrera La curación de la rabia, de microbio desconocido pero de que el virus testifica la existencia, consa gró la gloria médica del sabio. Aportó este la prue· ba definitiva de la acción de los microbios estreptococo, etc.) en los abcesos, los forúnc~los y tc,das las infecciones en geaeral. Un campo ilimitado insospechado hasta entonces qued/\ as! abierto a la invesigación de los medio de curación; la eirá gía quedó libre de la pesadilla de un enemigo antes misterioso y en lo sucesivo evitable. ¿No es singular que tantos beneficios hecho, a la humanidad a lós que se afiadieron todos 10s que se dedujeron de la obra pasteuriana tuvieron un punto de partida tan alejado y en reali· dad desinteresado de las aplicaciones prácticas a que llegó Pasteur. Ciertamente, la alegría del sabio fué inmen•a cuando observó la bienhechora utiHdad de su trabajo, y se concibe su entusiasmo para seguir por aquel camino; pero, corno decíamos al comienzo de este libro, el mejor medio de llegar, de conseguir resultados útiles, es la investigación de la verdad por •f misma, la más rigurosa exactitud, el trabajo desinteresad~ de un fín in- PORJ ANGLAS r mediato. Las aplicaciones que se presentan son generalmente, bastante remotas de aquellas en que se había per.sado; pero son necesarias la perspicacia y aun el genio para no dejar inadvertidos el hallazgo fortuito ni el azar feliz y sa• ber apro,echarlos. La obra rle Pasteur es un e. jemplo brillante Y perdura, desde todos los puntos de vista, con o un modélo. Por otra parte, la verdad no se conquista de una vez íntegramente. Pasteur mismo no vió de una vez la importancia de sus descubrimientos, de los que decía al principio: Estas son cu riosidades de Historia Natural sin pre vecho·para la medicina algunos microbios más. Un hombre, por genial que sea, no alcanza de una vez 111 perfección. E, rores parciales se deslizan al prin• cipio, que son rsparados poco a ooco por un tra• bajo progresivo. Por esto Pasteur, defendiendo sus ideas s· bre las fermentaciones, que consideraba siempre relacionadas con un microbio, re• chazaba nn sin pa•ioo y vehemencia, las sugestiones de l:lécharnp, de Montpellier. que en contra Og ah s1ngre ¡,,rop1edades diastáijicas. Cierta• mente las experiencias de su contradictor carecian de rigor y su; interpretaciones eran critica• bles; pero contenian sin embargo, un fondo de verdad que fué recogido ulteriormente y escla· recido cuando Béchamp había sido olvidaao hacía mucho tiempo, despues de haber sido infama do. La acción diastásica de los humores y su mecanismo micelar, deben relacionarse con las rnicromasas de aquel autor injustamente descono• cido. Esto no disminuye la gloria de Pasteur. Este, lógicamente, hacía bien en seguir el rico filón Que tenia y en no dejarse desviar. Pero se ve por este ejemplo-y podrían ser citados muchos semejantes-hasta que punto es compleja la historia de los grandes descubrimientos; por si rnísma tiende a la simplificación a costa de muchas injusticias; el espacio de una generación hasta para la génesis de lo que será pronto la leyenda. Esta comprobación a propósito de hechos contemporáneos dá que penaar sobre lo qae nos ha sido trasmitido de tiempos antiguos. • �CIENCIA 14 Abril de 1934 Abri I de 1934 L8s Nuevas, Ideas ¡-------¡ ! Po? f $ $ ..Antonio é:asso Por Roberto González Lonno $ $ wv;..., PlJ!'IP?.ll'•t, ~ lojamiento fácil y vital. Conviene matarlas definitivamente, como hacen los pueblos primitivos con los ancianos decadentes e ineptos. En cam bio, hay ideas nuevas ~ue tienen la peligrosa inestabilidad de los explosivos. Urge usarlas con prudencia, con ciencia, con decoro humano. Augusto Comte concibió la ley de la vida social como alianza del órden y la libertad. Libertad es órden, no desorden. Nada hay absolutament~ desordenado. Cuando un órden desaparece, otro nuevo apunta. •Alas y plomo• que dijo Bacón; osadía y hábito, invención e imitación, creación y evolución, esto es la Historia. Si prevaleciera el genio sobre la costumbre, todos seriamos locos. Si se impusie•e la costumbre sobre el genio, todos nos degradaríamos hasta convertirnos en bP.stias instintiva~ y puramet1te orgánicas. ¿Tendría razóp Leibnitz? ¿Estaremos en el mejor de los mundos posibles? ..... . 1M'R' l\'S>?:.;; ~~- ¡ f ¡¡ 1' ¡.~ i6 •" • \i & f- . . ••in! IP'IL'ftnl'il!>v """' 1nl'~~• • "lí 8"1I·ca ''El J"JH n11u1·1a·· '1 1t, Juárez~o 586 Norte. Telefono No 4 9 9 2 PROP. J. ROMERO e conoce con el nombre de toxicomanías, todos &quellos hábitos o aretencias desordenadas que experimentan ciertos individuos a norma les hacia algunas substancias tóxicas. F•t•e las toxicomanías más frecuente, ~e encuentran: la Morfinomanía(intoxicación por la morfi a) Cocainomania [intoxicación ·por la co· caína); pero en el presente tema no me ocuoaré de ellas en particular sino de las tcxicomanías aD g~nera l. D, todos es bien conocido el poder de electividad qne tiene sobre el alma determinados tóxicos, en• tre ellos el alcohol pero principalmente ciertos alcaloides, la morfina, la cocaína, el haschich. (el alcohol y la coca so o 11enenos occidentales; mientras que el opio y el haschich son orientales que aportando al toxieómano a unalegrla desbordante. ficticia y un sentimiento de euforia, lo hace esclavo ael vicio. Por eso millares de hombres se entregan apasionadamente al opio y a la cocai na pen•ando hallar en ello~ la fue~te de la felicidad que núnca han encontrado en la tierra. Con bastante frecuencia se ven toxicomanía. cosque han sido <lesventurados individuos fracasados, desesperados de su vida, u oprimidos por una pena moral. Estos individuos no encon. trando su felicidad en lo real, se entregan apasionadamente a lo fi~ticio a la droga, que e3 su tesoro, creen en un sólo Dios 2d,1ran a un sólo S ........... Viene de la pág, 8 do que va a venir, pero pierde el conti.cto con la tierra; no sabe esperar, no sabe que el bien pue _ de no llegar nunc~ y, _sin embargo, ser bueno en verdad. Vive de renegar de !a existencia y se introduce, a veces, por las alamedas del manicomio. Prudencia y razón le estorban. Es un romántico del porvenir, de lo que aúo no a nacido de lo que, acaso nunca nacerá otro ser absurdo. El «Misoneísta ea un loco del pasado. El «Snoh• un demente del porvenir. Ambos són farsantes, quizás farsantes trágicos en alsrnoos empeños, pero siempre farsantes Aml!os forman dos encantadoras direcciones, falsas; consuelan de la vida y fortalecen porque no son capacas de entenderlas. No són sabios: son amantes ingénuos de nuestra Señora la tradicción o nuestra Señora la Moda. Hay ideas viejas, como esos trastos inútiles aue se acumulan en las casas e impiden el desa- CIENCIA GENERAllDJIDES Viejas Ideas ¡_-____¡ _...........,.."""""'""""""""""""""""""""""""""""""~ ""' y las 15 ~ 91 Dios, la droga el alcalóide que sin el no pueden vivir. Uno de !os elogios más patentes hechos al opio e8 el de Tomás de Quincey, •¡Oh justo, sútil y prtrnteopio! ,Tú que aportas al corazón del pobre como al de! rico, para las heridas q u e no cicatriz¡¡n nunca y para las angustias que impulsan el ám moa la rebeldía. un bálsamo dulcificador. «iOpio elocuente! Tú que por tu poderosa retórica desilrmas las resoluciones de la rabia y oue por una noche devuelve al hombre culpabie las espersnzas de su juventud y sus manos antí• guas, sin mancha de sangre. ,Que dás al hombre orgulloso un olvido pasajero de !os errores no reparados y de las injurias no vengadas. •Q~e citas testigos f 1l,os ante el tribuna¡ del ensueño para aue triunfeJa inocencia inmolada, que confundes al perjuro y anula las sententencias de los juecse injustos. •Tú construye• en las tinieblas, con los materialesimaginables riel cerebro. con un arte mas profundo que el de Fidiss y Pr•xiteles ciudades y templos que superan en esplendvr a Babilonia y Hecatompilos. «Y del caos de un ~ueño y hecho de fantasí_ as evocas a:Ja luz del sol los rostros de las bellezas enterradas hace mucho tiempo, las fisono- ◊-----------◊ 9f 0 Dla Y Noche le daremos servici , dénos oportunidad de hacerlo. Esmerada atención en el Recetario.-Precios económicos. Consultorio anexo del D.-. Julio Cesar R. Ramírez. Servicio Rápido a Domicilio Medicina, Cirugía y Ju área Norte 586. Teléfono No. 4992 Consultas, de 8. a 12. y de 2. a 6. p. m. l, Partos l \ !I t.&.&lit.u$'.4~iil'l44ill,Yl.c'11.uliil<ill&a.4'44.&&.&&.i!i\il1Wi&i&&iliill&~ • La atención y mis precios me han asegurado una buena clieLtela. Gral. Treviño Pte. 357. Teléfono 506 Monterrey, N. L. ◊-----------◊ • �CIENCIA Abril de 1934 16 17 Abril de 19M CIENCIA GIRA mias familiares y benditas limpias de los ultrajes de la tumba. •Tú, eólo tú das al hombre esos tesoros y posees las llaves del paraíso. iüh justo, sútil Y potente opio! Cuando les llega a faltar la droga emplean todos los medios que están a su alcance para pro. porcionarsela: son capaces de todo, emplean tode su astucia para robar, mentir, matar etc, se han visto casos verdaderamente asombrosos en los que esos individuos ponen de manifiesto su pericia para cosegirse la droga. Cuando el tóxico es introducido por primera vez en el organismo éste reacciona con el objeto de deshacerse del veneno esto es lo que constitu_ ye la intolerancia del organismo para el veneno pero una vez introducidas varia dosis de este, el organismo se va habituand o peco a poco a so portar sus efectos; hasta que este hábito queda arraigpdo de una manera intima: de tal suerte que constituye como una segunda naturaleza en lucha constante con la real; esto es lo que se !la · ma la íntolerancía del organismo para abandonar la droga. Y una vez habituado éste, el toxicómano puede aumentar su ración a dosis trccientas ve. ces mayores que las necesarias para matar a un hombre sano, En esas condiciones, es decir una vez que el hábito se ha arraigado la abstinencia de la droga causa efectos desatrosos en el organismo del to· xicómano: y aquí empiezan preci;1amente sus mi• serias, estas son horribles cuando el toxicómano no consigue saciar el apetito de su organismo pervertido, que en vez de pedir alimento pide a gritos la droga para envolverse en una atsmósfera balsámica dulsificadora. He aquí el relato de un opiómanb Claudio Farrere refiriendose a las torturas de s u vicio «(es una pipa asesina; diez venenos, todos feroces, estan emboscados en un cilindro negro semejante al tronco de una cobra venenosa ... - .. No me -preocupa mas que ella. No tengo profesión, ni amigos . . . . . . No me queda ningu· na sensación humana ni hay ningún acto de hombre que yo pueda realizar, Nada iAh, si! Una cosa, un vervo: sufrir,! Unll hora sin opio: he aquí la cosa horrible, incontable; el mal de que no se cura, porque esta sed no la extingue ni la saciedad misma .. - . - -Soy el condenado qL e para aliviarse de la braza ardiente sólo encurntra plomo fundido,.Es pue, que los toxicómanos al par que experimentan una al,g ría y auforia pasaj~ras, enmedio de sus delirios sienten en su alma el cruel aguijóo de sus miserias · buscan en la droga felicidad Y la encuentran ~omentáneamente pero esta f , lici• dad la pagan demasiado cara, con su salud. Por la Humanidad Futura. EL IDEAL Pues bien, hoy ya no tendrá Ud. que temer a ninguna de las circunstancias citadas, pues hay dos salones de belleza en Mont ,rrey, ,Europea• y «Paris• que reunen todos los requisitos para hacer de ellos dos vardaderas instituciones en el cultivo del arte de la belleza. Viene de la pág. 5 Poseen los últimos aparatos para ondular permanente que existen en el mercado, El primero atendido personalmente por el propietario de ambos, el Prof. Isaak Budoik, con experiencia de más de 19 años en el ramo, y el segundo por la ~xperta Srita. Diva Zepeda, bien coaocida del público femenino de Monterrey. Viene de la pág. 9. bu. a la nación: de la nación se extenderá a la H umanidad. Ensefiadles :¡ ue entre los deberes del hom bre, el pri,1:,ero es la intensificación de la propia personali dad, mediante la cultura de la inteligen. cí a, la sodaiización de los sentimientos, la educación de la voluntad; asi se forma el hom bre libre el ciudalano laborioso, consciente altivo en su d1gnidQd y respetuoso de la dignidad de sus semejantes. Esa es la aurora del porvenir. Mae. tros escojed la simiente -que vuestras manos esparcirán en el surco, La infancia, r ecordadlo, no es el pasado: es más que el presente: ella es el porvenir, Seria crimen fecundarla con simientos del pasado; preparad pues, los hombres nuevos para los tiempos nuevos. Así solamente asi, prepararéis la futura grandeza del país; más aún : la futura grandeza de la Humanidad. allá de la mera práctica. Para sup~rarse a sí mi sma, la acción se ssrve de la razón- La razón se aplica al obJ etivo y lo supela .sn la idea de objeto Las ideas en seguida s1rven rara enta blar relaciones con los demás órJ· es del ger. Pero. a la razón la mueve la voluntad, y la volun t ad se mueve y pasa a lo estético por a q u e l proeed1mieoto c¡ue vislumbra Migo el de Moii ,os ~uand 0 diee: «La mlstica es ciencia de sentimiento que se adquiere por info ción del espírit~ ?¡vino.• , El ideal está bien si se identifica con el esp1. rita: de otra manera no, porque idea e idelismo hay tambien como es¡¡uema o como regla de la materia. y Jo importante es trascend~r la mater1~ por eso sobre idealismo voogamos siemprP. esp1- ritualismo, del EQUIPO de 2a. FUERZA t f l El equipo de 2•. fuerza de nuestro colegio que dirige el entusiasta Leopoldo Urdiales .lo dias pasados fueron a una gira por loa Estados del Norte, Laredo México y San Antonio Texas. Donde en el primero jugaron con la Secundaria Federal No. 12 perdiendo el primer juego con la anotacion de 24 a 26 y ga ando el segundo juel{o con 29 a 27. En San Antonio Texos juga,on con L• Casa WESLEY ganando un ju,-go y perdiendo otro, ademas jugaron un juego con la escuela SINDEY LANIER perdiendolo. Dicho equipo fue•integrado por los siguientes jugadores: Miguel Rosani •El Cansado• Ladislao Rocha• El Chapago, Sa:v.dor Martines •El Esqueleto• Luis A. Ganaled •fü popof de Laredo, Arturo Garza Elizondo, El Texar,o, Wi,li•m Evaos «El Wailón, Roherto Cantú González «El Botijo, Miguel Guadiana «El Indio• Humberto Montemayor •El Buey Padre• Marco Artonio González ,La Guera que capitane el eqoipo surgiendo como gerente Juan Alatriz , El Potrillo• llevando de porra a Dooa1 Evans y Mariano Gonzá1ez, de masagista el fa. moso « Polaco• Ricardo Kess!er. SEÑORITA: ¿ Cuántas veces ha deseado Ud. un ondulado oermanente que la deje satisfecha en todos seor idos? Muchas, indudablemente, Pero en la mayoría de los casos, ya por su temor natural a manos inexpertas o a máauinas anticuadas que pudieran daííar su cabP.Jlera, asi tambieo como por lo elevado ie las cuotas de algunos salones ha dejado U d. de recibir los beneficios de este imporante servicio de embellecimiento. por l ( $5. 00 2 $8. OO. 1 Ondulado Permanente servicios como Peinados, Maroel, Finger, Wave, Pintura del Cabello, MasaJes Eléctricos con Aceite al Cuero Cabelludo, etc , etc., a cuotas realmente cómodas. :.. T Además, las cuotas de ambos Salones son reducidísimas, únicamente o por Todos los demás Cerciórese Ud. sefiorita, visitando estos dos Salones o hablando a sus respeetivos Teléfonos. Salón de $eLleza 'Europea' Salón de .':h::!!eza Hidalgo 516 Ote Frente a la Plaza deí mismo nombre. Zargoza y Tapia. Teléfono 18-19 N. Pro/' ISAAC BUDNIK, ''París" Telófono 42-84. Propielario. Monterrey, N. L, México �............. i 18 Abril de 1934 ¡ fl),.. 1· i @JuarJo Á9uirre fPe9ueño fl),. Jesds Í:o::ano Facultad de México ~ Cor.sultorio: ~ f Consultorio: Tanill Ote 540 . T PIMnnn A1 46 -~onterrey, N. L. i 1 f i i $ $ l¡ fl),.. .Ápolonio Vatl..¡o Médico Cirujano 15 de Msyo Oriente 438 1 Tel. 2489 Monterrey, N. L . 1 farmacia y Droljllerfa "San Rafael'' Tels. 762 y 5043 Monterrey, N. L. Tapia y Zuazua. Se,apto . A t·, fl. ~ ~ ~¡, JTgus ,n Jose -,onza ez 14 Médico . -"" urat,a 't:irujano ,itédico Cirujano Y 'Partero 11 1 't:irujia, G7:i:~:i::a~~bstetricia Colegio Civil 633 !11. 'Domicilio 149 • 470 Consultorio 11 l fl) , TELS 1========~.=:::::::; ~1 ~ CONSUL ~ORIO: Doctores Muraira flJr. ~ flJr.José Juan Áa,tínez 'Monterrey, N . L. Licenciado ~ Pe<lr(, J. Lozano 1 1 1 1 r. _,f( atlas _,f( u,aira "ir11jano Dentista Enfermedades $oca y Dientes Tel 3991 '. E!icobedo y Allen de. - McntPT"rf' J , Arturo B. de la Garza Abogado Jiménez 314 :l!orte 1 1 N. L _ ¡ l _ __ .,.,w~, • ,. . __·_ · _______ __ 1, Z=<M•NW _ monterrey, T_E_L._3_8_9_9 _ �Eulogio Gonzále~ lsp~cialisla en Calzado tlel país. Ventas por Mayor Tapia Pte. 208 cruz con Colegio Civil. T E L. (alzatlo •ien -Hecho 1 v Barato. Apartado No. 127 Monterrey, N. L. 3 O E1,1i101 _mot1e!no1 . a ree101 8 a101 ·--.-._ Calidad Garantizada!! � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia : revista cultural estudiantil Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia Revista Cultural Estudiantil Año de publicación El año cuando se publico 1934 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 1 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Abril Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Mensual Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1752960&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia Revista Estudiantil Mensual, 1934, Año 1, No 1, Abril Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Albino, Director Subject The topic of the resource Filosofía Literatura Ciencia Historia Educación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad de Nuevo León, Escuela de Bachilleres Contributor An entity responsible for making contributions to the resource González, Eulogio Jr., Gerente Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/04/1934 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2016926 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores El ideal Humanidad futura Ideas Pasteur Poesía Toxicomanías https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/249/13070/CIENCIA_REVISTA_ESTUDIANTIL._1934._Vol._1._No._2._Mayo-Junio._0002016927ocr.pdf c056d178c6d3c4385aa25e7731db7ece PDF Text Text / ·c 1E REVjSIA IITUDIANlll tllNSUAl Áayo y Junio ¡931¡ • nonteney, N. 1. u - ,,,, , m ,, ,./TLoutin J'lOllfft! Un espléndido cuadro del notable artista regiomontano C. Garza Rivera, cuyos trabajos han sido elogiados por los críticos de París y Madrid. �. . -~ ' - . ~ - . - ). :¡_,-~--,.:;_. -·-~-- '...-, _, • ~ .r . .. :, , . ·. • Eulogio González lspe,ialisla en Calzado clel País. ,----■-- •. Ventas por Mayor de-1 ca,o Tapia Pte 208 cruz con Colegio Civil. .'\ ~ ' No. ,}27° T E L. (alzado •ien Hecho I v Barato. AAArtado . que nen MonterrJy~ N. L. 3 o Estilos mo•ernos a Precios Bajos Calidad Garantizada!! na • 1 per las tristezas temente «VOL ¡ NAS.RECORRE Ml AGIIA. lJ~ IN PARA.NO DESMA Y. ~oando en m los •plauBOB atronad yugadas Por ._.,mag bra y por lo prof.un enece el afio escolar 1933-193t Los estudiantes del quinto año ea• t,o a punto de poner su pié sobre otro compafiero esti>diant~ tima vez, aunque sea escalón más elevado. gio que te brindó soe a Estan lle~ando a las puertas :de ta - earrera Profesional. De la meta q1,Je y dé verdad; vól-ftd. 1 que te modet6 el espír •~ llevará sin duda, si su espi1títo no doblega anmiento a la memoria te taaemt.JeStidaa del destino, si su voiuqtad nó traron el ea.mino ~r desliza ante IM brillantiés mperficial de las pa· 'la giga siones; si so cueroo se mantiene firme. fuerte y sereno para acometer con pojinza Los sinsabor:es • �; flfil~; f~ 1' Montem~yor U 1 i t'"'"'""~""""""""H"i 1~ A D :;:;:~~~~ li\:~~:;, ~ ;:i~~ª.~ 1 : Fabricación de Calzado. y 0 Los Productos LOS se veAden DAmas P~rque son mejores Siempre en sus envases. anúnca compre sue_lto ambulantes, peligra su alud. ¼-<lt j B ¡..., t PRODUCTOS DHOS, S A· lt~ tl ti ti Zarag,,za Sor 206: Ma_tamoros ce n Vi l!'ran Y Zaragoza con Calzada Madero. "' • 1 - - - - :.i • • ;¡¡ 6 :¡¡ :¡¡ :.i ;¡¡ ¡a jj¡ N ''ld~as y .Hcc,· o,,. n•• I 1 1: ._ t : ,. Organo de Publicidad Objetiva, S. A. Of I '- icinas Generales: Edificio Layer, ----- El Magazine ael Norti'. _ Zaragoza Sur 1027 y 1031 = =============== ==- -== Monterrey, N. L. !,.'I _:• . Un~ obra de alta cultura y qae est • • tud Umvers1taria, para enaltecer es . ara constantemente en contacto con la . 91 del valer intelectual de Méx1·co Y t1mular todo lo que produzca esta falange .m~en~, . J~ven· • !,. . ,IDEAS y ACCION» pre~enta . . dv~st_or1entaciones en la cultura Y adela:~ ~:e1::s modahdad~~ e1; publicidad, marcará nue1s mto de las demas una obra • . masas. sera md1scutiblemento u contend • t ' umea nacional porqu n organo ra asan os Y material estrictamente nacio~ales. e su espíritu Y esencia misma solo t li ~ J 1 t . - ¡ Deseamos e ' li ·• • 8' lí kes. lt 14 ~ !.... A !t lt 1 s 1 1 :.~==~..,. •-----1 ; ♦t11 = ............ .....11!"a~-----. ··wPIIP'""----~--Monterrey, N. L. la juventud Mexicana, es a quien corres, ponde poner una barrera infranqueable al avance lento pero continuo y seguro de las estúpidas y estrafalarias costumbres Yan- /ll 1 r.a ... ., ,r ffl • • i cooperación Y colaboracio. i Ja ~ UJ..:.s~~-4.14.il~-- U&a&a&&&a.a.tUl._.ilil, Cl~NCIA El Avance de los Yankes c:r~:i1~ªy !'.: ,.:~ piel Siempre sufrirá1, las consecuendas tlt Calle Bolívar No. 132 Teléfono 590. Apartado No. 299 Mayo de 1934 ~ productos sano, , d,, ~ ~ Curtidun'a 5 1 Tenemos entre nosotros gringófilos que,, des· lumbrados por el oropelesco esplendor del veei• no país, hacen una propaganda espontánea de las costumbres ,Gringas•. ponderando la grande2a de los vecinos, haciendocomparacionesabsur· das y tontas en las cuales se denigra lo nuestro estos individuos ni son Yankes ni sc.n Mexicanos pues reniegan de su Patria, de la tierra que los vió nacer. de sus compatriotas, reniegan de la estirpe de nuestra gloriosa Raza. Són como los hijos ingratos que reniegan de la madre que les dió el ser. que los alimentó y los educó sólo porque es humilde. Són estos acaso, los descendientes de aquellos valientes que en el 47 cayeron a millares por detener el avance del odiado invasor-? Són acaso, e8to entes despreciables que ponderan a Norte América, los vástagos de aquella Raza de Bravos que ofrendaron sus vidail en a· ras de la Patria, por defender nuestro querido suelo y que formaron con su~ nombres y sus he• chos heroicos una de las pá1dnas mas brillantes de nuestra historia? No, no pueden ser estos ruines, estos mez:¡uinos mercenarios qu3 se entregan al primer oferente, no merecen ser, no pueden ser los des. cendientes de aquellos que cayeron acribi'lados bajo el plomo del invasor por defender la integridad Nacional. No merecen llamarse Mexicanos estos filoplutas, estos propagandistas espontáneos dP la odiad~ Yankila1odia que con mucha frecuencia vemos por las calles llevando su indumentaria al estilo •Gringo• y mascuyando pal!.bras en un In• glés negrero; muchas veces estos ,r,iños bien• que en su mayorla són de las clases adinerada•. no saben de dicho Idioma más que las palabras ,on las cuales creeu el.los presumir y darse tono. Por desgracia nuestra, donde más· abundan estos abominables gringófilos, es en li. frontera Norte, Jugar donde las costumbresYankes debe- r J r rían chocar, donde deberían imperar nuestras costumbres, donde los padres de familia deberian inculcar a sus hijos el amor a lo nuestro. E•pecialmente deberían d~ .in~ulcar ese amor a sus hijas educandolas bajo las morales y recata das costumbres mexicanas; n.o dejánd0las llevar las licenciosas costumbres de cinelandia ya que actualmente la mayoría de nuestras muJeres imitan en tQdO y hacen por semejarse a las ar tistas de cine.sin pensar ni fijarse. en su tempetamento y tipo de nustra raza, con lo cual modas y costumbres importadas da Norte América resultan ridícnlss en nuestro medio Latino. Ellas más que nadie deberan comprender la importancia trascendental de llevar nuestras viejas costumbres, porque ellas serán las madres de las generaciones futuras y en las madres está el futuro de la patria. Muchos de los ayancados habitantes de la frontera Norte quisieran pasar por hijos de la Unión, para sustraerse a las distinciones ver gonzosas que hacen los hijos de Sam para con los mexicanos; pero no les es posible por el inglés cimarrón que hablan y lo obscllt'o de la piel, QUP lo3 ha~ distinguirse más todavia entre los libidos hijos de la rapáz República d~I Norte. desde cualquier punto de vista estos individuos son despreciables, ~ón ridículos por su afán de imitar, y por los que desgraciadamente se guílln nuestros vecinos oara calificarnos. Conviene pués a la juventud mexicana, resol ver este trascendental ásunto . El pulpo americano que lo quiere tomar todo, sabe que auoquP. mas lenta, pero mas segura y sin costo alguno, es la invación por medie, de sus costumbres, y es verdad esa invación es mil v~c~s peor para nosotros que la que se hiciera por medio de las armas. De seguir imperando )9-s costumbres Yan ques, principalmente en la frontera Norte de nuestro pais, no estará lejano el dla en que los habitantes de esa región manifiesten su deseo de pertenecer a la vecina República. Ya una vez lo hicieron los traidores de texas. Monterrey, 26 de Ahril de 1934. NICANDRO TORRES �_________________ , r1 l. - CIENCIA 7 Mayo de 19:14 Crimen por Sugestión Importancia Histórica de la Sugestión Criminal. ~'DE PSICOLOGIA DE LOS SENTIMIENTOS" (Por el Prof. Dr. PIERRI!: JAN ET) Para Nadie • dif'dr~ ~ ~~[g3@ Il@~t ESUN Exija la Botella Patentada! Tl!:LEFONO NUEVO REF"RESCO Secreto I JUAN c11v,110 ¡ 1502 N. Que desde la fundación de la F'á brica '"rl:-:R:-f-•__________,:_:.:.::.__ su propietario afanosamente ha trabajado: f. e ;e. cos Y Aguas Minerales •MONTERREY• que agradables, higiénicas no escatim d ,n _ef_ ~resel otar al público, bebidas a la par d . , •n o sacr1 1c10 a guno para adquirí • . erna que ¡unto con su basta experiencia sobre la mat . h h h r maqu1r,ar1a mocedor distinga esta fábrica como la mejor en el Norte ::1~ª ;:pú~~ic:.que el público cono- e ------=- .L\.núnciese en esta Re~ista!!! ◊----------◊ José Benavides Guerra Droguería y Farmacia 'El flNIX' lmportacionts Directas. Zarago1a y Tapia. Teléfonos 2999-3571. o----------------------;q;:-,--M-o_n_te_r_r_ey_,_N_._'·◊ J Ha desaparecido el interés de los atentados r: •netidos por idfluencia s,,gestiva. y en los que el causante inmediato ha sido considerado como pasivo, ohedeciendo fatalmente a i~fluencia ex· traña. Con este asunto ha pa•ado lo one con el magnetismo animal, que sól• forma un capítulo en la evolución de la Psicología y de la P•iquiatra. Solo a titulo de referencia persisten los experimentos de Mesmer, el Marqués rle Puysegur y tantos otros, que adquirieron en su época una ponularidad,. La escuela de Nancy se ha encargado de rectificar mucha~ apreciaciones de amb•s cuestiones. Por lo oue toca a la sugestión criminal. Liegois (1881 -1892) escribió una serie de articulo· donde comenta los caJacteres de los delitos en que se han ef P.ctuado ya simpleu leeiones. ya ho· micidios, pero ignorando los delincuentes quiénes los han sugestionado, desconociendo en esencial autor del mecanismo intelectual, y por ,o tan. to, quedando impunes los verdaderos y primitivos agresores. - Ha habido de curioso la recopila· ción de documentos y hasta de declaraciones de hechos futuros, en que lo~ sugestionados tienen la ilusión de aue lo van a efectu3r es siemprP. con el ,control• de su conpl"ta iibertad.- Lo mismo y con razón, si se refiere a acontecimientos ya verificados, y en los que han actuado o desempeñado papel importante, Ahora bien. de hecho, sugiriendo a más riencias relativas a de cien mil persones la -~t!Sli&n clelicla comisión de un criluOSC!:_ _ _ men, en la hipótesi• de que estén bien dispuestas o inzlinadas a él, la práctica enseña la perpetuación del atentado es exepsional, por lo que hay que buscar la expli· ceción de éste último. Crítica ele •as expe- 'I En el ejercicio diario de la vida, hay una gran cantidad de acciones que no son sino la verificación de sugestiones. y estas corresponden a su v e z, a mandatos basados en palabras.• Asi cuando reflexionamos y decimoo: •debo pasear· rne, •debo andar•, ,rio•, •marcho,, et~. y se eje. cut• todo ello, la realización no es sino la traducción de pequeñas complacencias.- El fenómeno varia un poco cuando se piensa que, tomando un vaso de agua, lo que se be b e es champagne: entonces hay una falsa percepción, una ilusión. pero para la que hay que estar preparado conve· nientemente, en virtud de una apresiación sensorial especial.· Si seguimos en la escala ascendente, el problema se complica, cuando lo que se sugiere es la colocación de un sinapismo o de un vegig_ftorio o en la piel. y el resultado se realiza poniéndose rubicunda ésta. o bien levantándose el ámpula correspondiente.- Entonces las consecuencias son perjudiciales para la salud. Pero el efecto sube de punto, cuando se trata de un crimen, porque en ese caso, el asunto es desastroso y los males llegan a gran altura.- Como siempre la Escuela de la Salpetriere y la de Nan. cy, han estado en deaacuerdo acerca de este par• ti cu lar. Supongamos que a una persona se presenta un papal y se le dice que aqnello es un cuchillo con el que debe ir a matar a ua presidente imaginario .. Una de dos cosas pueden acontecer: o el individúo acepta que aquello es una daga y puede o no retroceder ante el homicidio señalado o bien, en el fondo, no acepta la substitución, y va y m'lneja el papel, con el dato en el fondo de su eficiencia, de que no es cuchill.i, y entonces poco le imporla hacer con el lo que le digan, Hay un caso muy interesante recogido por la ciencia y que se refiere al de Witt. persona a la que se conoce con tal nombre supuesto. - E¡ �Mayo y Junio de 1934 habla obedecidó a todas las sugestiones criminales supuestas [ ·¡ ], pero era necesario est~diarlo en la Escuela de Medicina y ante los estudiantes. Cuando estubo en presencia de ellos, se le ordenó ~ue se desnudara, y ésto no lo llevó a cábo, porque era en P-xtremo ridíeulo.-Gilles de la Tourette ha hablado sobre el asunto: el que en poco tiempo hace los crímenes mayores Y que se agita y no se desnuda, ea porque ésto lo con~i · dera peor para él que todas las otras sugest10nes; hay el escrúpulo exagerado del pudorBrouardel en sus estudios asienta que, en la~ sugestiones criminales, no se trata de simplf'S complacencias. -- En la suJ!estión, si la responsabilidad es totalmente del médico que la provoca, entonces, la e¡ecución del acto es fácil p~riue nada Je importa al ejecutante, pero si el hecho es grave en sus consecuencias y alcan1a al último, entonces la resistencia comienza. Esta a~irmación es contraria a la opinión de Be•nheim. Mausdley concluvó, a su vez, como la Escuj¡la de Nancy, contraria a la de París. Las dos ccncepciones son exageradas: tanto la de los magnetizadores, como la de los que se hayan en CIENCIA 8 Mayo de 1934 el bando opuesto.-Es forzoso pues, una interpretación psicológica, y hacer luz en la dis~usión, sobre todo para la norma a que debe suJe· tarse el Derecho. - Veámos si podemos lograr tal deciderátum. 9 os hombrEs desde su nacimiento ejeicitan más bien sus sentidos que la inteligencia y obligados por una necesidad a conceder su atención a los objetos seniibles y en eso hscen consistir la sabiduría quienes presumen de razo. nables habiendose entorpecido por haber tomado demasiadas cosas prestadas de la tierra E IMPRESCINDIBLEMENTE que no pueden empreñ der el vuelo por más que hayan recibido alas de la naturaleza, hay hombres que se elevan a ú n más que los objetos terrestres porgue su espíritu se desprende de la voluptuo, idad para buscar al go superior pero como no son capaces para llegar a comprender y contemplar dónde posarse después que han dejado esta re¡¡ión da aou! abajo. t,lenos de desprecio para las cosas terrestres, permanecen en lo alto viviendo su verdadera vida y habitando su •eal patria ccn el goce inefable del hombre que despues de largos viajes ha vuelto al fin a su hogar legitimo. ¿Cual es esta región superior? ¿Que es preciso ser ~,ara lle ¡¡ar a ella? es preciso ser naturalmente inclim,do al sabor de la filosofla. Luegó remonta*e a la causa de la belleza y no se detiene en e~a mar· cha ascendente; el alma es sabia y bell,,. es pues por la sabiduria de la inteligencia y sólo de la inteligencia es preciso detenerse en ella como en el primer principio. O es preciso elevarse enci• ma de ella, es asi porque la inteligiencia no se presenta ante nosotros antes del primer principio 1ino colocada en el vestíbulo del bien mani. fiesta lo que ofrece la imágen del bien v permanece en unidad completamente simple. L Naturaleza Psi(OIÓgi(a ele las La comprención q u e tienen los hombres, unos de otros, varia seJ!ún su sogesliones. naturaleza y e l distinto grado de desarroJo. además, del grupo social a que pertenecen. En )os pueblos pr_imitivos, lo~ individuos se entienden menos bi en entre SI mientras qLe en !ns oueblos civilizados el acuer, do es mayor, presentando dicho acuerdo dif~ren· tes aspectos cada uno de los cuales toma diversos nombres, tales como son: la persua ión. la demostración, el asentimiento, etc. Cuando hay una invitación que se hace a uno. Y la acepta. és· to equivale a una sugestión, lo mismo si se trata de nn dese.o que se cumple, en virtud de una intuición o adivinación - En el fondo se trata de fenómenos simpálicos. Pasa a la pág. 15. 0 La escencia verdadera cuya existencia exis. te en nosotros por otro medio, seria irrisorio tratar de investigar si la inteligencia forma parte del orden de los seres estoy dispuesto a que se pruebe que la inteligencia tienJ la naturaleza que le atribuimos, que está separada de la materia, que es ideMtica a las escencias y contiene las ideas, f En cuanto a las produccionas de la natura- leza, las que son mezcla y son compuestas se reducen por el análisis a la forma impresa en todos los elementos del compuesto; el hombre por ejemplo a un alma y un cuerpo y el cuerpo a los cuatro elementos. Como cada objeto aparece asi compuesto de materia y de un principio que le ' ' I CIENCIA dá forma puesto ~ue la materia misma de los elementos tomads en sí no tiene forma. Estamos obligados a preguntarnos de donde toma su forma la materia y a investigar si el alma es 1imp1e o si tiene en sí dos partes de las cuales ona hace el papel de materia y la otra el de forma, de modo que la primera parte es seme. jar,te a la forma que recibe y la segunda al principio que produce la misma forma. Llevando es• te runto de vista a la contemplación del universo, nos valemos de la inteligencia y reconocemos en ella al creador del mundo, al Demiurgo; recibiendo de ella sus formas por intermedio de otro principio, el alma universal, la substancia marerial se ha convertido en agua, aire, tierra y fupgo; por una parte el alma dá la forma a los cuatro eleroentos del mundo; por otra recibe de Id inteligencia las razones (seminales). como las almas de los artistas mismo@ reciben de las artes las razones que realizan. �CIENCIA 10 Mayo de 1934 Mayll de 1934 SECCI 'L iteraria ACA Se tendió la vaca herida; árboles y arroyos trepaban por sus cuernos, su hocico sangraba en el cielo. Su hocico de abejas, bajo el bigote lento de la baba. Un alarido blanco puso en pié la mafiana. Las vacas muertas y las vivas, rubor de luz o miel de establo, balaban con los ojos entornado~. Que se enteren las ralees y aquel nifio que afila su navaja rle que ya se pueden comer la vaca. Arriba palidecen lunas y yugulares. Cuatro pP.Zufias tiemblan en el aire. Que se entere la luna y esa noche de rocas amarillas que ya se fué la vaca de ceniza. Que ya se fué balando. por el derribo de los cielos yertos. donde meriendan muerte los borracho!'. Federico GARCIA LORCA 11 CIENCIA lOde MAYO !lJe las madres es el dta, !lJe Las madres del Jo/or ~on J1,l:zura 'I con amor 'I con plena alegorla, ~~e feste¡a e1le Jta ~omo toJos 6ien sa6emos 6n honor de 9uien 9ueremos, &n honor de nuestras madres, Para e(/as por Las tardes Üraciones elevemos Las nubes lloran. el sol se esconde , los grillos eantan funesto trino al ver el agua mezclarse al vino Y no se donde, se escuchan voces qua en coro evocan alegre copla; las copas chocan, el viento sopla y cae el agua mojando todo . A.GONZALEZ • i Agua en el vino! funesto trino que evoca el grillo y el sol sin brillo mojado y solo, se ruboriza al ver las nubes jugando al polo con gotas de agua Al ver las nubee que se solazan y que danzando, al agua cazan El sol sonroja mientras se moja, y e~tornudando. sacude el egua y hacia su fragua va caminando. . . César ORTIZ Q~e bella es la vida cuando el hombre que ama, encuentra quien comprenda su pasión que sin cesar el pecho inflama, esa inspirada y voluptuosa llama ' palpita el corazón. con que ardiente Esa mujercita que a mi ilusión sonrie y como luz en las tinieblas me parece vino a ofrecer a la existencia mla un amor malogrado. ideal que desvanece. Núnca ha calmado el dolor que ha dejado · al alma rebalzando de amargura, aboy tierna, armoniosa y pura ha sido destinada para el hado. ii El amor que basta abora siento, en medio del amor desconocido, como nadie en el mundo ha sentido, ni yo sentí. sino por ella ahora, am9r inmenso del amor nacido. Raúl Cárdenas. ===============:~ 1I �Ma;o y Junio de 1934 Mayo de 1934 12 CIENCIA Don S. Pero don Pancho que suenos si apenas puede mercar unos poquitos de leños y trajes quere comprar. Don P. Si sinor vendo el metate, el cochino y la vaca y si queren el petate se los doy con toy la ham1ca. Don S. Pero que tiene don Pancho pa comprarse un trajesito por poco vende su rancho que le cost6 dinerito. Don P. Por eso las siembras dán cuando se tiene euidao Y es entonces cuando hay pan hasta pa dar regalao Don S. Y c~ando el agua no llega a bautizar los maíces es cuando uno bien se lleva cuatro palmos de narices. Don P. Ande, ande pierda cuidao Qoe mi compadrito Ch6n no se fija en dar prestao de monedas un montón. Don S. Pero y usté como sabe si el mallana o el pasado el dinero se le acabe por haberlo malgastado. Por el Dr. MAXlMO SILVA y Don Simón. Finalizaba el afio de 1879. La cantante insig. ne Angela Peralta, el ruiseñor mexicano, c0mo se le llamó en Europa, celebraba una de sus so lemnes funcionP.s de beneficio en el gran Teatro Nacional de aquella éooca, Nuestra inolvidable compatriota habla elegido para su •Sereta d "honorei, una de las mas celebradas Operas de Rossiai: "El Barbero de Sevilla," Como se record•rá. en la iección de música que Rossini recibe, en le si. tarla obra, el tém4 es libre para que la <liscípula cante lo que ella tenga a bien. En es•a ocación la inmortal Aogela escogió para regalar nnestros oídos, las difíciles y bellícimas variaciones de •Carnaval de Vencia• acompañándola el célebre violinista Eusel3io Delgado, director de la orquesta, negro de arrogantísima fig,,,a. elegante es su indumentaria y artista de indiscuritiles me recimientos. eomenzaron las famosas «variac10nes, y tanto la incomparable •Diva, cuanto su eximio acompañante hicieron prodi!(ios deba. hi,idad; ¡;ero llegó un momento en ~ue l 1 inmor· t,' Angela hizo alarde de sus estupeorlas y ex cepcionales aptitudes, a tal grado, que el insigne vioiinista se quedó perplE,jo: la emoción más intensa lo embargó y en un rapto, en un éxtacis de eotuciasta admiración, arrojó so vio'ín a los pies de la Peralta, gritándole con .toda la fuerza de sus pulmones; •Que te alMnce el ~,, oueda, Angela Divina!• ... El numeroso y selcto público que llenaba el inmenso Coliseo, estd!ló en un1 ovación unánime, estruendosa. inolvidable; todo el mundo se levantó de los asientos, damas, y caballeros aplaudían con frenesí arrojaban flores 1 Don P. Pero ¡Diablos! Don Sim6n Deje a un lado esas quejas ya verá que pantalón compraré en La red.J Texas, Don P. Pués verá usté don Sim6n Que si voy pal otro lado me traigo mi pantalón y mi gorro bien calao. r Pío CoeJ. --------•--.,0----El otro día oi una cosa curiosa, un tipo me dijo que JO me parecía a Ud. ¿Quién fué'/ ¡Le voy a dar un ¡rolpe de pri mera! No se preocupe. Yo le maté! ------··-... -: ¡ Sombrtros ~ t ltttson j!• i1t ---~---:= los Mejores noclelos Sombreros manufactura TARDAN a ¡0 3 mejores precios, -.. El legitimo Calzado 1 • a t G.B.H. se distingue en que sus iniciales están grabadas bajo la zuela. Unicamente en s1. Agencia Exclusiva· • Morelos Ote. 438 ¡i Solero Lozano, loes. 11 i ''La Bella Jardinera'' eC "= S aAll&. . . . . . . . . . . . .41 CIENCIA Ovación Conmovedora. AMENIDADES • 111 ~ - - - f l i Don Pancho 13 • • '1 1 lanzaban vivas entusiastas, la orquesta tocaba dianas: aquello fué el delirio! La exelss cantante, avanzó hasta el !)roseenio, y con lágrimas en los ojos manifestaba $U agradecimiento por aquella inmensa y espJr,tánea manifestación de admiración y de cariño. Serenados un tanto los ánimos, la ópera si¡ruiñ su curso entre reiteradas y elocuentes muestras de aprobación del escogi• do concurso; al terminar. se repitió la ovación; en masa, tudo el publico, acompañó a la predilec. ta artista a su domicilio, situada en la casa núm. 6 de la calle de Empedradillo. hoy llamada del « Monte de Piedad». Poco despues, la señora Peralta emprendió una gira a través de nuestro pais, obteniendo constantemente el éxito mas lisonjero;pero en el Puerto de Mazatlán, ella y muchas artistas de su compañía fueron victimas de la espantosa epidemia de fiebre amarilla, que asolaba aquellas regiones Allí, la muerte puso fin a la carrera de triunfos de la virtuosa dama, de la incomparable artista, que hoy reposa en la Rotonda de los Hombres Ilustres, en el Cementerio de Dolores; en el sitio distinguido en que la patria amorosamente guarda los restos venerados de eus hijos predilectos; ali! duerme el sueño eterno, muy cerca de su médico ven.-rado, su exelente amigo y admirador entusiasta; de otro hijo insigne de esta bendita tierra mexicana; del preclaro, gran cirujano y patriota esclarecido, que en la vida transitoria llevó el glorioso nombre deTran cisco Montes de Oca....... ! · IPlt~t?ll"ll'IP---····------t 1 f Lea usted CIENCIA ¡ ,..W'_....... llllt'. . . • • !aa1.1~aauau~............illl•••uu.:~.:: I �14 CIENCIA Mayo y Junio de 1934 Banco Popular de Edificación y Ahorros, S. A. con oficinas en la planta baja del Edificio ISAAC GARZA: Mayo de 1934 El Crimen por Sugestión Algo que hacía falta! MONTERREY necesitaba de una Institución de Crédito que respondiese a sus más caros anhelos; que diera facilidades al ob,ero y al empleado, al jefe de familia, y en general al hombre representativo del esfuerzo reinero; que a través de sus programas y de sus lineamientos precisos diera amplias oportunidades y garantías a los hombres que trabajan. Esa Institución de Crédito ya la tiene Monterrey. Se llama. 15 CIENCIA l Viene de la pá¡¡-. 8Sin embargo, hay que explicar con claridad lo que es la sugestión. y a este respecto diremos que es la utilización práctica de un fenómeno psícolóiico. Del mismo modo como se aprobechao en las industrias las fuerzas físicas como el vapor, el agua. la electricidad, etc , asi también hay qn~ utilizar la energía espiritual. Esto se 11.ava a cabo rn la Terapéutica mental, en la educación de los nifios, en la represión de los criminales y en fil,, en toda acción en que un hombre obra y domina sobre .>tro, a causa del poder que tiene, Las relaciones sociales estan fundadas en el orden y en la obed\encia, y este mecanismo difi· cil, se presenta a cada mstant,e constituyendo otras tantas modalidades sugestivas.- Cuando se nos pre11runta algo y contestamos afirmsthamen· te, la ~ontestacióo e~uivale, por su concordancia, a un acto sugerido, aún cuando en e s t e ejemplo, con mínimo esfuerzo si la respuesta es pronta. El lenguaje constantemente lo 11,s tamo s transformándo en acción. si decimos •marchemos» y viene en seguida la ejecución, entonces la relación establecida entre el verbo y su traducción en acto, sin discución alguna, y de un mod , inmediato, quiere decir que la obediencia es sirr.• ole, - Esto es fácil conseguirlo en los nifios y en Jos iniividuos incultos, pero en los adult.:,s y en los civilizados, hay otra forma de ejecución que está precedida de reflexión .. Se plantea entonces el problema: ¿qué va a suceder? Enaayamos mentalmente lo que debemos hacer y la repre- sentación purde ser feliz y agradable o, por el contrario, penosa y fatigosa. La orden de deten. ción viene en el último caso, y no se marcha .• A pesar de lo prohibido, hay una ejecución orde· nada por la imaginación y aceptada por la concienci"a.-· Todo lo anterior nos lleva a concluir que hay dos maneras de obedecer; la instintiva y la teflexiva y, entre estas dos, toda una serie de intermediarias. - El tiempo de reacción puedt ser brevlsimo. al grado de suponerse la casi instantaneidad, pero en otras condiciones puede re· flexionarse, uno. dos minutos, media hora o más: o bien, desde un principio, inhibir el acto por una faerza vigoroza, que pone veto a la oalabra o al acto que se discute.- La Patologia nos ensefia que h•Y eofermedades en gae se obra impul. sivamente y sin reflexión alguna. pero tamsien hay padecimientos en q' la refl,.xión se exagera: tardarse un cuarto de hora oara levantar u n a mano, v. g. En las personas sanas hay todo los grados. según que los actos se considerlln banales o graves y de grao interés. Dificahcrdes prctcticas y rareza de la No podríamos d a r una fórmula absoluta para establecer de pla• s9gestión c¡iminal no, si las acciones me• recen o no la pena de reflexionarse, porque ésto vaira según las circunstancias.- Si se tienen mi· llones y al que los posee se le pide un centavo probablemente lo dará sin reflexión; pero si el hombre en cambio es pobre. reflexionará bastante para poderlo dar. Todas las, personas en sociedad dan órdenes, José Moneada SU SASTRE Y SERVIDOR. .1 CIENC[A. Revista Mensual Estudiantil felicita cordialmente al BANCO POPULAR DE EDIFICACION Y AHORROS. S. A. Y hace votos por que su labor en el seno de la sociedad reinera fruet,. fique en bienestar para los obreros y ]03 industriales, para los emplea• dos y los comerciantes, y en genera't para todos los hombres que contribuyen tesonerameote al florecimiento de r.uestra capit&.I, Tapia Pte. 145. TEL. 5148 Negro Monterrey, N. L. ~ J/ágase ar¡ul sa traje 'I r¡uedará saiisleclzo. �Mayo de 1934 16 CIENCIA pero cada uno de nosotros se coloca distintamente, según el caso. - De algunas é•d en es debe• mos desconfiar, de otras no, las aceptamos in• mediatamente_ • Ahora bien, para que haya sugestión propiamente dicha, el primer requisito que se necesita es no reflexionar, o de otro modo dicho, la obediencia debe ser instintiva desde el primer momento. - Se dice: «tirarse al suelo• y la persona que lo oye, cae desde luego, Esto quiere decir que hubo sugestión, - Otro re:¡uisi· to para que la sugestión se lleve a cabo, es que el espiritu se abata, y esto generalmente se observa en la fatiga y en los debilitamientos, que convierten al hombre en un ser incivilizado .• Es común que coincida el hecho con padecimientos del sistema nervioso. Por último, para lograr la sugestión, hay que asegurar que las consecuencias del acto no tendrán importancia alguna y que el médico acepte para sí toda la responsabilidad. -Asi píen sala escuela de Nancy.~Insistir .con un sujeto para que obre llamándole la atención de a ue el ac1¡¡> no tiene consecuencia~; el individuo obra enFonces.-Pero ¿ésto puede hacerse con el crimen? Habría para ello que impedir la reflexión de orden moral o el temor a la policía y a todos los peligros ulteriores. o bien asegurar de un modo completo que no había persecusiones y que el atentado es un acto sin i_mportancia. Ya anteriormente nos hemos referido a la pseudo-su¡¡;estión de Witt, que al parecer había aceptado cometer. las mayores atrocidades, y qGe se resiste cuando se le manda bajarse los ¡:.1.r1talones delante de las demás personas. - La expli cación excusado es el decir porqué la hay, Los sujetos enfermos caen en obediencia instintiva, particularmente los locos con inteli· gencia débil, que son presisamente a los que se toma como instrumentog. --A p~sar de éito, en 3.600 casos catologados, de enfermos en tales condiciones, ~olo s J ha podido comprobar la su gestión criminal en 6 o 7 de ellos, lo que es una cifra muy reducida. El análi,is del asunto hace suponer que las circunstancias son exepcionales Las que se han podido anotar son: aborto. robo, falsificaciones, y modificaciones de documentos hereditarios(testamentos) etc.~ ·Los casos recogidos se han verificado pasionalmente y con una obediencia espontánea por tratare 1 de pasientes nervisos v mentalPa. -Por lo que toca al oborto, por un caso de sugEstión, hay 100.000 o más en que se hace el mal sin intervenir ella. - Lo repp. timo•: la sugestion criminal solo tiene una importancia histórica, pero no práctica. LA Gran Baile Estudiantil Organizado po, alumnos del 4o. año de la Escuela de Bachilleres para despedir a los que terminan el 5o. año. CABAllfROS No Falte Usted. Felipe Salinas. na de espejismos, ensueños Y esperanzas en la que s1lamente son apreciados los placeres momentáneos que halagan los sentid?ª· E~ esta edad fue cuando aquel joven rompió los tiernos lazos de afecto q ne lo hgaban con su madre, Jan. zándose por el mundo en busca de hembras que fecund8r Y que pudiesen contener su desbordan· te virilidad. Se olvidó completamente de la ~utora de sus días buscando una efímera Y pasaJéra. felicidad. Cruel desengaño de su pobre _m~dre, llena de abnegación y consagrada al sufr1m)ento Esta es la manera como aquel ingrato h1J_o corres• ponde a la ternura y al amor de la muJer que lo dió a luz; de la muier que lo amamantó: de. la mujer que lo cuidó en su infan_cia; de la muJer que Jo veló en sus noches de fiebra y que todavia, pálida, en¡uta y olvidada espera que aqu~l desventuarado hijo vuelva, siquiera vara prodigarle una última mirada. Esta mujer que mínca pensó en la gran~e_za de 8'l misión, ni en la sublimidad e ~u ~artmo, es la única clll)aZ de sufrir con pac1enc1a todos los dolor@s físicos y morales imaginables por el amor de aqut.l a quien di6 el ser. _Ella n~ es la mujer hija. ni la mujer hermana; m la mu¡er esposa. E! solamente la mujer madre. J <!uanJo necesite un lra6ajo de ..Jm• prenla 0ncuadernación, ~a9ados o MARIN fe Izará un buen trabajo 'I le co6rará fo r¡ue es justo. .... Arnulfo de la Garza. nAoRt-1 téngalo Ud. muy prtstnt~!! Setlos,Je Goma, Vea a COMISION ORGANIZADORA • dió a la luz un robusto mozalbete lleno .de salud. Aquella mujer se sintió orgullosa de el fruto de sus entrai\as y tiernamente le brindó sns albos ser.os que el chico ex~ri: mió con avidez durante su lactancia. Le n~od1go cuidados, besos Y caricias a aquel pequeno que era su felicidad. pero que mas tarde seria la cau88 de todas su• congoj•s y sus lágrimas. Transcurrieron los días, las semanas Y los meses y aquella mujer empezó a sentir ~u . cora• zón desgarrado por los primeros sufr1m1entos maternales. al ver a su hijo devatiendose en el lecho por los accesos Cle la fiebre. Largas noches pasó velandolo en su cabecera y mas de una ~ez contempló como el sol se ponla en el ocaso'. m1_en tras ella quedaba envuelta P.n triztes med1tac~~ nes pensando en el ama1go día en que su h1Jo cerrase los ojos para dormir el suei\o ete.rno. Pero aquel chiquillo pudo resistir las prime• ras acometidas de la muerte .. Continuó su desarrollo acreditando la buena simiente ~ue lo bab!a engendrado y con el transcurso del tiempo deJó de ser un niño; dejó de ~er un adolecente Y llegó a la edad de su plena juventud. De la_ j~ventud ciega, pero llena de audacia y acomet1v1dad; de la juventud inexperto en la que se pretenden pescar las estrellas reflejadas en _un lago_ con la caña y el anzuelo; de la juventud 1rreflex1va lle- Y 1 Empezando a las 8 p. m. nu111 POR ANTONIO TORRES ¡ Tendrá verificativo el día 15 de Junio en los Jardines "Terpsícore". MaylJ de 1934 17 CIENCIA Pedro Chapa lelélono 1836 á. Jaárez 480 Sar �C osa 'e a·1 los Bitchil1eres, 'lerpsícore' ' Jardines 1 Dia J 5 del presente. A las 20 horas. · NO FALTE UD. · Caballeros $2.00. !_a nieve que se sirva será de la B O T I CA e U A U H T E M OC la mejor de Monterrey! �===========-=-=-- ,Quiere att. ObliCJarse a si mismo a Ahorrar7 Sul,scrt/,ase a uno de nuestros .71tulos Je é!apitalización.. é!on el pago Je una cuota mensual Je un capital Je $8.00, l/,J. $1,000.oo para sl o formará a lo.~ düz años para sus beneficiarios; pero además: a) Tendrá la oportunidad de obtener anticipldamente ese capital si su Título sale premiado en alguno de nuestros sorteos mensuales. b) Disfrutará del 50% de las utilidades del Banco cobrándolas anualmrnte por medio de cupones. Recuperará las cuotas pagadas a tenor de los valores de rescate i;rarantizadoe, si las cirrunstancias le obligan a interrumpir su contr&to. <-'] d) e) O Obtendrá préstamos con la garantia prendaria del Título, a un inté rés del 8% Podrá vender, dar en pago, o donar los derechos al mismo con sol1> el endoso del Titulo, que es lln documer1to literal crédito. En ca110 de fallecimiento de Ud., su beneficiario o beneficiarios tendran el derecho de recibir en devolución el importe total de las primas J agadas. ..A'uesfros :71tulos constitur¡en un premio al ahorro. Jo las nuestras operaciones snn vigiladas p,ir la ~omis ón ..A'acionaL !IJancorio. En caso de necesitar usted mayores informes acerca de las diversas actividadP,S de esta Im ti tución, estamos ditipuestos a proporeiooárselos por correspondencia, o bien personalmente, en nuei,tro propio despacho, o por conducto de a1 guno de nuestros Agentes. Bábleno~ o escribanos. Banco Popular E8Q PAi)RE MIER Y ESCOBEDO. f)Q! ldifi,adon y Ahorros, S. JI. APARTADO 346. MONTERREY, MEXICO ·= ===========-~ � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia : revista cultural estudiantil Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia Revista Cultural Estudiantil Año de publicación El año cuando se publico 1934 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 1 Número Número de la revista 2 Mes de publicación Mes cuando se publicó Mayo-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Mensual Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1752960&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia Revista Estudiantil Mensual, 1934, Año 1, No 2, Mayo-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Albino, Director Subject The topic of the resource Filosofía Literatura Ciencia Historia Educación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad de Nuevo León, Escuela de Bachilleres Contributor An entity responsible for making contributions to the resource González, Eulogio Jr., Gerente Glez, Roberto C., Jefe de Anuncios Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/05/1934 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2016927 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Ángela Peralta Crimen por sugestión Inteligencia Poesía Yankes https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/249/13071/CIENCIA_REVISTA_CULTURAL_ESTUDIANTIL._1935._Febrero._0002016928ocr.pdf ac2ccd165ea235103a66e7a435ef32ac PDF Text Text • fONDO UNIVE1$1TAIJO REVISTA CULTURAL ESTUDIANTIL Capilla Alfonsina 8ibliutr>ca Uni "er:;i.taria . - ~ •. •. -~~, .. --<.·({,.. . . ~- :~ .. I"residente de la Cámara de Propietarios de .. Nuevo León y propje,tario de la Gran Maderería La Reforma. Monterrey, febrero de 1935 �~~ ~ ~ 1- -·r t 1 HlllO (la. Btelera wllelrltera• c1o,a fle nonteney, l. A. ., ANUNCIESE USTED EN CIENCIA eléfono 44-25 Aptdo. No. 88 AVE. COLON Y COLEGIO CIVIL. '1 Registrada"como articulo de eegunda clase Director Gerente ALBINO GONZALEZ Año 1 1 1 ad Dep6sito de las Cervezas 1 CIE 1 ~ ¡nr••nrnnn1P1Pnae•••••••,..•-•• t . TELEF-ONO 1886 R. 1 1 =-------.iJ! 1 ;;;;;;~y;;;;;; I E ! : SATISFACCION Y ~~~ 1 1 1 1 !1 • 1 1 t PRECIOS. , 1 JUAREZ480SUR 1 .........................~.......J -- - ...... • __ -- ctualmente-, ctro iraecendentel proh!Ema absorve la conciencia de la Juventud Mexicana, problem1, que en las postti• merfss del pasado siglo cunmovió al mundo entero y trató de remover los arcáieos puntales de la ciencia tradicional y de la sociedad llamada burguesa. prob'ema económico, moral, politico e hi;tó,icr; el socialismo. Ei Socialismo como hecho se remonta desde el principio d.i las civilizaciones, cerno doctrina cnn las científicas disertaciones de Carlos Marx Y E 1ge s poco antes de la revokción Francesa y quizás con ella y de alli a eft89 fechas ha invadidJ a los pueblos en las ma• variadas viscisitudes según el capricho de quien lo divulga, de quien lo impone, o de quien lo predica. Otras de las formas del movimiento social conte'llporáneo Eon el comunismo y el cole.:t·ivismo, Q u e sign;f,cen, producción y propiedad cómunes y producción y propiedad colectivas así c o m o e 1 socialismo producción y pro· piedad sociajes, establecer diferencia entre ellos ea diferenciar el andar y el caminar a pié como nos dice Ed'Tltmdo González Blanco: en esencia JPrsiguen el mismo fin, su manen. de ap'icación es la que los diíereneia. El fin primordial del socialismo es la igual· dad de clases y tal ~ez por esta propensión a la il!'ua 1dad se verifi ¡uen las guerras, las luchas so· ciaieJ,basta recordar las luchas entabladas entre Plebeyos y Patricfos en Roma en qué aquellos fJeron conquistando rno a uno sus derechos Otro de los principios a que tiende el social ismo es el d~ formar l!'eneraciones fuertes tanto fisica como pislquicamente que estén mejor pre dispuestas para la ,ucha biológica en el sentido A ral Estudiantil que Garantiza su Circulación . (ía. Cervecero la•lnas,I.A. Mo11terrey, N. L., Febrero de 1935 EDITORIAL La Revista Culto· ESPECIAL Y DE LUXE de la II , - estricto del vocablo ¿Y como? quitando primera. mentP la miseria y la opu'encia, pLés al desear• tar la primera se acabarla con las habitadunes malsanH y con las inadecuadas alimentaciones; y quitando la segunda se evitarla la vida ener vante y de depravación espiritual que ob,ervan la mayor parte de sus representantes ~or causa de au inocupación· evitando asl en gran parte el nerviosismo y los fenómenos neuróticos que P~decen la gran mayoria de los q• e viven en Ja opulencia bien sea porque los haykn adqu\rido ellos mismos o porque los hayan heredado de sts progenitores. Y en segundo lugar rep:lamentando las horas ele trabajo al obrero y , vitándole la fa. tiga en trabajos pesados o la larga permanencia .-n industrias tóxicas. Examinando todaa estas ·bondades del socialismo, nos preguntamos ¿ porqué en México encontró oposición de parte de la Juventud Esto· diosa? porque en México se presentó al estudian tado un socialismo netamente materialista redu cido unicemente a los fenómenos r,ofitivos o ce pura experimentación. Y la Juventud Mexicana no se ccntenta con el crudo materialiFmo en Que se dice ,SOMOS LO QUE COMEMOS•. No lle contenta con el poFilivismo caduco de Comnte. sistema estrecho, ruin y mutilador. Ella quiere entrar en la filosofía Racionalista Cienllfica haciendo observaciones de causé a efecto o vicever,a, induciendo o deduriendo leyes. Ella quie!'e remontarse a lo suprasensibl~ _,,,,,,.,-~ 1•ara buscar la preciada luz de la verdad pc,rqy delante de su e:<periment•ción eftá la raz~fli la intuic ón .está ]Q 1msginación y los ~oníi'licsdos íenóm n, s dPI suei!o �t • Agenda ele lnhramadones • • Raimundo Scinchez la Btlla • Carmen, Dolores. ,El Roble•. Municipales y fu ,ra de la Ciudad. r ZARAGOZA Y M. DEL LL~NO Tel. No. 1568 MONTERREY, N. L. MEXICO Avenida More!, s 438 Oriente. . . . . . . . . ll"P . . . . . . . . . . arlll';--.---..----l!"ll'l''I!'-~ f Farmacia fiom~oa,ática ; i1 f PINO SUARSZ ,oo So,. • a;, para el uso do- 1 méstico de los ,. A. González flores y (la. .t Dr s e ! Tel.943 ¡ • f ; Pída una Gía ; • MOllt fÜf t ~,, R~ME010s " Homeopáticos. ; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1/1.. . . . . . . . . . . . . . ._ ... 1' i j Por Agosto Muser Z-Oswalc1 Speng'er. dP.1912 sa ha1iÍan í>t1pren 53.0~:l ei,mp 1ares del tomo l. El tomo II apareció en una edición de or lo demás, le extrsordinsria imro1t.ncia que todavía en ·a tctualidad posee la con. . cepción natur1 liEta Pn nuHtra vida espi ritual -aunque a menudo en fvrma disimuladase wuestra, por eJemp'o, en el influjo que eier· cen dos teorla•. que, si bi, n son EUstentadas en el campo polltieo y económlro por oartido1 enemigos, procedPn ambas, en realidad, dP. una con cepción fundamental naturista. Me refiero al «materiahsn;o histórico• y a la deo, la de las ra• zas• La una es soster,ida con preftrencia por laa • zquierdas~; fa otr,, ¡,rr las «'.lrHchau; pero ambas consideran al hombre, en eu st:r esriritua•, como un prcduct1 natural, unlvccamrnte determinado, ya por las re'acionfs económicas, ya por 1,. sangre, u decir, en todo e.as.o por factores matedalu. . Un s!ntoma no menos s;gnificafvo de lo poco _que ha penetrado en los más amplios circules -Jastgmeote en los t>írcu!os eu'tos- la supera· ción real e Intima de Ju cJncepcion€& nat ralis, t 1R, es el eMrme éxito alcanzado por la 11:ran obra de Oswald Speng·er, La decadencia de Occidente, 1918 (traducción esp&fio'.a publicada por Espasa-Calp•). Aunque esta obra revela también en emplia medida el in flujo de aquella filosofla irraciona• listi, cuyos representantes suelen proclemarse •d~ersarios del n•tu~alismo, es lo cierto que sus concepciones fundamentales -suby1centea en uu segundo plano - suo absolutamente naturalistas. El autor nació en 1880; fué primero profescr de segur.da eneel!an2a en Hamburgo y vive desde ha,·e algunos eños sin cargo oficial en Munich La obra, cuyo lltulo concuerda admirablemente con el temple de ánimo del pu~blo alemán des· pues de la derrota y de la revolución, y que ceu tiva por su or,lstica Pxposic'.ón y rn ir g•nioso Ienj¡'uaje_ CJUSÓ pronta sens,c:ón. Hast• mayo 50 000 ejemplarPs. Suscitó un tr rrente de discusi, nes y rép icas. Merece, en efecto, eata ateo ci6n, porQue manipula e u,terprete un enorme material histórico a travé3 de ideas filosóficas de emplia comprención. Para Spen1(er, son las culturas seres vivos de superior t>U&!)tla que crecen ,en una sublime carencia de fin• como las planus y los animales. Historia es la reelización de una t>ultura po~ible. Sólo puede ser vivida, intuida. sentida «con prof~n la e inefable comprensión•. pues toda rea'idad exterior es slmbolo de upa espiritualidad. No podemos «conocer», es decir, determinar con exaciitud numérica el produci•se (t. mpcco, por lo tanto. nuestra alma). sino só'o lo producido, lo acab•do. Lo producido, lo acabado se nos pre. senta como naturaleza (en oposición a la histo· ri•). El órgano de conocimiento que con lo dedo crea para nosotros la «naturaleza• es el intelec11-. con gus conceptos, Estec()nocimirnto ,mata•~, s objetos. Convierte lo conr cido en objeto rigid,,, Qce se puede medir, dividir y calcular Todo lo contrario es la «intuición• vivificante del bistcriadot poético. En esta eon~ideraeión «intuitiva• de lo viviente. de lo histórico, Spengl,r se siente nfluido e,peeialmente por G, erhe y Nietzsche (su •fmidad con Bergson es también mucho más fuerte de lo que él confiee6). La Jpy suprema de la naturaleza es la eauaslid~d. Correep6ndele en la historia el «sino, necesidad de la vid••· sentida como cdireccióo» interior, pero no pensada por el intelecto cerno «fin• La causalidad es el sino desarrollado. des· orianizado y, por lo tanto, mecanizado, disecedo. por ñecir'.o asl, en las formes d<l intelecto. El determinismo y la corcepción rraterialieta de le bistorii. ee fundan en la confusión (natural para el intelecto) del sino y la causalidad. La discu;¡ión entre la libertr.d y la necesidad (determjnish.) es la co1,tradicci60 entre el alma que t,li"• P para C~balleros a los Mejores Precios. SJtero Lozano Sucs. TEL. 1863. CIENCIA La Filosofía Orientada en el Sentido de la Ciencia Natural. J Sombreros y Calzado Servicio a lor Pantecnes: 5 La Filosofía Racionalista (Científica) 1 Jardintra Hijo. Febrero de 1935 A, �6 Febrero de 1935 mos, sentimos y vivimos y el alma de que somos conscientes en modos intelectuales. Todá ,cultura» es el cuerpo vivo de un a 1ma; toda «civilización» es la momia de ese c>erpo. Toda cultura tiene (como todo ser vivo) su juventud, su madurez y su cadueic!ad. Según esta ley morf,1lógiM, puede profetizarse el porvenir. Nosotros estam()s (d esde 1800) en un pprlrdo de cadicidad, de decadencfa (Nietzsche), de mera «civilización». Esta si•uac 6n es irremedi•b!e, Pero debemos amar nue.tro propio sino (amor fati de Nietzseh) o dese•perar de la vid'l «Si bajo la impresión de e•te libro algunos hombres de las nuevas generaciones •e dedican a la técnica en vez de la linea, a I• marina rn vez de la pintura. a la politica en v, z ce la cr'tica del conocimiento, ob, a, án remo yo deseo • N >cesaría expn•ién de nuestra eipiritcalidad, en sf ae&b•da, agotada en su• po@ibilidadrs, caí1a en lo inorgánico. es el r.teismo. El ateifmo pertenece a la civilizacifn,al resUro terrestre de un!l cultrra extinta. Se roncilia m, y b'en cm ~1 arhelo rrmán•ico de re igiosid~d. El ECdalis• mo, cuyo parer,tHco crn el 1ru•i•n'fno ,c,niúa Spen11ler en una ohra isp,cial [1920). es, I sen· tim ento viral irre'igicso de nuestra cu '. tur• euro· Pea occidental [drn, n ini<'a pcr S1 rn¡z er •!tus· tk•J. e• decir, roa mamfcstarión de vej€z y de caducidad. Ahora bien: si 1~ es ncia de toda cultura viva es la religión, se crmsrende que •at n lea corc9ptcs últamc a y rn a1>srienda más ohjetivos de 1a física [por , j , mplo,el c, nce¡ to de la f ,erza] son símbolos, nacidos de un sent'miento qua Eólo en esti. forma es pcopJO de una determinada alma cultural,. A~i aun la c'encia exacta de la naturaleza se funda rn una creenciá religiosa. Tenemos. pues.~u,,si toda cultura es un ser vivo peculiar, h,brá tantas especies de religi(n. moral. arte y aun -s/gun Speng'er- de lógi,·a, matemática y fisic1 [y por lo tanto tantas•naturaleias•para el hombre] crmo haya cu:turas. La validez univerzal ('o apriori • ~obre y fuera de toda cultura• es, según él, moa i;usión» Sé lla· ma asimismo •represeRtante de un esceptici~mo histórico psico'ógico•, en el cual ve •la ú!tima manera de la filosofía europea occidenta',. Asi: , ,NJ hay mas Que repre~entaci,mes antrcpcmór ficae y ninguna verdad•. 0 Fel:frero de 19~ ClfüNClA Pero ¿es p~sible que sus meditaciones históricas y filosófico~culturales no aspiren en s~rio a •verdad• alguna ?Spengler cae en la contradicción de todo escéptico que declara imposible el conocimiento objetivo de la verdad y estab'ece, no ob~tante, ciertas afirmaciones como verdade• ras. Contra su teorla intuicionista del cónoci, miento valen todas las objeciones que haremos a Bertrson. Además. por lo que se refiere al fun. damento apriorístico sobre que descansa toda su filo,ofia de la historia - la idea de una ,worfc• logia de la historia universal» ,~ observa Ríe. kert, que cuando Spengler preconiza esta biologla •generalizadora, de la vida históriea. como un método nuevo, todo regular conocedor de lo escrito sobre estas materias comprende al punto cuán ingenua es la «nueva• idea. ,Los funda. mentas lógicos de esta morfologia estaban ya r tu, , , c,mo anteij de se€ escritos• (pu, Rickert minro). Si dé biles soo los fundamentos 'ógicos de la ob ·a ne S~engler, muy disoutib'e también es su m~thfi•ica. Su conc,pción riel mundo es total• me , te naturalista; considerar el desarrollo espirito• 1 como un proceso de la naturaleza es des-conocer su e ,enci11. El naturalismo de Spengler no es mecanic'sta como el de Haeckel,sino vit41iste. Pero comparte ron éste el P.nerv!lnte determiuis• mo que conduce necesariamente al pesimismo. (SpenglPr trata inútilmente de contest•r a esta objeción en una obra especial,«Pesimrsmo•,1921). Asi se explica que los reijultados éticcs del libro sean roco satisfactorios, pues rncrific• igualmente el escepticismo el valor ob1etivo de los ideales y preceptos morales Asi como desde el punto de vista filosófico se hm alzado contra la obra de Spengler las más fu,r,,s objeciones, asi tamhién la critica cientlfica ha clemcstrndo Que, eco frecurnria.o conoce mal el mat,ría) histórico,n lo violenta pera incluirlo en su teoría. También en el pensamiento mat,q-ialista del siglo XIX arraiga•Rodolfo Maria Holzapfel Hiio de un médica austriaco muy culto, m3Jchó a los dieciséis alios al Af, ica del Sur y llevó durante largos años una vida de necesidades y pr1v,cion1,s. A través de sus amargas experiondas se le pl•nhó el grsn probl< ma de la salvaeión y promoción dr las potencias es¡,idtuales en las i CIENCIA La •actitud, del sigl• XIX se revela en la f• socie;lades y en los individuos. Habiendo estuque siente Hofzapfel en la cu'tora;especialmente diado much is años en Z 1rich, vivió loe!l'O en Londres y en la Rusi~ meridional. Escribió su ,, se manifiesta el naturalismo de este autor eh 1u opinión de que es posible fun~ar la v~l!dez d; un obra • Panideal• (:,ublieada por Diederich en ideal por medio de investigaciones p1s1col6e1ca1. Jena, 1923. dos vohímtnes). VISITA A FREUD ( Do Gog, por Giovanni Papioi) h1bfa detenido en Viena. ACIA dos mPses que h~bfa comprado en -Todos creen-respondió-que yo atribuyo · l;on ,tre·s u b l!o rrármol 1niegode éPO• carácter e,entlfico a mi obra Y ~ue mi objeto ca helenfstica. que, sPl(ún los ar'qn•ólo, pr_ incipal es la curación de enfermedades mentagos, representa a N, rcis.>. S•biendo que Freud les Es una eauivocarión norme que dura ya acababa de cumplir anteayer st tenta y un allos muihos ail.os y que no he logrado rectificar. Yo -nacif, el 6 de mayo de 1856~, le mandé como s?Y científico por necesidad. no por vocación. Mi reg th;, la est~t11a, cnn una carh ,de f,licitaci6n al verdadera naturaleza es de artista. Mi héroe se• «dea~ubridor del Narcisismo•. eréto ha sido siempre, desde la niliez, Goetbe, E•te ~eg,lo b•en escofido me ha valido una Ht1bié1'a querido l!ntonces llegar a st.r oeta Y invitación _del P,atrürea de fa P11icoanálisis. tocfa' la v'ida he deseado e,cribir novelas. Todas VueLvo ahora ·de s1t c1si1 .y quiero· en seguid• mi!l aptitu<tes. como lo reeon ocian aun los mees aqc,t~r ·to esencial de la conversación; · troi del gfmrÍasio; me llevaban a la literatura. ~- AfA,h,¡,,pireol lo un poco cansado· y-11ttelaneóPerlf sl-uite 1 recuerda cuáles eran las condicio· lico •. Laa fiest.1111 de aniverilário ~me dljo-l)áté• ' cense m JCh<l a,111~;oonm ?m1racioilet1-póstumu y ,,, nes de la literatura en Austria en el último cuarto 'del siirlo pasa·do, comprenderá mi perplejidad. r!cuo•dan delml.1!ill!ilo ,l'a muerte; ,, ·'• Mi familia era poÍire. y la poesia, por testimonio ,, Me h, imp•egíot1Ado'· i!I corre de FU boca: una de ·tos mlis célábres contemporáneos, rendía pobo.ea cafoosa y sensual, con a'go de sátiro, que co y muy tarde. Además. yo era judfo, lo aue me ex11 ieendsiblem.nte l'a teoria de ta «libidM, Se ponía en condiciones de inferioridad manifiesta ha;ale,rrado de ·-hrml! y me h" egradecido muy en una m'bnarauia antisemita. El de~tierJ!> Y el alyrosam,nte el 11\"arcisC"J. misero fin de Heine me desalentaban. Escogl. -So visitu n para mi de mucho consuelo. siempte bajo la influencie de Goethe, las ciP.ncías U..t~ .no EB ntu:i enfetm'l. ni un co'ega, ni un " naturáles Pero mi temperamento permanecía disc:iÍiolo, ni un pariente. , Y.o vivo 'todo el, aflo tominli'M: 'l,!i el afio 1884, por ver un dfa antes entre hi•f'é-.ieoB ·y ·obésós que me cuentan sus a mi'i1ovia lejos de Viena. descuidé un trabajo torp zts[casisie"lpl'e las mismas];entre méiicos .obre la coca, y me dejé arrebatar de otros que me envidian.cuando no me desprecian.y con la g oria y los provechos del descubrimiento de <!isclpulosiillvididos ell' papagayo!! crónicos y en la cocaína como anestésico. ambici<il!O!I cismáticos éon i1sted puedo por fin, ~ n 1885 y 1886 visité Parls; en el 1889 estuhablar ·con lit:rertad He enHli ,do a ótros la virtud ve algón tiempo en Nancy Esta permanencia en de s~1Nco1>feslón y j mis b? conse.:~ido abiir Francia tuvo decisiva influencia sobre mi esplri• enterameote mi atm~. Tengn escrita una pequtfia tu Nn tant, o , pqr fo que apr~ndí.de C~arcot o de autobiografía, •lJlir• qüe nada para fines de pro· Bernheim. ·smo porque la vida hterar1a francesa paga1tia. ·y, a lo inis, ma h! cll'lfé§ad) por fn.g· .,,. en aqoelÍos ~lios riquísima y pujante. En me11tos en ia 1Traumd,ut1Jng• Nadie conore o Parls, como buen romántico. pasaba horas ente _, ha adivinado el secreto de mi obra. ¿Tiene Ud.' ras en las torres de Notre Dame. más por la tar ~ una idea de lo Psico•análisis? de frecuentaba el Barrio Latino y lefa los libr~ Resp~ndí ~•1e teni, le'dasa'gunas traduccioPasa a la pág. 14 ,,,aes de sus obras y que solamente por verle me H 1 'i �febreN>" de 1936 • 8 CIENCIA lA ffORJlllDAD Dll JIRII CIENCIA Genesis y Postura tle la Ciencia ne.terna■ POR ANTONIO CASO, a ley fundamental del pe111amie■ to H el · principio de contradicción. q111 dice: una . coa~ no puede 1er y dejar de aer al mi1mo tiempo. Si, r>ues, se logra demostrar que toda obra de arte ~erdadera consiste en la intuición o exvres~ón desrntere~ada de la realidad índivi· dual'. moguqa ob r a de arte será inmoral, t>Orque precisamente es ,nmoral obrar o pensar iotere1a~•mente, Y nada puede ser Y no aer al mismo tiempo, ~on~orme al principio de contrad,ccióo; por c~ns1g~1ente. la obra de a~te, cuya esencia e, el d_esrnteres, nunca podrá mover el interés ea decir nunca ser/i inmoral ' Ahora bien, ¿como p~ede ser desintert•ada la obra de •~te? Porque el ntjsta, ai lo f8 vuda. deramente, mtuye Y expr.sa en iu creación no l~s cosas en ~us rela!i ,nes con nuestros dea~o1, 81 ~ll en 81 mismBA; no un individuo, un sér, un a_n1mal? u?a situación cua'quifra para un fin, sino el i_nd1v1duo, el ser, el •nimi,.J o la eituación, en si mismos considerados. . !,,a may~r par~e de los hnmbrea 00 Hbemoa mtu1r la reahdad amo con relirion a un propósito, no P•r_amos m1en11s en alito, sino en cuanto pueda saciar al11ún fin preconcebido·, por esto prec1. . s~men~e no entend, mos la existencia en su individua ,dad. Nuestro egolsmu nos lo impide _Yed a ese ,q,idam• afanado en su ~:ción h•bllual que ha de proporcion.rle el sustento No t~ma del munrlo ,mo aquello que le pued; SPrv1r para el f,n de su desarro'lo. de su nutri e 41,. de su acción en el mundo. Quiere obtener el me~or esfuerzo de su parte, el mayor pre: echo po_11ble. Por eso no entiende lo que le rodea. Lo ve, ciertamente, pe;o no lo mira.no lo atisba no lo ~enetra: Co~o lo codicia. como lo quier; somet-r a su imperio, no lo entiende. Un hom. bre oue pas~ as~ lado, no es m/is que un signo repre~entat1vo falso, pero útil. Es, por ejemplo, éste s1mplemente:un sombrero de seda.una b rba blanca. un bastón de pullo de oro y unos npatoa de charol. No ~eceaita mlie datos el quida111 que · ~ Pero el artista mil'B,atisba, percibe.es decir, 1utbye y ex preaa su intllici6n. L :ºº ' Si el qoidam percibiera o intuytra tcdo, na podrla vivir. Gaatarfa en la ■imple eontemplación deaintereeada de una peraona taDl!I tiempo como P.I que gasta un pint,,r ea estu<liar y observar a un sujeto que Ya a retratar. Q11edarla ~•rplejo todas las tardea viendo eómo II buade lentai_nente •I sol en el milairro del crep6aeu1o; y un gritoº. un lamento humano cambiar1ao para i1, repentinamente, la olata de la palaltra y del tiempo, que dice Carl) le, en el oro de la t11rtidad. El artista aegúa lo han descrit, Schopenhar uer Y Ber!7aoa, tiene un deaiuteri, innt to da la mente que lo hc11lh pu¡ int 1ir o contaia,lar carla cosa o sér en su individualid,d e,ncterl1 tira; por eso, en un rebafto, ■abrá, como el 8Jen Pastor,cual ea una oYeja entre 111 den,61 oveja,; cual el caroerillo sinirular que, pan loa demá1 hombres, ea tan trivial como loa otros carnero, El artista ¡,one IU desinteréi·eo la obra de arte: Hace de la obra el espejo de la realidad. Suponed una aceión nefanda de odio y de ■o• !ación. iQue imro1t.l El artista la ve1á u 1u !ndividualidad caraclerlstica, la presentará ,In rnterés humano de maldad, la exhibir ti cerno an e• peJo limpio Y puro. Los dramas de Shakespeare eat/in llenos de intuiciones de escenas pervP.r■a■, Y no mueven al eriillen,ai no que, por el contrario. apartan dP. él.Son caracteristicoa de la pu16n,pur gantes del pecado. Edipo se basa en el incesto. per~ nadie querrá ser ince~tuo10 como Edipo. El gemo de Sófloque• lo exhibe con la pureza nltida del arte en una expres;6n que no mancho el deseo, que no contamina la voluntad. •El pifltor decla Leonardo de Vinci. debe ser nuivenal y 8 • mante de la soledad;debe considerar lo que mira 'J raciocinar con sigo mismo. eligiendo 111 parte; más excelentes de todas las cosas que vé:hacitn, como el eapeio que se trasmuta en tanto, coores como se le ¡x;ne delante; y de ella manera pareceri una seirunda naturaleza.• La cae 1111 n4a natura!eza• de Leonardo u la verdadera a otra ea una fiecióa del egofamo. · P111 a la pá¡ina 17. ?º Febrero de 1935 9 L agnosticismo, más bien práctico que teórico, de los int~lectuales espafloles ha te• nido Lna génesis larga y penosa: pero el parto es un hecho. Huxley, a final del pasado siglo, fué Quien bautizó la doctrina, tomando el nombre de aquella cita de los Actos de los Apó1toles, donde San Pablo recuerda el altar que los atenienses levantaron un ara al Dios Ignoto, a cuya palabra corresponde la voz agnóstico. La palabra tuvo éxito feliz y fué rápidamente adop. tada por los hombres de ciencia pata denotar la impotencia de la razón para conocer todo lo aue trasciende a lo sensible; poco después quP.• daba famosa lo frase citada de Ou Boi~ Reymond: ihrnoramos e Ignoraremos! Pero el agnosticismo como sistema, con todos sus prejuicios de edcuela. existía desde mucho antes de Huxley, aun11ue éste lo bautizara con tanto tino. No hay que buscar su origen en Heriberto Speocer. como han querido algunos españoles después de algunos escritores ingleses y franceses. en su doctrina sobre Lo lnconoscib'e. La verdader;,. génesis material del agnosticismo moderno la encuentro yo en Locke y Hume, y la génesis formal en Kant. Spencer no hizo otra cosa Que organizar el positivismo agnóstico y aun se apartó de éate al afirmar la realidad de lo Jnconoscible, afirmando ioh, ironía! existente lo que nunca se llega a conocer. En los primeros siglo• los epologetas cristianos hubieron de defender el dogma frente al gnosticismo; ahora se nos presenta el agnostiéis mo. Y lo más divertido es que los extremos se tocan. Huxley, Spencer, Locke. Hume y K•nl han sido traducidos. desde hace tiempo, al caste llano, y han encontrado numerosos discfpulos entre los profesores de los tres últimos lustros. He aqui la vi:rdadera postura de la ciencia moderna: la ciencia debe circunscribirse a los hechos, porque fuera de los hachos experimental,s nada existe [como dogmatiza el materialismo crudo], o si existe no puede conocerse (como define el agoostichmo), o al menos no se puede demostrar con certeza [ctmo opina el neo c1 hi. E Por Francisco Sureda Blanes cismo o doctrina de la inmanencia vital). Luego todo nuestro conocimiento tr; sc.-rd, r 1... t• d investigación intelectual sobre el más &I a. sobr, lo suprasensible, no tiene valor objetivo alguno Si con la máxima prejudicial: ,La cienci. debe reducirse a la experimentación• ,e ~uier, indicar que las ciencias fisic•• y naturale• r,o deben interesarse de Dios, del alma y de la vida futura, porque estas verdadPB no pertenecen a la investigación de las ciencias empiricas. el positivista tiene de su parte toda la razón. Porque la finalidad de las ciencias experimentales no es otra que la de constatar la existencia de los fe nómenos. las fuerzas que los producen, las leyes que los gobiernan; aqul están sus confines y aquí se hal'a definida su competencia cientffica. Pe10 una cosa es no ocuparse de lo que excede a los limites propios de la experiencia, y otra cosa es creerse en el derecho de negar apriorísticamente todo Jo que trasciende a la experiencia sensible. Como una cosa es que el matemático no se interese sino por la cuantidad y otra cosa que nif gue todo lo que no sea cantidad; en este caso se verla también en el de reducir todo lo conoscible a lo sensib'e y a dene11:ar consiguientemente todas las deducciones de orrlen eterno. Sin axiomas. sin deduccbnes intelectuales epod(ctkas, ciert s, reduciendo toda nuestra ciencia a la experimentación. no nos óistinguiriamos de los brutos; los brutos exoerimentan; nosotro~ exi,eri mentamos y deducimos consecuencias ló~icas. Las ci,ncias experimentales se apoyan sobre principios. axiomas y leyes que no son accesibl,s al sentido; ahora bien: estos prineipios y est, s leyes tienen va 1or obje,ivo y l'ientífico, y en este caso hav que convenir que &ceptamos v~, Jades que no pertenecen al orden sensihle, o bienaque llo• principios y aquellas leyes no timen valor objetivo y cien ti fico, y en este caso cae por falta de base la ciencia y el pragmatismo f no tienen verdadera valc,ración el pskoanáliEi•, la m,dici Pasa a la pá¡. 17. �• 10 Febrero de IilJii Febrero de l llo5 ll U¡,;¡,, U A UI (trfifafitt n utta I f>el diván Finas notas de música eele 0 tial escapan con furtivo acento. -- .____, Not•as fmas y seve~as Como un romance Nota• dulces y armoniosas ( '.omo un mnrmu I lo N 1lt:.as tenues Y rimadas Como una risa Y F"8cinadoras Com•>lo• ojos de una mujer Ahi va el antiguo Princ1~ de la Pasión de A111or. mordiendo la cal de los muros, quebrándose las manos falange por falanfe. Las notas siguen cantando Melodlas incomprensibles, Como el susurro de las hojas secas Como el murmullo de la cMcada Como el tono de un ruisellor. e Acros Crispín. e E Ahl va el acribillado paladeando la sahmarga de su sangre sin cerebro y sin estrella. recostándose como un mendigo en todas las es(ll!inas de la sombra. Vedle !Es un insulto a 1ti alegria de la Tierra! Con los ojos I ol'08Jls ciego y desmedt11ildo camina entre loaliombres, sin poder doblarse como un grito contra las costillill! Agrias del Silencio matttt :Ot lahrabttr ; E En el pentágrama del labradío eseri biste la música del trigo. Tu erudición de soles y trabajos, predicando palabras de sudor halló crucifixión en el arado. La noche de tu artesa repoblaste con universos lúcidos de panes. La amistad cotidiana de la tierra, conta,.dándote toda, de tus dedos hizo las cinco puntas de una estrella. Crispada estás cual remansado rio. La eternidad es tu primer domingo, R A Francisco Luis BERNARDEz· El que tenia en sus manos un inmenso pe~ho de luz, el que caldeaba su corazón con una llamarada de júbilo, y aún no acabjdtragarse el corazón Como ee un ins al carnaval de da, atrapad lo con troe brazos var.lniles y crucificad le cual ~D cristo de tiniebla en la cru1 de un viento cualquiera. Federico BOLANOS • �12 Febrero de 1935 CIENCIA nol!'al; J contra la 1ifili1, la, Reflexiones .te un Práctico filósofo EL EMPIRISMO MEDICO DE LOS SALVAJES alta dosis contra los cólicos hepátieos, imitan a STUDIAR en los salvajes el origen de la los aldeanos de Gascofia. medicina es 10 mismo que estudiar los co• El azufre fué empleado c'l>ntra la zarna mu• mienzos de la mer.talidad humana. Aucho antes de nue se conociera su parásito. Georguste Comte y luego Claude Bernard pensaron, ge Sand menciona su empleo en La Historia de que los salvajes empezaron por ideas imaginatimi Vida: los soldados sarnosos del Primer Impevas, supersticiones, prejuicios, magia y culto de rio tvmaban el azufre itus et extra, durante la los fetiches. Pero también tienen conocimientos csmpaiia de Espafia. Con el mismo fin, los camemplricos exactos y útiles. pesinos de Morvian diluían una yema de huevo Este empirismo que ha servido a los salvajes con la flor de azufre y el aceite de oliva, frotáneo formas ingeniosas les dió igualmente tratadose luego el cuerpo con e11ta substancia. mientos útiles en medicina. Las ciencias son hi• Contra los males de ojos, estos mismos cam• jas a la vez del empirismo y de la magia. pesinos hacen una infusión: en un litro dA agua Varios remEdios y métodos terapéuticos emuni cierta cantijad de vitriolo blanco que Fe depleadoi por 'os salvajes fueron considerados bas j., dura veinticuatro horas; por la noche al acos• t,ante eficaces por los europeos para que éstos los t.rse, después de haber sacudido la botella, im utilizaran. Por ejemplo, la quina que conocían biben su contenido en un lienzo que se ponen en los sa vajes de América, el strophantus hispidos los ojo;: ¡esto es el colirio con sulfato de zinc! -- del cual se servían los negros. También empleaUn remedio popular contra los romadi10s ron en tisana num.,roeas plantas medicinales. consiste en frotarse la nariz con un poco de sebo Pero B.rtels en un libro olásic0 Die Medida por la noche al ir a acostarse. También se emder naturvolker, encuentra en los salvajes apa plea el sebo contra los sabafiones para engrasar ratos para mantener las fracturas, bálsamos anlos piea excoriados por las largas caminatas, el tisépticos contra las heridas, ventosas, lavati- cual no solamente actua como cuerpo graso, sino vas _ y hasta la ovariotomía. como antiséptico, puesto que a él se ha ailadido Bastantes tratamientos realmente útiles, y ácido sulfúrico que aumenta su consistencia Y siempre eo uso, fueron inventados según una alumbre que le conviertP. más blanco, corrigienhipótesis mágica absurda. La revulsión, la sando de est~ manera su blandura y su ~o•or ama gría, los baiíos de vapor, la sudación, etc., eran rillo naturales. conocidos de los puebles salvajes que se servían Un supositorio anal baratC': un ped•zo de de ellos para atraer fuera la causa de la enferjabón, que se corta eon el cuchillo, o un cucuru· medad eho de papel untado con mantequilla, qne se in Entre nosotros, ,j! l pueblo ha pensado y actroduce en el recto, producen contracciones que tuado como los salvajes y nuestro «folklore• hacen evacuar. muestra que varios remedio, cientlficos vienen Un preparado ferruginoso barato también: de la terapéutica popuhr el agua que ha permanecrdo en un bote conteDe este modo, en Espsiia y en el Suroueete niendo clav~s enmohecidos. de Francia, la infusión de retama ha sido siemNuestra farmacopea del siglo XVIII s irve pre emplead¼ contra las hidropesías de origen aún a pueblos barbaros. El Dr. L Raynatd, de cardiaco. Ah1ra bien, la esparteina está retirada Argel, ha reconocido entre los marroqules un del extracto de retama. gran número de nuestros antiguos medicam, nLas propiedades hemostáticas·de los polvos tos: los sulfatos de cobrP. y de hierro, los sulfude ortigas son conocidas desde hace mucho tiem• ros rojo y Kmarillo de mercurio, las especies, la po en L3nguedoc. adormidera, el azufre. el arEénico, la c¡ rte2a ¿e Los mé:licos que recetan el aceite de oliva, a E • 13 CllilNClA tumigacione■ de aulfuro rojo de mercurio J un ae<rere r6timen. l ' El masaje esti en bo1a de■ de un tiempo inmemorial entre los aldeano■ J los ■al'f&jH, E,, tos hacen el masaje durante muchas horas. teniendo la precauci6n de untarte Ia1 manos con aceite o con un cuerpo greeo, Los 1mincopi1•de la• ls'a1 Andamans empl,an con este fin la gran boja de una planta llamada •gu«'ma•, lo, babi· tantee de Australia y loa sa 'vajes de Su matra toman cenilaa muy caliente■ .•. _El médico chinO hace m..ar s en las fracturas. Para practicar el m11aje general, tiene ruedecillas de madera d• suayaco o de sinda'o mont-adas en un man10 de 20 a 25 centlmetros de l1r1rn. Entre nosotros ,les médico• han reconocido muy tarde el valor de eete remedio terapáutico, Ciertas pricticas populares que, a primera viat1 parecen absurdas. tienen sin embargo un fondo de verdad. Yo he co'eccionado acerca de etto alaunos dibujo, de la mitad del 1iglo XIV con leyendu co.:no la, 1iguientes, •Si arrlljaie eargre por I■■ naricea, hay que ponerse en seguida una llave en en la espalda•; y : 1Si teneis el hipo, apretao■ la muíleea.• Otra e■tampa advierte que hay que evitar RS d!t >lla far,11 p:>r temor d<! co1rer una erisipela• Sin embar,o, en esa época. las teerlas aeerca del contagio ao se encontraban bien precisadas, Aun orácticas mágicas que parecen absurdas Pueden tener un resultado favorable por aprovechar de la sugesti6n y mejor todavla de la impreaionabilidad. Ahora bien, ésta es bastante grande ea el aalvaje para producir la enfermedad y la muerte por el aolo hecho de que viola un objeto aagrado· o PDrQue no siguió un precepto religioso. El papel terapéutico de la em()ci6n en parti· eulu s61amente ha aidoeetudiado cientificamen· te desde h'lce alguno■ afios, pero el pue b'.o aup0 ulllizarlo aiampre contra la incontinencia noctur ■ade orinea. •Cuando se mea en la cama bag que comer u■a empanada de ratas•. dice la mami a au hijo e■U llorando, y para que 61 no tenga nin¡u· ■a duds de que va a aer aal ae le enaefta una aran rata muerta. Lo, eurHdarGJ 1up_ieron igualmente utilizar ••e la emoción como un remedio, En Limu,in. el herrero da martillazll■ sobre grandes :rataa y G11ton \'ulllier n< ■ d a e1ta impresionante descripción: «Chaza) está de pie, inmóvil, grave, eon el martillo en 11 mano teftido de sangre e iluminado por las llamas. El nitlo Hta desnudo y muy pili.:lo. Chaza! murmura algunH palabras ea voz breve; luego el nillo es acostado en el Junque y mi,ntras su madre le mantiene por los brazos, otra muj•r le anjeta ha piernas y el herrero con su mano irquierda le mantiene por la noca. «Un espantcso rugido se oye entonces y al miEmo tiem110 el brat> de Chaza! sobe y baja: el martillo golpea vfolentamente el y~nque. El cuerpo del nifto sufre fu•rtea sacudidas y su ca• ra mueatra el eepento de que rstá poseido. VueJ. ve a oirse otoro grito salvaje, El anciano rodeado de chispas, activa siempre las brasas. Sobre nuestras cabrzaa iba y venia un furioso viento: era el ruido infer11al del fo elle. Chazal lanza un tercer rugido mis eapantoeo aún y •sta vez el martillo al caer se detiene encima del vientre del enfermo y luego suavemen· te roza la epidermis. En este mismo mrmr oto el fuelle infernal se cal'a y las 1;,raeH cubierhs set ptgen. ]!;I Dil'lo, npantado, EB vtstic!o y llevado a su casa por las mujeres.• La emcrión rrec!e 1ft creada por.la prescripción de ruudios innobles, piojos, orines, estiercol, etc Todos eetoe remedios ~BBerH po. dlan tener alg~na efiraci1 a cau88 del aaco que provocan. Varios deseo brimientoa en terapéutica popular y si,lvaje fueron empfricos y esoíritu~ incul · tos dieron pruebas de una observación que, frecuentemente, no poseyeron los sabios. Para pro bario, baat.aria recordar los males que los médi• eos de los siglos XVll y XVIII btrib11yeren al café y al te. Más tarde, ;a p,tata y el azuear de remolacha fue•on, asimismo calumniados. La medicina de loa salvajes fue a la vu emplriea J m6gíca, exacta por un lado y lora por el otro. Loa etr.6:ogns (Ourkheim, Lnoy) pusieron d.. manif1eato esta opo,ición qi.e parece eio �~'ebrero de 1!135 KUlar. Pero b\y oue reéordar que esta oposici6n exi3te, asimismo, en ·muchos civilizados que a la vez consultan a los mé Jicos y a los eharlatanes o más simples a sus vecinos y que imp'oran a los santo11 al mismo tiempo que siguen las presc1ip· ciones que reribieron. P~r otra parte las dos p•ácticas •moirica y mágic• oaeden aliar.e más intimamer,te aún. El nlvaje emplea para curar;e un r~m,,Jio, una p'anta en ciertas ~onoicioPes y •grega e su virt11d,en el m~m~nto ~n que es tomada.la de las invocscionfs o eitorciFmos. Los druidas cogían el muérdago en las encin81, pJ3nca que curaba todo, durante ciertas nochea de plen1luniP, con una htz de oro. Este muérdago c~raba en infusion,los romadizos y laa bronQ11itis •· Huta hace poca esta terapéutica se conservó en los departamentos de Ain y Vandea, pe•o la hoz de oro hab ·a ya desaparecido 14 CIENCIA Febrero de 1935 Del mismo m,.i >Pn fa F.dad media y en ti Ren1cimiento. 'os simple~ tenían que ser cogidu por la noche cuando había luna clara. etc. Otra alianu curio3a: en B ,bi!onia,se h~bían in!Cripto Có ·m•1las de encantamientos en 'eo¡iua hebrá ca, siriaca y m~ndai en los platos en que se·tomab in hs medicin,a. En las indias, las par. t•1ri ·nte1 t ,m 1b m asim;smo Joq r•meciios en vasJs •n los cuales eshban inscriptos los venfculos del Coran. En T kio, los japoneses. kagab11, como rem~ iios, ciertas oah1bra• nnscritae. ' Lo mismo ocurrla con otras profesiones. En alg:Jnns paisee el herrero tenia que tener un largo aprendizaje y de est~ modo c,naeguia una gran habi idad Pero, además, era preriso que se parifica,e. tragando el jugo de ciertas plant e El cazador h•rhizaba a sus armas y aumen taba e~ habf idad c 1n encantamientos. (Continuará) . VISITA A· FREUD Viene de la pág. 7· que mas sonaban por aq11ellos éi\os. La lucha literaria •staba en su máximo apogeo. El SimboliBmo levantaba b•ndera ·C'ohtra ef Nafüra'i~ni.o. El predominio de Flaubert y de Zola era entre los j6venes sustituido por el de Mallarmé y , 1de Verhiine. A POCO de llegar a Pnis, salió •A Re• bourSt. de un discipufo de Zola, Huysman ■• que pasaba al decadentism~. Y eshba en Fra¡,cia euando se publiró ,Jadie et Nag~é•e• de Verlaí ne, y la~ ,Il!uminations,, de Rimbaud. No I• doy estas noticias para hacer 11a a de mi cultura. sino porque estas tres escuelas fit~rarias. el Romanticismo poco antes muerto, el Naturalismo ame nazado y el S,mbolismo en auge, fueron las ins. piraduras de todo m1 trabajo pisterior Litento p >r in Jtiit,1 y mé 1ico por foerz•. concebí la idea de trar,sformar una rama de la medicir,a (la p.a~uiatrle) en literatura. Ful y soy poeta f noveli,ta bajo la figura de científico. La Psicoanálisis no es más que la transferencia de una vocación literaria a términos de psicologfa y de patolosda. El primer impulso pua el descubrimiento de mi método me vbo. como era natural, de mi que· rido Goeth 0 • Uste~ sabe que é' e,cribi6 el ,Wer. ther. pare librarFe de la obs,sión mor besa df un doló,: IÍ! 1it11ratura er.a para él •~atarsiH, Y len QU-~j!0IIB,i~timi'in~odo de; curación d1>,Ja hi•te.ria ·sino' én"hacer éóntar todo al paciente para librar•e' d.e ·1á ol>ses.i6n 'l, N~ hicé m,.a que f, -u, r a inis enfermos II obrar como G eth,.J,A.c:oníl&i6n es liberací6n Lo eabtan de si1tlo1Htlás los c11tó licos, pero Vlctor Hugo mé habla eµseflado que el poeta es taq¡bj~n sacerdote, y asl, 1"esaelta1neóie, sustltLI mf ■1 ·confesor. El primer pa· en est. ba dadp. : Bien pronto c~i'e~ la cuent• de que las confesiones d, mis enf, rrncs constitulan un precirso repertorjo de ,documentos humanou. Yo venia a h ,cer idéntico trab j,, al de Zola. El sacaba ■ us nove as dt aq11elloe documentos, yo me vela abligado a guai-dar:os para mí. La poeala decadente llamó entonces, mi atención sobre la ee;nejanza entre el sli•M y la obra de arte y sobre la importancia de't' lenguaje simbólico, La P,icoaní• lisie habl.l\ !)&cido, no ya, como ñicen, de las ■u• gestiones de Breuer o de las baella1 de Scbopenbguer o de. Nietzsche, sino de la tra@1>o•ici60 ciéot ficá' ■ e las escuelas literarias por mi 1madu• rn • Me explicaré más claramente. El RomanHcismo. que al recoger las tradi,iones de la poes1a medieval h•bla proclsmado el primado de la p~sión y reducido toda pasión &I amor. me suiz1_nó el concepto de sexualidad co~o c•ntro ele l~_v1da humana. Bajo ~sea influenc'.a de los no~e astas naturalistas, di del amor una interprctac160 m~nos ~ent,mental y mi,tica, pero el principio era aquél. El Naturalismo. y sobretodoZ , 1a. me adies• tró a ver los lados má• repug1anles Y comuneR de la vida humana: la sen•ualidsd Y la codicia bajo la hipocre,la de las bellas maneras; en soma )a bestia e,n el hombre. Y mi, descubrí1111Pnt< s de los ver11onzosos secretod oue guarda la incr nciencia nu son más que la cont· aprueba del despreocurado acto de acul¡Jlción de Zola. El Simbo'ismo, en fin, me ens,ñó dos CJses. el valor de les suei\os, semej•ntes a las c,bras poéticas, y el p~est·• que ocupa el simbtl•'. ~ la .alusión en el arte, fsdecir. en flsu,ño mamf1es to. y fuéentoncescuandofmprendi mi gran obra sobre la interpretación de los su,i\o3 como reveladJres de la subconcienc'a, de esa misma subconciencie que e s kl fuente de la inspiraci6n Aprendl de los simbolistas que todo pceta debe crear su lenguaje, y yo ha creado de h:cho el vocibular•o simbólico de los smi\os, el 1d1oma onlrico. . Para comp'etar el cuadro de mis fuent< s 1• terarias ai\adiré que los estudios clásicrs (en los que fu¡' primero de la clase) me sugirieron loe mitos de Edipo y N irciso; me enseñaron con Platón que el estro, es decir, el surtidor de lo incaosciente, es ti fundamento de la vida espiritual y, en fin, con Artemiro, que toda far,tasle nocturna tiene su oculto significado Q ,e mi cultura sea esen~íalmente literaria lo prueban abJndantemente mis citas con1inras de Goethe, de Gri lparzer, de Hein~ Y de otr<'s P0 •· tas: la forma de mi espiritu es llevada al ensayo, a lo paradójico, a lo dramático, Y nada tiene de 15 CIENCIA la rigidez pedante y técnica del verdadero científico. Har una prueba irrerusable: en__ t~do• lug ps!ses donde ha penetrado la Psicr_aná 1s,s,. me jor que los mMicos ¡8 han entendido Y aphca~o los escritores y los artistas. Mis libr~s. e~ rea•adad, más se asP.m ,jan a obra~ de 1ma_gmae16n ue 8 tratados de patol6izia. Mis estudios sobre ~ vidr. cotidiana y sus ingeniosidades son verd•dera y propia literatura, y en «Totem ! Ta~u• me he ensayado también en la novela h1a~6r1ra Mi más antiguo y tenaz deseo se1la ••cr1b1r vir. d deras y propias novelas, y poseo un tesoro rle meteriale 3 que har!an la fortuna de cien nov,listas. Pero temo que'ª sea dfm1,frrlo tarde De ttdos modos he s•bido vHrfT, ro•r ura vis transversal. mi <iestíno y he logr~do m_i ªº'. · ñu: perman,cPr lit.rato aun eien¿n e~ ~p•n•~c 1; médico En todos los gran 'es ctent,hcos PXl· t el fermento de la fantasl2, msdre d• h s mtn• ciones geniales-. pero nin211no Fe ha pr4Jp_uet-t~• como yo traducir" teorlas ci~otlfir s las 1nsp1 . ~ 'a raciones• que les ofrecen la• co·ne~t~s e literatura moderna. En Id l'sko, náli,>s e_e in cuentran y se compendian. l'Uesra, en ier_g • científice, las tres mayores esruelL• htera~> 0 S del siizlo décimc n, no: H,ir e. Znl• i Mallnrr_e ~P reúnen en mí, hajn el p1trd ,¡, ,i,! m,_ v>eJ_º Goethe Nin~uno ha reparado en e~t• m1-tn10 patente y a nadie !o habrla revelados, no hubiese usted tenido la idea de regalarme una e&tatuade Narciso. En eate punto la convPrssci6n se deevi6 · hablamos de Amérira, de K,yser ir11 Y, por fm. de las costumbres viene,as. P, ro lo 6nico Que vale la pena de trasladarse al papel es lo que va escrito. Eo el momer>to de despedirme, . Freud me recomendo el silencio sobre su confes160. Por fortuna. usted no es escritor ni periodis• ta, y estoy I eguro que no revelará mi secreto. Se Jo aseguré, y con sinceridad: estls apuntes no están destinadcs a la imprenta, �i?"' 1 1 1 1 1 ⇒ 4 $t 1 AC~ADEMIA PRACIICJI DI f0MIRCIO 1 ., A la Vanguardia de I& Mejor Escuela Comercial de Monterrey". Doblado Nte, 121 [entre R. Martinez y Aramberri] Clases Diurnas y Nocturnas. ' ~ Tel 32-2.5 Monterrey, N. L. MalrituJa Pe1ma11ente· (n1tña11za de Contah1Uc1ad ffoder11a Gdcplada a las r.ecesid1ule1 adoales. Taquigrafías: GREGG O PlTMAN DlREl TOR: PROF. ANTON!O M. ELIZONOO 1C1 1 1 1 1 ''FELIX ESCAMILLA'' Lerdo de Tejada No 510, Monterrey, Naevo Leon Educación Elt-mental y Supt-rioc i Trigor, Prof. fEllX IS(AMlllA puerle imp,rtirle t!sbs Pos, f1 n~:..s 't!e Preparo también alumnos que deseen ingre•ar a la E-cu,la Prepu toria Y ~re~t:: 1': t;,, 'p vos consiste en confundir dos cos1s t?talmmte di$tintas: lo invisible, con lo inconuc1ble. ~ay . . "b'es que 00 p,drán p1lp1rse, senu.~e. co1as rnvm 1 zón cuando pero puejen ser conociüs por a re . bu•ca el por~ué de los efoctos que expenment~· . es otra incongruencia mos y por esto m1sm i • • b' agnosticismo confundir lo JOVISI .e d ••l m. •derno , l• nada 1 con Demostra-lo por las ciencias !hicas que " m~odo tuvo principio Y q11e tendra f1i°' polrq~e, p,r ejemplo se exp?rimenhdo e d~•g••te de las calotlas a tr•vés de las ID 1~1 as h~ :f:::~enrtournaodºsedrei•mnenstue· asdqeuseeroosrnpeardtees~a'~t~.~'t'•."a • " ' ~!~i:1acernos de la cast!sirra escultura oude uá~1_he d f enina en el sa~to e, n or ico IR ldesánum;lz M~s bien habria Que dfcir al per de m 's1· tu oJ·o te es ocasión de pecar, ~ácalo.• verso:• . que ·Decapitarlas a una mu¡er hermosa. P?' . ¿ ldad de muchos al exhibir. s1e provocara 1a ma alarde, su hermosura? . , • A veces los artistas, le1os de eer ccmp~ta mente objetivos Ydesinteresados en su creac1~n, mezclan en la obra de arte su intuie1ón es~t1ca a cierto interés carnsl como en la ré ,r1'r\a' n:~ 1 :r~~¡!~~en~!'.ºn ro ~~:ntl!re'.í:t:~rc: E• decir es inmoral •o lo que no es ar s hay co:~~~~i~~ib:l/~2t! i~ s;{hi;~_P:;tr~ : 1~u!~~~I. que S?n la~ <los formu o evalore., más altos de la ex11tenc1a. º . .. . . . . . . . . . . . . . . . . i P_ª~-•~t• ie::t:ii~= I!¡ 11! m ~ 11 ¡J.:. f~ ~~~::¡, w nnn~n~~~~- .. .. " -==sa;;;,;;;;;c~u~o~T==A====s=======E===='=c==o=====N=====o=====M=:3.,==c=A=s•====== i _ Viene de la pág. 8. . Si pues. para haber obra de_ art4: verd adeba. ha de 'haber asi m1smo.deemtue•. nn guna o pura s?rá pecaminosa, aun cuar,Oo /e• más h·irrendu acciones _bumdrbas. • n eeí •T<o·• i Santo Tomás de A,¡1,11 ~.es tt'1 ,, , . • • z:rdadera ontología priLci¡,i.. en la 1&léllCB,.lll e ga Novalis. d •Significa lo anterior que no ae ~ue an leomet!r inmorahdades por 1, s h1ºº'.~ rerl ml~i:.~::¿ m?rced a la lectura o ~ontemp ac1 ~ é•to no es d art•? No desgraciadamente e, 1 u:a ra¡ót~V!~~~e dedeMli~~a~::Je t:'s~ti~•e: 8 ~ 0 Viene de la pág. 9. . , . na. t1d1s las ciencias físicas experimenta es, d es de~ir. toda la ciencia mo erna. s ex· El éter, la atracción, etc.' no son cosa p•rimentales; observamos únicamente sus_ e~ec pero de estos efectos venimos en_c~nocimi~n• to de auexistencia, como de causas log1c88. Dios: el alma el ingenio, ª"n cosds que no se ven, m se sienten, per~ por el conoein,ie~to de sus efec• · 1f •mente t~s l~~:~':i8t ~~~~~i:~:s1;:e;a\e;cfüósofo·s nue- i '[l CSf"(UO f\\((\lflST&CO' ¡1 CLASES ESPECIALES~ MATEMATICAS Si Ud. desea h1cer verdadenP progr,sosen Aritmé•ica Algebra, GeLmEtrla tria reeuerde que el Génesis Y Postura de la ... • l Te éfo,10 Núm 147;i 'La Moralidad del Arte cIIDNCIA combi~a~i~n!sai~~á~i~=~ d~~º!t::!~rri~f~:Fto ¡; o, P" • es factible dffender la :~~~:,~·:d ~º¡a t::¡:-~::io de la materia Luego.:~ l.1 mate, 18 tuvo principio, fué e!•cto;/ .::t:ure· dón de causas no se ha~la so~u~16n su 1c1 cJrrimdo a la hilacioo mdefm1da. COI_JEGIU Febrero de 193ó 17 ---~ ·~ ~ ~J • l Vitrinas. Cmta es pa ¡1 ILL . 't . rrármol Espejos finos y corrierteP, ra cubiertas 1m1 ac1 6n . . • •, d espejos talla os y ar t•11t•1- d • Visite nuestra expos1c1on e t11 a.,.. " J • Zaragoza 425 Norte. i 1 cnªI?enntá:'e,ccioiie~:ano lrGMonterrey, Nuevo L,ón •11 Te éfono 4625. ~ • . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .,. .........a..-.&. . . . . . ... • �Febrero de 1935 18 ................ !'- ......... .,,,. . . . ...............¡.... ;,, . ;.. .. CIENCIA IIIRll■T!IRIII • IIIIIIIPB!ID!l■Ala ----------------------------Licenciado Pedro J Lozane Octavio Treviño Abogado . . Teléfono 125. Zaragoza Nte.428 Monterrey.N.L. -·-----------Doctores Muraira De ¡,. Foru 1t•<l efe Mé,cien Seropio Jluroira Méjieo Cirujano. Tel. 2547. Cirujia, Ginecolrgia y Obstetricia Off, MATf AS MURAi HA Denfi~t"jano Enfermedades Boca y Dientes. Tel 3991. Escobedo y Aallende. Monterrey, !lJr. ~icardo ~eña Cirujano - Dentista CONSULTORIO Matamoros No. 505 Ote. Monterrey, N L- Juan F. Burchard Abogado. DESPACHO Padre Mier 417 Altos, Tel. 167. Apdo. 38 !l)r, Ytctor .Á(,anuel .9onzález Facultad de México. Director del Centro de Higiene Infantil. Escobedo Sur 707. 1'el. 4202. Monterrey,N. L !lJr. .José .Juan -Af.orllnez CONSULTORIO: Farmacia y Drogueria SAN RAFAEL Te léfonos: 762 y 5043. Tapia y Zuazua. Monte,·rey, N. L C!Nueóle.1 1á ..1 A 1 ru ~ ABONOS\.J.IJ~ CONTADO - ~ C'-0 AV. MORELOS , 108 PTE-.c, TELE FONO., 4353 Licenciado NESTOR LEAL PEREZ Padre Mier 417 altos. Teléfono 4126 Monterrey, Nuevo León. Dr. J C. Quintanilla Garza Facultad de México Médico Cirujano v Partero. Consultorio: Padre Mier y Poeb'a. TeléfoM 157 Domicilio: 15 de Mayo212 Pte. Tel. 1736. Monterrey, Nuevo León !lJr. .9regorio !lJ. -Al.arlln,z Medicina Cirugía y Partos Zaragozn Norte 244. Teléfono 185 Consultorio: rO?lfflll'Jf/UOll.l.JklrutiJ l'olo.Í(s) MONTERREY, N. LEON a-------------a Edilbtrto F. montimayor ?:urlülurla, .'la6ricaci6n de ?:alzado 'I .Ártle11Los de .7ala6arterla. Calle Bolívar No. 132. Botica de Sen luis Teléfono No. 590. Moterrey , N. León. =-·------------------' <-...> A·pdo. 2~9. Monterrey, ~. L. ~:------------~ �~---------L'J Maderería ''La Reforma" -------------- 0 V l D l O ELl7,0NDO ... liquidacion tlel Ramo .te JVehículos. MADERAS FINAS Y CORRIENTES LAS CONSTRUCCIONES DE MADERA SON AA )IDAS Y ECONOMICAS-PAINCIPIE UD. POR AHO- RRAR LA RENTA,CONSTRUYENOO SU CASA OE MADEQA-PRESUPUESTOS GRATIS. •• OVIOIO ELIZpNDO LA REFORMA. TEL. N2 13~ 1-JUAREZ ~REFORMA MADERERIA MONTE • ~ ,,, ... . J ~ ~~ ~ - . , N. L. ~ - ~ ~· ~t... ~---------- - ~~ - ~ ~ :. A Precios Sumamente Rettuci.tos. Véame. •· Laminas, ~laoos, Cf?apel pnra ,_7 eclws , $ eaoer f/Joard, .7rtpla9, Í:adrillo, ~ajas para Gmpar¡aes . 1 Áccesi6iliJad • Seroicio - l!alidad - Surtido - q;recius \ r.,---------00 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia : revista cultural estudiantil Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia Revista Cultural Estudiantil Año de publicación El año cuando se publico 1935 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 2 Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Mensual Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1752960&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia Revista Cultural Estudiantil, 1935, Año 2, No 5, Febrero Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Albino, Director Subject The topic of the resource Filosofía Literatura Ciencia Historia Educación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista cultural estudiantil publicada en la década de los treinta. Dirigida por Albino González, contiene noticias estudiantiles, editoriales, artículos y reseñas sobre filosofía, derecho, historia, ciencia, política. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad de Nuevo León, Escuela de Bachilleres Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/02/1935 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2016928 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Ciencia moderna Empirismo médico de los salvajes Filosofía racionalista Freud Moralidad del arte Poesía https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6981/Redencion._1903._No._1._Febrero._0002007411.ocr.pdf 701f23852bedf016e369b82ad53a05c0 PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 10 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 1, Febrero 10 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-10 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007411 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Estudiantes Manifestación Patria Porfirio Díaz Pueblo Teatro https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6982/Redencion._1903._No._2._Febrero._0002007412.ocr.pdf f430f36b957daf3342f7fed21287f4af PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 2 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 11 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 2, Febrero 11 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-11 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007412 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Estudiantes Manifestación Nuevo León Patria Prensa Pueblo https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6983/Redencion._1903._No._3._Febrero._0002007413.ocr.pdf 2ba0de7be52ea5c5a8870df0cfabe158 PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 3 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 12 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 3, Febrero 12 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-12 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007413 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Constitución Gobernador Ley Nuevo León Patria Pueblo https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6984/Redencion._1903._No._4._Febrero._0002007414.ocr.pdf fe1503196eb5e21ae7c10380415e1b4e PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 4 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 13 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 4, Febrero 13 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-13 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007414 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Elecciones Gobernador Nuevo León Patria Periodistas Reforma https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6985/Redencion._1903._No._5._Febrero._0002007415.ocr.pdf ea8cc5eb05796cc1c9320b9102acc4f6 PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 5 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 15 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 5, Febrero 15 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-15 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007415 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Injusticia Nuevo León Patria Pueblo Reyistas https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/180/6986/Redencion._1903._No._6._Febrero._0002007416.ocr.pdf 5b04b78f1ed31668696fdd69c5c5659a PDF Text Text ��� Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate Año de publicación El año cuando se publico 1903 Época Época del la revista Primera Número Número de la revista 6 Mes de publicación Mes cuando se publicó Febrero Día Día del mes de la publicación 17 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Diaria Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaBasica&bibId=1752787&biblioteca=0&fb=&fm=&isbn= El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Redención : Diario Anti-reyista, liberal y de combate, 1903, Primera Época, No 6, Febrero 17 Creator An entity primarily responsible for making the resource González, Benito, Editor y Director Subject The topic of the resource Tipografía Redención Reyes, Bernardo, 1850-1913 Monterrey (Ciudad) México Publicaciones periódicas Política y gobierno Description An account of the resource Diario político crítico y Anti- Reyista, liberal y de combate publicada en Nuevo León a finales de siglo XIX. Editado por Benito González y Juan García Guajardo. Contiene críticas al gobierno de Bernardo Reyes. Contiene información política, candidaturas, propaganda, noticias locales y nacionales. Tuvo corta duración. Publisher An entity responsible for making the resource available Tipografía Redención Contributor An entity responsible for making contributions to the resource García Guajardo, Juan, Responsable por lo no firmado Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 1903-02-17 Type The nature or genre of the resource Periódico Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2007416 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Nuevo León Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. 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