https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20787/Ingenierias_2014_Ano_17_No_64_Julio-Septiembre.pdf 76b69fd699681119a81debd6830774c1 PDF Text Text ��64 Contenido Julio-Septiembre de 2014, Año XVII, No. 64 2 3 6 12 20 31 38 55 60 62 63 65 66 Directorio Editorial Internacionalización y trabajo colaborativo Jaime A. Castillo Elizondo Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial en celdas de combustible Rubí a. Hernández Carrillo, Lorena L. Garza Tovar, Luis C. Torres González, Eduardo M. Sánchez Cervantes Propiedades dieléctricas de maíz mexicano Richard Torrealba Meléndez, María Elena Sosa Morales, José Luis Olvera Cervantes, Alonso Corona Chávez Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable Michelle Guzmán Nieto, Diego Francisco Ledezma Ramírez, Pablo Ernesto Tapia González Transmisión de luz en guías de onda con estructuras intrínsecas al núcleo Norma Patricia Puente Ramírez, Fernando Carranza Hernández, Gustavo Rodríguez Morales Microwave ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products in standard and smart ovens Robert F. Schiffmann Eventos y reconocimientos Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Acuse de recibo Colaboradores Información para colaboradores Código de ética Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 3 �DIRECTORIO Ingenierías, Año XVII, N° 64, julioseptiembre 2014. 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, N.L., México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de julio de 2014. 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. 66450. 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 2014 revistaingenierias@uanl.mx UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Dr. Jesús Ancer Rodríguez Rector M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera Secretario General Dr. Juan Manuel Alcocer González Secretario Académico Lic. Rogelio Villarreal Elizondo Secretario de Extensión y Cultura Dr. Celso José Garza Acuña Director de Publicaciones FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Ing. Jaime A. Castillo Elizondo Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable M.C. Cyntia Ocañas Galván Eduardo Mauricio Cantú Lizcano Redacción Gregoria Torres Garay M.C. Jesús G. Puente Córdova Héctor Javier Vélez Verduzco Tipografía y formación M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño M.C. Adán Ávila Cabrera Fotografía Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Ing. Dagoberto Salas Zendejo 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, CIMAV / Dr. Benjamín Limón Rodríguez, FIC-UANL / Dr. José Rubén Morones Ibarra, FCFM-UANL / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, FIME-UANL / Dr. Miguel Ángel Palomo González, FACPYA-UANL / M.I.A. Roberto Rebolloso Gallardo, FFYL-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 A. González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Azael Martínez De la Cruz, FIME-UANL / Dr. Enrique López Cuellar, FIME-UANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñan, FIME-UANL 4 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 �Editorial: Internacionalización y trabajo colaborativo Jaime A. Castillo Elizondo Director de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL Jaime.Castilloe@uanl.mx Entre varias definiciones, suele hacerse referencia al trabajo colaborativo como las acciones que un grupo efectúa de modo intencional y coordinado para lograr objetivos comunes al grupo. Tomando separadamente la movilización de los recursos materiales, algo que entraña gran dificultad es la motivación y participación activa del capital humano, ya que éste debe estar involucrado de la manera más voluntaria posible, por lo que es muy importante que las políticas de una organización fortalezcan la lealtad, confianza, compromiso, comunicación y diversidad de talento de los miembros del grupo. La diversidad de talento lleva necesariamente a una de las características esenciales del trabajo colaborativo, la complementariedad. El trabajo colaborativo pone en acción el talento y capacidad de todos los que componen el grupo considerando aspectos sociales, psicológicos y personales. En ocasiones el trabajo colaborativo es interpretado como trabajo en grupo y es común que se entienda como la suma de la contribución individual de ciertas tareas sin ninguna interacción. Esto es impreciso, ya que solamente la colaboración interactiva y coordinada puede ser considerada como trabajo colaborativo. Una diferencia importante entre los grupos de trabajo y los colaborativos es que en los primeros sus miembros son homogéneos en cuanto a sus competencias, mientras que en los colaborativos son heterogéneos. Esto plantea de manera intrínseca una situación que en cuanto al liderazgo debe revisarse, ya que en un grupo homogéneo surge un líder, que bien podría ser aquel que tenga el mayor dominio de la competencia correspondiente, y en cambio en un grupo heterogéneo cada quien se considera a sí mismo líder en su competencia particular. Se podría suponer entonces que en el trabajo colaborativo el liderazgo proviene del grupo, sin embargo después de muchísimas generaciones, la civilización se ha desarrollado en cada época, independientemente de las ideologías y variantes de organización, bajo la guía de un líder y no bajo el liderazgo grupal. El 12 de septiembre de 1962, John F. Kennedy, entonces presidente de Estados Unidos de América, dio un discurso en el que expresó: “ … Elegimos ir a la luna en esta década y hacer otras cosas, no porque sean metas fáciles, sino porque son difíciles, porque ese desafío servirá para organizar y medir lo mejor de nuestras energías y habilidades, porque ese desafío es un desafío que estamos dispuestos a aceptar, uno que no queremos posponer …”. Ser el mejor implica estar en competencia, y en su momento ir a la luna era lo que pondría a Estados Unidos en la cabeza de la carrera espacial que estaba teniendo lugar. Se podrían sustituir las palabras “ir a la luna” por la meta que se quiera enfrentar para ser el mejor, y hacerlo antes de que lo haga alguien más. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 5 �Internacionalización y trabajo colaborativo / Jaime A. Castillo Elizondo. En este famoso discurso se reconocía la magnitud del reto, a la vez que se sugería un sentido de pertenencia, capacidad y corresponsabilidad al mencionar “nuestras energías y habilidades” especialmente cuando más tarde en el mismo discurso dice “… debemos hacer el trabajo”, con valor especial a la lealtad y compromiso, tal como el formato de trabajo colaborativo plantea. En ese mismo discurso Kennedy dijo “Soy yo quien está haciendo todo el trabajo, solo queremos que se queden tranquilos por un momento”, lo cual causó risas, pero dejó muy claro que aunque el compromiso es de todos, sólo hay un líder. Las organizaciones modernas se han impuesto como meta tener una participación activa en el ámbito internacional, con lo que se han acuñado términos como el de “clase mundial”, indicando que tal organización es comparable con cualquier otra en el mundo, se podría decir “internacional” sin que el significado sea afectado seriamente. Sin embargo habría que precisar en qué son comparables; si fuera una empresa, por ejemplo, podría ser en su servicio al cliente, en su atención al medio ambiente, o en el trato a sus empleados, por señalar algunas comparaciones que deben ser siempre favorables. Lo más común es que este término sea interpretado por el público como una referencia a la calidad de la organización. El hecho de que un organismo llegue a considerarse de clase mundial no lo convierte en un referente internacional, pues en el primer caso se intenta ser como las demás, mientras que en el segundo, quien marca el referente es aquel que dicta el modelo, y de hecho quienes se convierten en verdaderas referencias son seguidos por los demás. Al igual que con la clase mundial queda abierta la posibilidad de múltiples comparaciones también se da con la referencia internacional. ¿En qué se es referencia? No es posible que un organismo sea una referencia absoluta y se convierta en el modelo a seguir en todos los aspectos. El alcance internacional es obligatorio, de hecho, no hay manera de evitarlo, nuestros portales de Internet pueden ser vistos prácticamente en cualquier parte del mundo, ya que la apertura que brinda la informática genera una exposición pública que hace que de la misma manera que nos enteramos de asuntos que ocurren en otras partes del mundo, también en esos lugares llegan a enterarse de nuestros logros, especialmente a través de redes sociales. Dada esta cobertura, la meta de convertirse en un referente de nivel internacional, que he mencionado en múltiples ocasiones ante estudiantes, académicos y administrativos de la FIME, no es sencilla, en gran parte por los resultados que no son inmediatos y por lo tanto el trabajo se lleva a cabo durante períodos largos de consolidación que requieren la integración de programas que consideran la gestión responsable de la formación, del conocimiento y la cultura, con el necesario fortalecimiento de la planta académica y el desarrollo de sistemas de educación continua con intercambio, vinculación y cooperación académica con los sectores social y productivo. En la carrera espacial original había solamente dos participantes con una meta de la cual era fácil determinar su cumplimiento, en cambio ahora el número de instituciones educativas es enorme, y los criterios para definir la validez de un logro abarcan cada vez más aspectos, incluyendo el seguimiento de egresados, tutorías, planta docente, laboratorios y métodos de enseñanza y evaluación. 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 �Internacionalización y trabajo colaborativo / Jaime A. Castillo Elizondo. Cuando una sociedad, un país, una institución se imponen en su visión la de ser los más reconocidos, los mejores, ser los líderes en sus respectivas áreas, entonces el desafío es siempre grande porque siempre se tiene que hacer más que quienes llevan la delantera. Las exigencias que involucran componentes sociales con situaciones que son multicausales son normalmente complejas. La única manera de poder lograr esta meta es siguiendo una metodología que esté basada en el trabajo colaborativo, que como ya expliqué, es efectivo porque toma en cuenta la participación y talento de todos los posibles involucrados, aprovechando el potencial individual de cada uno de manera que al final el total es mayor que la suma de sus partes. Un buena estrategia toma en consideración los eventos que ocurren simultáneamente en el entorno y es congruente con las políticas y proyectos institucionales, en nuestro caso planteados dentro de la Visión 2020 de la FIME y de la UANL, que a su vez están acordes a políticas nacionales e internacionales. Ya se han hecho esfuerzos de internacionalización en que estudiantes de nuestra facultad han completado unidades de aprendizaje y han recibido grados de otros países dentro de convenios redactados con este mismo espíritu de colaboración, por lo que el trabajo a desarrollar es mucho más que un ejercicio para organizar y medir lo mejor de nuestras energías y habilidades; la organización está dada por un plan estratégico que facilita la gestión y ejecución de las acciones, con orientación a la responsabilidad social, mediante procesos innovadores alineados a las políticas y proyectos institucionales; y la medida estará dada por las actitudes, valores, conocimientos y competencias que se inculquen a los estudiantes durante su formación y que llevan a la comunidad en donde con su ejemplo se vuelven el referente de nivel internacional que buscamos. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 7 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial en celdas de combustible Rubí A. Hernández Carrillo, Lorena L. Garza Tovar, Luis C. Torres González, Eduardo M. Sánchez-Cervantes Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Lab. de Materiales 2: Almacenamiento y Conversión de Energía, eduardo.sanchez@uanl.edu.mx RESUMEN Las membranas de poli(2,5 – benzimidazol), dopadas con ácido forfórico fueron obtenidos mediante la su inmersión del polímero en baños de ácido y un líquido iónico conocido como dihidrógeno fosfato de 3-butil-1-etilbenzimidazolio en distintas proporciones. Mediante la espectroscopia de infrarrojo con transformada Fourier se detectó la interacción entre el grupo fosfato y el anillo imidazol del polímero en la muestra. Se observa que la adición de la mezcla de líquido iónico a una membrana de ABPBI mejora significativamente su estabilidad térmica y conductividad iónica, permitiendo obtener materiales que mantienen estabilidad hasta los 200 ºC, con conductividad superior a los 10 -4 S/cm. PALABRAS CLAVE Membranas de intercambio protónico, celdas de combustible, líquidos iónicos, benzimidazol. ABSTRACT The membranes of poly(2, 5- benzimidazole) doped with phosphoric acid were obtained by polymer immersion in baths containing H3PO4 and ionic liquid dihydrogen phosphate 3-butyl-1-ethylbenzimidazolium in different concentrations. The interaction among PO43+ and the imidazol ring of the polymer is studied using Fourier transform infrared spectroscopy detected within the sample. It is found that addition of a mixture of ionic liquid to ABPBI membrane improves significantly the thermal stability and ionic conductivity, which allows to produce materials that remain stable at temperatures up to 200 ºC, and conductivity over 10-4 S/cm. KEYWORDS Protonic exchange mebranes, fuel cells, ionic liquids, benzimidazole. 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial... / Rubí A. Hernández Carrillo, et al. INTRODUCCIÓN Hoy en día el cambio climático y sus consecuencias sobre nuestro planeta ha impulsado el desarrollo de fuentes alternas de energía con el fin de sustituir a los combustibles fósiles. Durante las últimas décadas las llamadas energías renovables son consideradas como alternativas viables para contribuir al futuro energético con bajo impacto ambiental, así mismo el creciente avance tecnológico ha promovido la investigación de métodos de producción, almacenamiento y conversión de energía de forma limpia y descentralizada. Una de las tecnologías que están en constante evolución son las celdas de combustible (CC); éstas son dispositivos electroquímicos que convierten la energía liberada de reacciones químicas directamente en energía eléctrica, de manera similar como lo hacen las baterías o pilas que usamos habitualmente, pero la diferencia principal es que las celdas de combustible mantienen un suministro constante de electricidad siempre que exista aporte de combustible, mientras que las baterías cesan su producción cuando se agotan los reactivos químicos que contienen.1 A grandes rasgos, las CC se conforman por dos electrodos, un ánodo y un cátodo, los cuales están separados por un electrolito (figura 1). Estos dispositivos son alimentados con hidrógeno por el lado anódico y oxígeno por el lado catódico. En el ánodo, el H2 se disocia en protones y electrones. Los protones son transportados a través del electrolito hacia el cátodo mientras que el electrón lo hace a través de un material conductor externo produciendo energía. Al final de su camino ambos, electrón y protón, se reúnen en el cátodo donde ocurre la reacción de reducción del oxígeno para formar agua. Así, este proceso produce agua tanto en fase vapor como líquida, corriente eléctrica y energía térmica la cual puede ser aprovechada en sistemas de cogeneración (figura 1). Entre los beneficios que presentan este tipo de dispositivos frente a otras fuentes de generación de energía se encuentra la alta eficiencia que pueden alcanzar (entre 50% y 85%). Además, su construcción puede realizarse de manera que provean el voltaje, la carga y la potencia deseada dependiendo de la aplicación para la cual fueron diseñadas.2 Finalmente, y a pesar de que admiten Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 Fig. 1. Funcionamiento de una celda de combustible. combustibles variados, con mayor o menor pureza, la emisión de gases contaminantes hacia la atmósfera es muy baja. Las celdas de combustible son en realidad una familia de tecnologías que pueden operar a diferentes temperaturas según sea el fin para el cual estarán destinadas. Por ello se puede hablar de celdas de combustible de alta temperatura, las cuales operan a temperaturas mayores a 200 °C y las de baja temperatura, cuya operación se debe llevar a cabo por debajo de los 100 °C (tabla I).3 Una diferencia derivada de la temperatura de operación es el tipo de electrolito que debe utilizarse en la celda, pues la efectividad del proceso electroquímico dependerá de la capacidad que tenga dicho componente para crear la conductividad necesaria para el transporte de iones. De esta gran gama de dispositivos, las celdas de combustible con membrana de intercambio de protónico (PEMFC) son las que ofrecen mejores perspectivas a futuro para su aplicación dentro del campo de la industria automotriz y la energía portable.4 Hoy en día, el electrolito más utilizado en celdas PEM consta de un polímero perfluorosulfonado conocido comercialmente como Nafion®; sin embargo, para que este material funcione adecuadamente necesita operar en condiciones de elevada humedad lo que limita la temperatura de operación de la celda a 100 °C, lo que trae consigo diversas problemáticas tales como el uso de catalizadores de Pt lo que incrementa el costo de manufactura del dispositivo.5 Además, al trabajar a estas temperaturas es necesario utilizar combustibles con alto grado de pureza a fin de evitar el posible envenenamiento de los electrodos 7 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial... / Rubí A. Hernández Carrillo, et al. Tabla I. Clasificación de las celdas de combustible. Tipo de celda de combustible Electrolito Temp (°C) Polímeros sólidos ácidos 60 a 100 Ánodo H2->2H++2eCátodo 1/2 O2+2H++2e-->H2O Solución acuosa KOH 90 a 250 Ánodo H2 +2(OH)-->2H2O+2eCátodo 1/2 O2+H2O+2e-->2(OH) Metanol directo (DMFC) Polímeros sólidos ácidos 60 a 100 Ácido Fosfórico (PAFC) H3PO4 175 a 200 Ánodo H2->2H++2eCátodo 1/2 O2+2H++2e-->H2O Carbonato Fundido (MCFC) Solución liquida de carbonato de Li y Na 600 a 750 Ánodo H2+CO32-->H2O+CO2+2eCátodo 1/2 O2+CO2+2e-->CO32- Membrana de Intercambio Protónico (PEMFC) Alcalina (AFC) Óxido Sólido (SDFC) Óxidos 1000 refractarios Reacciones electroquimicas Aplicaciones portátiles Global: H2+ 1/2 O2 -> H2O Global: H2+1/2 O2->H2O Ánodo ROH+H2O->CO2+6H++6eCátodo..... 6H++1/2 O2+6e-->3H2O Naves espaciales Aplicaciones portátiles Ventajas *Uso Pt * Sencible a impurezas en el combustible *Fácil a lmacenamiento *Uso de Pt *Baja corriente *Permeabilidad de reactivos por membrana *Reacción catódica rápida Estaciones *Hasta 85% de fijas de media eficiencia capacidad *H2 impuro Global: H2+1/2 O2->H2O Global: H2+1/2 O2 +CO2->H2O+CO2 Ánodo Cátodo H2+O2-->H2O+2e1/2 O2+2e-->O2- con monóxido de carbono; debido a esto, el desarrollo de nuevos materiales capaces de conducir protones a mayor temperatura sin comprometer su estabilidad térmica y mecánica es uno de los grandes retos científicos en este campo de la investigación.6 La familia de los polibenzimidazoles constituye un grupo de materiales atractivos para ser aplicados como electrolitos poliméricos en PEMFC. De dichos compuestos, el ácido fosfórico poli(2,5benzimidazol) dopado (ABPBI) es el que presenta la estructura molecular más sencilla; por tal motivo ofrece una mayor concentración de grupos funcionales que favorecen la conductividad de protones a través de la membrana.7,8 Con la finalidad de hacer investigación de manera sustentable, poco a poco van emergiendo nuevos compuestos “amigables” con el medio ambiente. Un ejemplo de ello son los líquidos iónicos. El principal atractivo de estos materiales es que son sales liquidas en un amplio intervalo de temperaturas, incluyendo la temperatura ambiente, debido a que están formadas por iones asimétricos de gran tamaño.9 Deesventajas *Disminución de volumen *Baja temperatura Global: ROH+1/2 O2->CO2+2H2O Global: H2+1/2 O2 ->H2O 8 Aplicaciones *Muy baja tolerancia al CO2 en los reactivos *Uso de Pt *Baja corriente *Gran peso y tamaño Estaciones fijas a gran escala *Alta eficiencia *Variedad de combustibles *Alta corrosión *Componentes para alta temperatura Estaciones fijas a gran escala *Alta eficiencia * Baja corrosión *Variedad de combustibles *Componentes especiales para alta temperatura La elección adecuada de los iones determinará las propiedades fisicoquímicas del líquido iónico, con lo cual se puede diseñar el compuesto más apropiado para cierta aplicación. Así, estos líquidos iónicos muestran baja presión de vapor, por lo que se les considera disolventes no volátiles. Esta característica es la base del gran interés que suscitan estos compuestos en la “química verde” para reemplazar a los disolventes orgánicos convencionales. Otras de sus características es que presentan alta estabilidad térmica (>450 °C en algunos casos), elevada conductividad iónica (10-2-10-1 S/cm) y una amplia ventana de potencial (2-5 V), lo que los hace atractivos candidatos para aplicarse en diferentes dispositivos electroquímicos.10 Recientemente, la incorporación de líquidos iónicos en membranas poliméricas de PEMFC´s se esboza como una estrategia inteligente para incrementar la conductividad protónica y la resistencia termomecánica del polímero. Por todo lo anterior, nuestro grupo de investigación se planteó el desafío de desarrollar una membrana de intercambio protónico basada en ABPBI Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial... / Rubí A. Hernández Carrillo, et al. impregnado con ácido fosfórico y líquido iónico dihidrógenofosfato de 3-butil-1-etilbenzimidazolio con la finalidad de generar un material con mejores propiedades químicas, térmicas y de conductividad que las mostradas por Nafion®, de manera que puedan operar en celdas de combustible tipo PEM de alta temperatura. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para la obtención de las membranas, primero se realizó la síntesis del líquido iónico y del polímero ABPBI. Posteriormente, la inmersión de las membranas se llevó a cabo en baños de dopaje compuestos por H3PO4 y líquido iónico dihidrógenofosfato de 3-butil-1-etilbenzimidazolio (BuEtBim-H2PO4) en diferentes proporciones (tabla II). Una vez transcurrido el tiempo de inmersión (24 h), las membranas se caracterizaron estructural, térmica y electroquímicamente.11 Con el uso de la técnica de espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourrier o FTIR fue posible analizar los materiales preparados. En los espectros resultantes se observa la interacción entre el H3PO4 y el anillo de imidazol del polímero en la zona comprendida de 4000 a 2000 cm-1. En el rango entre 3000 y 2500 cm-1 se observa la aparición de una banda muy ancha debido a la formación del enlace N+-H, originada por la protonación de la imina en el ABPBI.12 Por otro lado, es posible asignar dos bandas principales debidas a la tensión O-H del ácido fosfórico y al grupo dihidrógeno fosfato del LI. La primera de ellas aparece alrededor de 2700 a 3000 cm-1 y se encuentra solapada con la tensión N+-H. La segunda banda está centrada en 2350 cm-1. Finalmente, las bandas atribuibles al ácido fosfórico libre aparecen alrededor de 1250 y 850 cm-1.13 La presencia de las bandas correspondientes a los grupos Tabla II. Proporción de H3PO4 y BuEtBimH2PO4 en los baños de dopaje. Muestra BuEtBimH2PO4 % H3PO4 mL 2 25 11.20 4 75 3.75 1 3 5 0 50 100 5 7.50 0 BuEtBimH2PO4 mL 0 3.75 7.50 11.25 15 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 Fig. 2. FTIR de las membranas después del dopaje. funcionales de los tres componentes del sistema nos habla de la afinidad que existe entre ellos al combinarse en la membrana (figura 2). La estabilidad térmica de nuestros materiales se probó mediante análisis termogravimétrico. El termograma revela que las membranas pierden humedad desde el principio del análisis hasta cerca de 150 °C; después de esta temperatura, el peso permanece prácticamente constante hasta los 400 °C. Cabe mencionar que la descomposición total del polímero ocurre a los 550 °C y, que en el caso de estas muestras en particular, la estabilidad termal estaba fuertemente ligada con la estabilidad del líquido iónico dihidrógenofosfato de 1-butil-3etilbenzimidazolio (figura 3). Por último, se analizó la conductividad protónica de las membranas para, de esa manera, evaluar el efecto de la adición del H3PO4 y líquido iónico a diferentes temperaturas; dicho análisis se realizó mediante la técnica de espectroscopia de impedancia utilizando un potenciostato con módulo analizador de impedancias Gamry PC4/750 A. Para el montaje de la celda la superficie de las membranas se recubrió con oro, con el fin de asegurar un buen contacto ohmico (mediante un rociador de metales Pelco VII); posteriormente, se presionaron entre dos electrodos de acero inoxidable conectados a las terminales del equipo. Las mediciones se realizaron dentro de un intervalo de frecuencias de 1 a 100,000 Hz 9 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial... / Rubí A. Hernández Carrillo, et al. ventaja de operar a temperaturas >100 °C. Otro dato importante que arroja este análisis es que por debajo de 100 °C predomina un mecanismo de conductividad tipo “salto”; esto es debido a que el trasporte protónico consiste en un ágil reagrupamiento de las uniones químicas en una cadena larga de moléculas de agua, de manera que los protones se trasladen de una molécula a otra, mediante la formación y ruptura de puentes de hidrógeno entre moléculas vecinas.14 La movilidad protónica por medio de este mecanismo es mucho más rápida y se ve favorecida por la presencia de humedad en la membrana. A temperaturas superiores a 100 °C cobra importancia Fig. 3. Análisis termogravimétricos de las membranas preparadas. utilizando una perturbación sinusoidal de 10 mV. Cabe mencionar que este análisis sólo se realizó en las muestras que presentaron mayor resistencia mecánica desde 30 hasta 150 °C. La interpretación de los resultados obtenidos se llevó a cabo mediante el ajuste de los datos experimentales con un modelo de circuitos equivalentes tipo Randless para ello se utilizó el software ZSimWin Vd3.30. Finalmente, la conductividad de las membranas se calculó a partir de la ecuación: Donde σ membrana es la conductividad de la membrana, l es el espesor, A es el área de la membrana y R representa la resistencia del material al paso de la corriente. Este dato se obtuvo a partir de la intersección de la impedancia real (Z´) cuando la imaginaria (Z´´) tiende a cero en el gráfico de Nyquist. Los resultados obtenidos muestran que la conductividad iónica de las membranas ABPBIH3PO4-LI se incrementó después de sumergirlas en los baños de dopaje. La conductividad más elevada se obtuvo por encima de los 100 °C en la muestra de polímero dopada con 50%LI-50%H3PO4, el valor resultante es mayor a 10-4 S/cm. Este resultado se considera aceptable para materiales poliméricos con aplicación como electrolito en CC y además tiene la 10 Fig. 4. Conductividad de las membranas dopadas en función de la temperatura y composición de los baños de dopaje. un mecanismo vehicular de conductividad, ya que la difusión de las cargas se da con mayor facilidad al incrementar la temperatura; por tanto, la movilidad de los protones se ve incrementada.15 (figura 4). CONCLUSIONES La adición de una mezcla de líquido iónico a una membrana de ABPBI mejora significativamente su estabilidad térmica y conductividad iónica, permitiendo obtener materiales estables hasta los 200 °C con conductividad superior a 10-4 S/cm. Aunque los resultados son gratamente prometedores, hay que seguir en la investigación con tal de que posteriormente puedan ser aplicados como electrolitos en celdas de combustible tipo PEM de alta temperatura. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Polímeros de benzimidazol como membranas de intercambio protónico y su uso potencial... / Rubí A. Hernández Carrillo, et al. AGRADECIMIENTOS Los autores expresan su agradecimiento a los proyectos SEP-CONACyT #151587 y SENERCONACyT 150111. Además se reconoce el apoyo de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, México, bajo el programa PAICyT. REFERENCIAS 1. Hirschenhofer J.H., Stauffer D.B., Engleman R.R. y Klett M.G. Fuel Cell Handbook. 4° ed. Ed. Parsons Corporation Reading. 1998. 2. Cano Castillo Ulises. Las celdas de combustible: verdades sobre la generación de electricidad limpia y eficiente vía electroquímica. Boletín IIE. (sep-oct):208-215. 1999. 3. EG&G Services Parsons, Inc. Science Applications International Corporation. Fuel Cell Handbook. U.S. Departament of Energy Office of Fossil Energy National Energy Technology Laboratory. 5° ed. 2000. 4. Grubb Willard Thomas. The encyclopedia of eart. 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La constante dieléctrica permaneció sin cambio dentro del rango de frecuencia estudiada, mientras que el factor de pérdida de la misma disminuyó. Las propiedades dieléctricas incrementaron con el aumento de temperatura. Mediante un diagrama de Argand, se analizó el comportamiento de las propiedades dieléctricas del maíz con respecto a los incrementos de temperatura y el contenido de humedad. El método propuesto podría implementarse para determinar la humedad del maíz dentro de los límites establecidos por la Norma Mexicana. PALABRAS CLAVE Propiedades dieléctricas, maíz, conductividad eléctrica. ABSTRACT Dielectric properties of three varieties of mexican corn ( white, blue and yellow) with different moisture content were determined and analyzed through Ultra- wideband (UWB) frequencies (3-10.6 GHz), using a free-space transmission method. Permittivity and electrical conductivity of corn were shown higher for increased moisture content. The dielectric constant remained unchanged within the range of the studied frequency, while its loss factor decreased. Dielectric properties increased with the rise of temperature. By means of an Argand diagram, the behavior of the corn´s dielectric properties was analyzed in relation to the rising of temperature and its moisture contents. The proposed method could be applied to determine moisture content of corn according to the limits established by Mexican Standards. KEYWORDS Dielectric properties, corn, electrical conductivity. 12 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. INTRODUCCIÓN El maíz (Zea mays L.) es un producto milenario cuyo cultivo se remonta a la época prehispánica y sigue siendo el cultivo de mayor presencia en México. Desde diferentes puntos de vista; alimentario, ganadero, económico y social, es uno de los productos más importantes del país.1 Adicionalmente, México es el país con más diversidad de maíces, concentrando especies nativas (criollas), mejoradas, silvestres (teozintle) y otro conjunto de gramíneas relacionadas que son especies del género Tripsacum, conocidos como maicillos. 2 Diferentes variedades de maíz mexicano han sido caracterizadas en cuanto a su composición química y calorimetría 3, y a su contenido de almidón,4,5 pero no han sido caracterizadas desde su punto de vista dieléctrico. Existen reportes de propiedades dieléctricas de maíces en el extranjero, donde han encontrado su relación con el contenido de humedad y densidad.6,7 Las propiedades dieléctricas determinan el acoplamiento y la distribución de la energía electromagnética durante la exposición de un material a microondas u ondas de radiofrecuencia. Las propiedades dieléctricas se ven afectadas por el contenido de humedad, la temperatura y la frecuencia.8 La permitividad (ε) es un valor complejo que describe las propiedades dieléctricas: ε = ε’ - j ε”, donde ε’ es la constante dieléctrica, que determina la capacidad del material de almacenar energía, y ε” es el factor de pérdida, que indica la capacidad de disipar energía en forma de calor como respuesta al campo eléctrico aplicado. La Norma Mexicana NMX-FF-034/1-SCFI2002 marca que el maíz blanco debe tener 14% de humedad para permitir el manejo, la conservación y el almacenamiento adecuado del grano, así como una densidad mínima de 74 kg/hl (equivalente a 0.74 g/cm 3). 9 La constante dieléctrica puede relacionarse a la humedad y conocer su valor de manera rápida en granos de maíz de acuerdo a su variedad o pigmentación. Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue determinar y analizar las propiedades dieléctricas de tres variedades de maíz mexicano en el rango de banda ultra ancha (UWB) que comprende de 3 a 10.5 GHz 10. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 MATERIALES Y MÉTODOS EXPERIMENTALES Variedades de maíz Se utilizó maíz mexicano (Zea mays L.), en sus variedades: chato blanco, criollo azul y criollo amarillo adquiridos en Tonanzintla, Puebla (figura 1). Una parte de la muestra fue rociada con agua purificada para incrementar su contenido de humedad, manteniéndola en frascos cerrados durante 18 horas a temperatura ambiente. Las muestras humedecidas artificialmente simulan condiciones de mal almacenamiento o malas condiciones de secado de la muestra, las cuales estarían fuera de norma. Fig. 1. Muestras de maíz mexicano estudiadas: maíz chato blanco (izquierda), maíz criollo azul (centro) y maíz criollo amarillo. Determinación del contenido de humedad y de densidad del maíz La humedad se determinó por duplicado en estufa a 100 °C durante 24 h.11 La densidad del maíz (ρ) fue calculada por la relación ρ =m/V, donde m es la masa (g) y V el volumen ocupado por un lote de maíz (cm3), se considera la densidad aparente. Para ello, se colocaron granos de maíz en una probeta de 500 mL (V=500 mL=500 cm3) y se tomó el peso de los granos contenidos (g),12 la determinación se hizo por triplicado para cada maíz y para cada contenido de humedad. Medición de las propiedades dieléctricas de maíz La permitividad fue obtenida experimentalmente usando el método de transmisión en espacio libre. Este método consiste en obtener la función de transferencia de inserción mediante dos mediciones, las cuales se realizan en el dominio de la frecuencia en la banda ultra ancha (3.1 – 10.6 GHz) usando un analizador vectorial de redes (LeCroy, Estados 13 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. Unidos). Estas mediciones se efectuaron de la siguiente manera: primero se coloca un contenedor de baja permitividad (cartón), de 25 cm x 11cm x 5 cm, en medio de dos antenas de apertura tipo Vivaldi13 que operan en el rango de banda ultra ancha; una antena funciona como transmisor y la otra como receptor; la distancia de separación entre las antenas es de 20 cm (figura 2). Posteriormente se mide el coeficiente de transmisión con el contenedor vacío y finalmente se mide el coeficiente de transmisión con el contenedor lleno de la muestra de maíz (entre 1.1 y 1.3 Kg). Fig. 2. Esquema experimental para el método de transmisión en espacio libre. Las mediciones se llevaron a cabo en una cámara anecoica, la cual provee un ambiente de baja reflexión para una correcta medición. La función de transferencia de inserción se obtiene a través de la siguiente ecuación.14 (1) donde S21 es el coeficiente de reflexión medido con el contenedor lleno de maíz, es el coeficiente de reflexión medido con el contenedor vacío, f es la frecuencia (Hz). Una vez obtenida la función de transferencia de inserción, la permitividad (ε’) y el factor de pérdida (ε”) son obtenidas para materiales de baja perdida (ε”<< ε’) usando las siguientes ecuaciones.15 (2) (3) donde ∆ϕ es la fase de la función de inserción de transferencia H(f) (grados), ∆A es la atenuación en 14 transmisión debida a la presencia de la muestra (dB), λ0 es la longitud de onda en el espacio libre (m) y d es el espesor de la muestra (m) La constante dieléctrica (ε’) y el factor de pérdida (ε’’), de las tres variedades de maíz que se usaron en este trabajo, fueron obtenidas para un rango de frecuencia de 4.5 a 11 GHz, para las siguientes temperaturas: 24, 36 y 52 °C. Para realizar la medición a diferentes temperaturas, la caja con la muestra fue introducida en un horno de microondas (1650 W, LG, México) por algunos segundos, dependiendo de la temperatura objetivo. Después del calentamiento, la muestra fue homogeneizada y la temperatura verificada con un termopar. Se tomaron 5 réplicas para cada medición. La determinación de las propiedades dieléctricas a altas temperaturas es importante para conocer el comportamiento cuando se desee calentar las muestras con otros fines, como eliminación de plagas o mohos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Contenido de humedad y densidad de las muestras de maíz Para cada tipo de maíz con su correspondiente contenido de humedad, se obtuvo el valor de la densidad. La densidad del maíz disminuyó con el contenido de humedad, según se muestra en la Tabla 1. La densidad aparente del maíz blanco fue mayor que la del maíz azul y el amarillo, debido a que el grano blanco es de menor tamaño. Los resultados de 0.679-0.795 g/cm3 para humedades entre 8 y 17% coinciden con lo reportado para maíz amarillo de Illinois, con valores de 0.72 a 0.79 g/cm3 con contenido de humedad entre 10.2 y 17.5%.6 Los granos de maíz sin humedecer cumplieron con la Tabla I. Contenido de humedad y densidad de las tres variedades de maíz estudiadas. Las muestras marcadas (*) fueron humedecidas. Variedad Blanco Azul Amarillo Humedad (%b.h.) Densidad (g/cm3) 14.5 ±0.03 * 0.740 ±0.001 8.0 ± 0.07 0.795 ±0.003 9.3 ±0.14 0.716 ±0.004 7.70 ±0.15 0.764 ±0.004 17.0 ±0.05 * 15.5 ±0.11 * 0.679 ±0.001 0.745 ±0.003 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. Norma Mexicana, 9 ya que tuvieron contenidos de humedad menores al 14% (blanco 8%, azul 9.3% y amarillo 7.7%). También cumplen con la humedad recomendada por el Codex Alimentarius, en donde se indica una humedad máxima del 15.5%.16 Efecto de la frecuencia, temperatura y porcentaje de humedad La constante dieléctrica y el factor de pérdida, se obtuvieron mediante las ecuaciones (2) y (3) respectivamente. La figura 3 muestra el efecto de la frecuencia sobre ε’ para las temperaturas de 24, 34 y 56 °C, con sus correspondientes contenidos de humedad para cada una de las variedades de maíz. La constante dieléctrica permaneció prácticamente sin cambio, para las tres variedades, en el rango de frecuencia estudiado (figura 3). Se puede observar que la permitividad para el maíz amarillo a la temperatura de 24 °C (figura 3c) es mayor que la determinada para las otras variedades (figuras 3a y b), lo que indica que el tipo de maíz sí tiene efecto sobre la permitividad. Por otro lado, ε’’ (figura 4) permanece casi constante en el rango de frecuencia de 5 a 9 GHz a la temperatura de 24 °C, pero decrece para todo el rango de frecuencia estudiado para las temperaturas de 34 y 56 °C. Por otro lado, ε’’ (figura 4) permanece casi constante en el rango de frecuencia de 5 a 9 GHz a las temperaturas de 24 y 36 °C, pero decrece para todo el rango de frecuencia estudiado para la temperatura de 56 °C. Tanto los valores de ε’ y ε’’ se incrementan a mayores temperaturas, esto coincide con lo reportado para las propiedades dieléctricas del maíz amarillo.6 ,7 El comportamiento de la constante dieléctrica permitiría establecer un criterio para determinar si una muestra de maíz bajo inspección se encuentra dentro de los niveles de porcentaje de humedad que establece la Norma Mexicana. El efecto de la temperatura sobre ε’ y ε’’ es presentado en las figuras 5 y 6. Para el caso de la pemitividad (figura 5) se observa un comportamiento creciente con respecto al incremento de la temperatura para los dos contenidos de humedad de las tres variedades de maíz. Mientras que para el factor de pérdida Figura. 3. Constante dieléctrica (ε’) de maíz (a) blanco con 8% de humedad, (b) azul con 9.3% de humedad y (c) amarillo con 7.7% de humedad, a diferentes temperaturas con respecto a la frecuencia. Figura. 4. Factor de pérdida (ε”) de maíz (a) blanco con 8% de humedad, (b) azul con 9.3% de humedad y (c) amarillo con 7.7% de humedad, a diferentes temperaturas. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 15 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. Fig. 5. Constante dieléctrica (ε’) de maíz (a) blanco, (b) azul y (c) amarillo, a 5GHz con respecto al incremento de la temperatura. Figura. 6. Factor de pérdida (ε’’) de maíz (a) blanco, (b) azul y (c) amarillo, a 5 GHz con respecto al incremento de la temperatura. (figura 6) también se presenta un crecimiento con respecto a la temperatura, para contenidos de humedad altos ε’’ permanece constante principalmente en las temperaturas de 36 y 52 °C. El incremento de ε’ y ε’’ está relacionado a la cantidad de agua asociada a los granos y en general a materiales sólidos.17 Al aumentar la temperatura, se asume que los dipolos de las moléculas de agua tienen mayor libertad para girar y por lo tanto tiende a alinearse con el campo eléctrico. En este caso, la agitación térmica incrementa la contribución de las moléculas de agua en la polarización total del material. Este efecto en las moléculas de agua asociada al material produce el incremento en la permitividad y el factor de pérdida.18 Las rectas presentan una pendiente positiva; para el caso de ε’, la pendiente de esta recta se incrementa para altos contenidos de humedad, mientras que para el factor de pérdida, la pendiente disminuye. La tabla II muestra los valores de conductividad eléctrica para los tipos de maíz estudiados. Los valores oscilan entre 0.20 y 0.34 para los maíces a temperatura ambiente a 5 GHz, la conductividad incrementó 16 con la frecuencia, estando en el rango de 0.33 a 0.45 para la frecuencia de 10 GHz. La conductividad también incrementó con el aumento de temperatura en la muestra y con el aumento en el contenido de humedad. La conductividad eléctrica del maíz es muy baja debido a su bajo contenido de humedad, y coincide con los valores reportados para otros granos y semillas, como chícharo, lenteja, soya 19 y frijol de diferentes variedades. 20 Una forma muy útil de analizar los efectos producidos por el incremento en temperatura, porcentaje de humedad y densidad sobre propiedades dieléctricas del maíz, es usando la representación de la permitividad en un plano complejo. Esta representación es conocida también como diagrama Argand. En la figura 7 se puede observar el diagrama generado para el estudio de las propiedades dieléctricas del maíz, considerando las muestras de las tres variedades con diferentes temperaturas y porcentajes de humedad. Para este diagrama, tanto la constante dieléctrica como el factor de pérdida fueron divididos entre la densidad de las muestras, con el fin de integrar la contribución del aire en la muestra a granel. El diagrama fue Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. Tabla II. Conductividad eléctrica (S/m) de maíz blanco, azul y amarillo a diferentes temperaturas y humedades para algunas frecuencias. Las muestras marcadas (*) fueron humedecidas. 5 GHz 10 GHz Temperatura 24 °C 8% Maíz Blanco 0.20 9.30% 17% * 7.70% 15.50% * 0.22 0.33 0.23 0.34 0.29 0.23 0.32 24 °C 0.34 0.45 52 °C 0.35 0.50 36 °C Maíz Amarillo 14.50% * 36 °C 52 °C Maíz Azul 0.28 0.34 0.34 0.48 0.20 0.24 0.30 0.35 0.34 0.39 0.35 0.42 0.34 0.47 0.21 0.29 0.34 0.36 0.33 0.42 0.38 0.45 0.34 0.44 sensible, por lo que se puede establecer que la constante dieléctrica sea el primer indicador sobre contenidos de humedad en las muestras de maíz. La constante dieléctrica en las tres variedades de maíz estudiadas debe ser menor a 3.0 a temperatura ambiente (24°C) para garantizar que el grano cumpla con el contenido de humedad establecido por la Norma Mexicana 034 (14% de humedad para maíz blanco), o menor de 3.5 para cumplir con lo indicado por el Codex Alimentarius (15.5% máximo para cualquier tipo de maíz). Fig. 7. Diagrama de Argand para las tres variedades de maíz a las frecuencias de 5 GHz y 10 GHz. ( -maíz blanco - maíz negro y - maíz amarillo) generado para dos frecuencias: 5 GHz y 10 GHz. Para ambos casos, se observa un comportamiento lineal y creciente con el incremento de temperatura y del contenido de humedad. En este diagrama, se observa nuevamente que el parámetro más sensible a los cambios de temperatura y humedad es la constante dieléctrica para ambas frecuencias. Se observa también que la pendiente de la recta disminuyó cuando se incrementó la frecuencia, debido a que el factor de pérdida en frecuencias altas, no sufre cambios significativos con el incremento de la temperatura y el porcentaje de humedad. Este comportamiento coincide con lo reportado para las propiedades dieléctricas de harinas de garbanzo, chícharo, soya y lenteja a frecuencias de 918 a 1800 MHz.19 Con los resultados encontrados, se ha determinado que la constante dieléctrica es el parámetro más Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 CONCLUSIONES El método de transmisión en el espacio libre es una excelente técnica para obtener las propiedades dieléctricas del maíz mexicano (blanco, azul y amarillo); el método es sensible a los incrementos de temperatura y porcentajes de humedad. Las propiedades dieléctricas del maíz también dependen de la frecuencia. Mediante el diagrama de Argand se concluye que para las tres variedades de maíz se tiene una tendencia similar en sus propiedades dieléctricas. Finalmente, en este trabajo se propone como aplicación potencial determinar si el maíz tiene la humedad establecida por la Norma Mexicana a través del valor de la constante dieléctrica en el rango de banda ultra ancha, con recomendación en el uso a 5 GHz y a 24 °C. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al CONACYT por la beca para estudios de Doctorado de R. Torrealba Meléndez, así como el apoyo a través de los proyectos 168990 y 180061. 17 �Propiedades dieléctricas de maíz mexicano / Richard Torrealba Meléndez, et al. REFERENCIAS 1. SIAP. 2008. Servicio de Información Agropecuaria y Pesquera. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA). Disponible en: http://www.siap. gob.mx/ 2. Biodiversidad Mexicana. 2012. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. Maíces. Disponible en: http:// www.biodiversidad.gob.mx/usos/maices/maiz. html 3. 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Se presenta en este trabajo un análisis experimental sobre la cuantificación del amortiguamiento por fricción seca en tales tipos de aislantes, estimando el amortiguamiento por medio de dos métodos, con el fin de entender el mecanismo de disipación de energía y emplear dicha información para mejorar el diseño de los aislantes vibratorios. PALABRAS CLAVE Amortiguamiento, histéresis, modelo Bouc-Wen, resortes de cable. ABSTRACT Mechanical vibrations normally produces adverse effects in structures, machinery and people; one of the most used methods of vibration control is vibration isolation. Amongst the different configurations of isolators, wire rope springs, also known as cable isolators are used for their high capacities of energy storage and dissipation, which is based on dry friction. As a result, they are used in extreme applications such aeronautical, military naval, and others involving high vibration and shock levels. An experimental analysis of the quantification of damping by dry friction is presented in this paper, estimating the damping by two methods, namely a low frequency sinusoidal input to obtain the hysteresis loops, then a broadband frequency excitation in order to estimate the modal damping. This will provide more insight in understanding the mechanism of energy dissipation and use this information to improve the design of vibration isolators. KEYWORDS Damping, hysteresis, Bouc-Wen model, spring cables. INTRODUCCIÓN Las vibraciones mecánicas son por lo general indeseables, ya que pueden causar fallas mecánicas, ruido excesivo, y problemas en personas, entre otros efectos. Para reducir estos efectos, el aislamiento vibratorio es el método más común y consiste en colocar un arreglo elástico y amortiguante para almacenar la energía vibratoria y disiparla. Existen diferentes tipos de aislantes como los 20 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. resortes metálicos, neopreno, resortes neumáticos, etc. Cuando se trata con vibraciones de corta duración y altas amplitudes denominados impactos, se requiere de aislantes capaces de almacenar y disipar grandes cantidades de energía, como lo son, por ejemplo, los amortiguadores de fricción seca. Existe un tipo especial de aislantes vibratorios de alto rendimiento capaces de almacenar y disipar grandes cantidades de energía por medio del principio de fricción seca, conocidos como resortes de cable. Se utilizan en ambientes de vibración extrema con aplicaciones militares, navales aeronáuticas, y aeroespaciales. Consisten en una serie de hebras de acero enrolladas alrededor de un núcleo metálico, dispuestas en una configuración helicoidal o en una configuración de tipo hoja. Sus propiedades están definidas por el diámetro, número y longitud de las hebras que componen al cable, así como la dirección en que se enrolla. Esta última característica es opuesta a la dirección en la que se teje el cable, lo cual provoca que al comprimir o tensionar el resorte exista un rozamiento entre las hebras causando amortiguamiento por fricción seca. Aunque en el plano práctico se cuenta con mucha información sobre el diseño y la manufactura de estos aislantes, el estudio del mecanismo de disipación de energía y su cuantificación no están propiamente caracterizados y esto dificulta la selección y optimización de los sistemas de aislamiento, particularmente en aplicaciones de vibración por impactos. Hasta este punto y al conocimiento de los autores, existen pocos trabajos dedicados al estudio del amortiguamiento de aislantes de fricción seca, como los resortes de cable, con aplicación al aislamiento de impacto. Este trabajo pretende esclarecer una pequeña porción del amplio campo de trabajo que aún existe dedicado a la cuantificación del amortiguamiento, en especial el amortiguamiento no lineal, sus efectos ante el problema de aislamiento de impacto y a la mejora de procedimientos de diseño de sistemas de aislamiento pasivo. ANTECEDENTES Una de las primeras aplicaciones de fricción seca en el aislamiento de impactos fue realizada por Mercer1 quien diseñó un aislante óptimo en base al principio de fricción ajustable, obteniendo Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 mejores resultados que en estudios previos donde se estudiaban polímeros, como fue el caso de los trabajos de Snowdon.2-5 Sin embargo, el análisis de aislamiento de vibraciones utilizando resortes de cable se remonta a unos años atrás, desde que Molyneux6 estudiaba el comportamiento de diferentes arreglos de resortes de baja rigidez con rangos de desplazamiento limitado, para el aislamiento de vibraciones mecánicas en aplicaciones aeronáuticas. Eshelman 7, 8 estudió la respuesta de diferentes configuraciones de aislantes de impacto como resortes helicoidales, líquidos, neumáticos, de anillo y amortiguadores de fricción demostrando sus altas capacidades en cuanto a disipación de energía. Cutchins y otros10 publicaron estudios sobre rigidez y amortiguamiento no lineal, de donde se derivó un modelo analítico para la descripción del lazo de histéresis comúnmente observado en sistemas de rigidez no lineal. Este estudio se enfoca en los resortes de cable y los autores notaron que las hebras del resorte de cable tendían a separarse al comprimirse, mientras que al tensionarse existe un mayor número de puntos de contacto y la resistencia al movimiento relativo se incrementa, provocando que la función fuerza-desplazamiento actúe de forma diferente en tensión que en compresión. Posteriormente Cutchins y otros 11 continuaron sus investigaciones donde buscaban desarrollar un modelo analítico semi-empírico, que pudiera describir en su totalidad el comportamiento de aislantes de impacto conformados por resortes helicoidales de cable bajo cargas axiales. A finales de 1993, Demetriades y otros12 también investigaron la respuesta de resortes de cable, pero esta vez bajo movimientos sísmicos donde derivaron un modelo analítico que se calibró mediante resultados experimentales. Para 2000 Popp y otros 13 realizaron una investigación teórica, citando estudios relevantes a la naturaleza discontinua de ambos fenómenos: impacto y fricción, resaltando con ejemplos cotidianos donde se observan y considerando la importancia de su estudio. En años más recientes, Leenen14 y posteriormente Schwanen15 presentaron la caracterización de resortes de fricción seca con el uso de un modelo modificado de Bouc-Wen, utilizado ampliamente para la descripción de sistemas histeréticos, considerado 21 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. también como un modelo matemático semi-físico. Otras aplicaciones de los resortes de cable se encuentran en la ingeniería civil, Georges y Vickery16-18 diseñaron y probaron experimentalmente un amortiguador de masa sintonizado utilizando resortes de cable, con un enfoque similar al de Wang y otros19 y realizaron pruebas sobre cientos de resortes de cable de acero dispuestos en una configuración paralela, para así crear un dispositivo contra colisiones entre barcos y puentes. Hogea y otros,20 así como Foss21 realizaron pruebas experimentales, en dirección axial, con resortes de cable para obtener datos sobre su rigidez dinámica y su amortiguamiento bajo cargas armónicas. Más recientemente, Ikmal 22 presentó un sistema de aislamiento de impacto de control activo, incorporando un modelo matemático con amortiguamiento de Coulomb, demostrando teórica y experimentalmente que si la fricción reduce notoriamente el desplazamiento máximo, se observa una transición brusca del cambio instantáneo de la aceleración cada vez que la fuerza de fricción cambia de dirección. Fundamentos teóricos En 1699 Guillaume Amontons realizó una serie de observaciones sobre el fenómeno de fricción, pero es hasta 1780 que Coulomb en su “Théorie des machines simples” deja asentados los fundamentos del modelo clásico de fricción, también llamado modelo de Coulomb,23 el cual puede verse resumido como: • La fuerza de fricción es independiente del área de contacto. • La fuerza de fricción es proporcional a la fuerza normal que se ejerce sobre la superficie. • La fuerza de fricción estática máxima depende de la duración del contacto. • La proporcionalidad existente entre la fuerza normal y la fuerza de fricción se denomina coeficiente de fricción μ y es constante para el caso del contacto metal-metal. • Cuando el área de contacto es significativamente grande y la fuerza normal es pequeña, la fuerza de fricción tiende a incrementarse con respecto a la velocidad. Para el caso contrario, es decir 22 donde el área de contacto es pequeña y la fuerza normal es grande la fuerza de fricción tiende a disminuir con respecto a la velocidad. • Existe un segundo término independiente de la fuerza normal y proporcional al área superficial, que resulta despreciable para la mayoría de los casos. De acuerdo a los puntos anteriores, la fuerza de fricción se describe matemáticamente de acuerdo a la ecuación 1: (1) Siendo Fn la fuerza normal a la superficie de contacto y μ el coeficiente de fricción. Cuando el sistema es dinámico la fuerza de fricción resulta independiente de la magnitud de la velocidad, aunque su signo determina la dirección de la fuerza de fricción.24-26 De acuerdo al diagrama de cuerpo libre, esquematizado en la figura 1, la ecuación de movimiento para un modelo dinámico de parámetros concentrados de un grado de libertad con amortiguador de Coulomb que se desplaza por la base es: Donde la función signo se define como: (2) (3) Y z representa el desplazamiento relativo: (4) Y u hace referencia al desplazamiento de la base. La función signo, como se describe en la ecuación (3), es una función discontinua que no tiene un valor definido para ż=0, por lo que la fuerza de fricción es indefinida cuando la velocidad tiende a cero. Para Fig. 1. Sistema de parámetros concentrados de un grado de libertad con amortiguador de Coulomb que se desplaza por la base. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. minimizar problemas numéricos derivados de dicho fenómeno, se utilizan aproximaciones del modelo de Coulomb.22 puede encontrarse un cierto número de modelos matemáticos, como la ecuación (8) que permiten simular dicho efecto.27 Modelo Stick-Slip Considerando la figura 1, el sistema esta inicialmente en reposo. Al aplicar una fuerza sobre la masa, la fuerza de fricción se opone al movimiento inminente. La dinámica puede comenzar únicamente si y solo si la fuerza aplicada es mayor que la fuerza de fricción, esto es: Donde g(zst) puede ser cualquier función que describe el efecto de Stribeck, las ecuaciones mostradas en la tabla I representan solo algunas de las funciones disponibles en la literatura (el subíndice st representa la velocidad de Stribeck). (5) Una vez que el movimiento comienza la fuerza de fricción Ff disminuye en magnitud aparentemente, y se dice que μ se traslada de su valor estático μs a su valor dinámico μk, siendo el segundo siempre menor al primero. (6) (7) Cuando la fuerza que se aplica es cíclica se encuentran intervalos de tiempo para los cuales la excitación F(t) es menor a la fuerza de fricción Ff, donde el sistema se detiene momentáneamente y el coeficiente de fricción aumenta de su valor dinámico a su valor estático. Para que el sistema pueda retomar su curso, la excitación F(t) debe superar nuevamente el valor de la fuerza de fricción Ff. Si la fuerza que se aplica es un impulso o se trata de una oscilación libre, también existen intervalos de tiempo donde las fuerzas debidas a la rigidez dinámica (kz) y la inercia ( ) se vuelven menores a Ff, provocando que el sistema se detenga momentáneamente. El sistema solo retoma su estado de movimiento si las fuerzas restauradoras tienen suficiente cantidad de movimiento para superar a la fuerza de fricción Ff, la cual ha aumentado instantáneamente de su valor dinámico a su valor estático. La inclusión de la variación del coeficiente de fricción seca en la ecuación dinámica (2) es lo que se conoce como modelo Stick-Slip.27-29 Cuando esta variación del coeficiente de fricción tiene lugar en superficies lubricadas, el fenómeno se conoce como efecto de Stribeck. En la literatura Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 (8) Tabla I. Funciones representativas para la descripción del efecto Stribeck. Función Exponencial (Tustin 1947) Expresión matemática Exponencial Generalizada (Bo & Pavelescu 1982) Laurentziano (Hess & Soom 1990) Gausiano (Armstrong & Hálouvry 1991) DESARROLLO EXPERIMENTAL El desarrollo experimental de este trabajo se desarrolló en el Laboratorio de Dinámica Estructural del Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica de la FIME. Las características del equipo utilizado para las diferentes configuraciones de montaje experimental se enlistan a continuación: • Excitador electrodinámico LDS; modelo: V408 10/32 HNF-CE. • Acelerómetro KISTLER; sensibilidad 10.77 mV/g; tipo: 8778A500M14. • Acelerómetro KISTLER; sensibilidad 10.47 mV/g; tipo: 8778A500M14. 23 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. • Cabeza de Impedancia PCB Piezontronics; sensibilidad 101.2 mV/g; tipo 288D01. • Amplificador LDS PA100E. • Tarjeta de adquisición de datos DATA PHYSICS QUATTRO. • Estación de Trabajo HP. • Software SignalCalc, ME’scope y MatLab. Las pruebas fueron realizadas en 5 resortes de cable con diferentes configuraciones, como se enlistan a continuación y se aprecia en la figura 2. a) Resorte de hoja Enidine CR4-400. b) Resorte Advanced Antivibration Components V10Z69-0937290. c) Resorte de hoja Enidine CR1-400. d) Resorte Helicoidal Advanced Antivibration Components WR280010D. e) Resorte Helicoidal Advanced Antivibration Components V10Z0-0625150. Se estudió la variación del amortiguamiento usando dos métodos distintos. El primer método implica la excitación de los resortes con una fuerza armónica sinusoide a baja frecuencia para encontrar la relación fuerza deformación en el proceso de tensión-compresión, es decir, medir los lazos de histéresis y estimar el amortiguamiento en función del área de los lazos a diferentes amplitudes. Para el primer método, las familias de lazos Fig. 2. Muestras de los resortes utilizados en la experimentación. 24 de histéresis se encontraron en base al montaje experimental presentado en la figura 3. En este caso, un extremo del resorte se fijó a una superficie inmóvil mientras que se aplicó la excitación al otro extremo mediante el actuador electrodinámico. Los resortes fueron comprimidos una cierta distancia inicial, mientras que se variaba el voltaje (Vrms) de la señal de excitación generada por el actuador a una frecuencia de 5Hz para los resortes V10269-0937290, CR1-400, CR4-400 y de 10Hz para los resortes WR280010D y V10Z0-0625150, ambas frecuencias fueron seleccionadas por ser suficientemente bajas para minimizar los efectos inerciales derivados del excitador electrodinámico. Fig. 3. Esquema del set y flujo de información para la obtención de la familia de lazos de histéresis. Se utilizó un transductor de impedancia mecánica 288D01 PCB PiezoTronics, para registrar los valores de fuerza y aceleración que experimentan las muestras al ser excitadas. Posteriormente, la señal de aceleración debió ser doblemente integrada numéricamente para extraer la información de la señal en forma de desplazamiento, con el objetivo de observar los lazos de histéresis. Los componentes de corriente directa (DC), relacionados con la constante de integración, en las señales de aceleración almacenadas causan generalmente distorsiones al integrar la señal. Para eliminar dicho efecto se utilizó un filtro de pasa alta y se realizó el proceso de integración en el software ME’Scope.16 El segundo método considera excitación por la base con una señal de banda ancha para medir la respuesta en frecuencia y estimar el amortiguamiento realizando un ajuste de curva en la zona de resonancia de la Función de Respuesta en Frecuencia (FRF). En Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. este caso, se sometió a una señal de aceleración aleatoria de banda ancha, mejor conocida como ruido blanco, variando la amplitud en un rango desde 0.5 hasta 4Vrms con incrementos de 0.5V generados en la salida del analizador con una carga estática constante. Posteriormente se incrementó el valor de la carga estática y se repitió el ciclo de variación de amplitud hasta alcanzar una carga máxima, determinada por la rigidez del resorte en cuestión que se presentan en la tabla II. La figura 4 muestra el esquema experimental usado en las mediciones. Tabla II. Magnitudes de la carga estática utilizadas para cada muestra a lo largo de las pruebas experimentales. Muestra V10269-0937290 Carga estática (kg) 0.766 0.435 0.345 0.69 CR4-400 0.369 0.345 0.1 CR1-400 WR280010D V10Z0-0625150 0.062 0.03 0.5857 0.3439 0.5857 0.3439 SignalCalc para obtener la función de respuesta en frecuencia (FRF) de cada prueba. En base a las FRF capturadas se determinó el amortiguamiento fraccional ζ, la frecuencia natural ωn y el factor de pérdida η de cada prueba mediante un algoritmo de ajuste de curva del diagrama de Nyquist. RESULTADOS La familia de lazos de histéresis de cada muestra puede apreciarse en las figuras 5-9. Cada curva representa el comportamiento del resorte al transcurrir un ciclo, com se muestra en la figura 5, el ciclo comienza en el extremo izquierdo del lazo, en este punto el resorte se encuentra comprimido una distancia 3.2 mm, al comenzar a descomprimirse el resorte comienza a suavizarse, es decir, la fuerza de reacción que ejercía comienza a disminuir hasta volverse nulo (punto (-2, 0)). Superando dicho punto, el resorte comienza a experimentar una fuerza de tensión y la fuerza de reacción comienza a incrementarse hasta llegar a su valor máximo dictado por el desplazamiento máximo que sufre, 2.9 mm; se observa que al tensionarse, existe un número mayor de puntos de contacto entre las hebras por lo que tiende a volverse más rígido. El movimiento se reanuda y el resorte comienza a liberar la tensión, y así mismo para el caso de la compresión, la fuerza de reacción comienza a decrecer hasta volverse nula para posteriormente comprimir el resorte, el cual, tiende a endurecerse hasta alcanzar su valor máximo, completando así el ciclo. El área que se enmarca entre los lazos es una medida de la cantidad de energía que se disipa durante el ciclo tensión-compresión. Fig. 4. Montaje experimental para la obtención de la FRF a partir de una excitación de ruido blanco. Se colocaron dos acelerómetros, uno en la base del resorte que colindaba con el excitador electrodinámico y otro en la placa superior del resorte, donde se registraron las historias en tiempo. Posteriormente la información fue procesada utilizando el software Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 Fig. 5. Familia de lazos de histéresis de la muestra V10269-0937290. 3Vrms; 2.5Vrms; 2Vrms; 1.5Vrms; 1Vrms. 25 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. Los resultados obtenidos se muestran en las figuras 10-14 presentan al amortiguamiento fraccional como una función del voltaje Vrms de la señal que alimentaba al excitador electrodinámico, obtenido por el método de respuesta en frecuencia. Fig. 6. Familia de lazos de histéresis de la muestra CR1400. 3Vrms; 2.5Vrms; 2Vrms; 1.5Vrms; 1Vrms. Fig. 10. Variación del amortiguamiento fraccional en función del voltaje Vrms de la señal de excitación de la muestra V10269-0937290. Carga estática 0.766kg; 0.435kg; 0.345kg; 0kg. Fig. 7. Familia de lazos de histéresis de la muestra CR4400. 3Vrms; 2.5Vrms; 2Vrms; 1.5Vrms; 1Vrms. Fig. 8. Familia de lazos de histéresis de la muestra V10Z700625150. 3Vrms; 2.5Vrms; 2Vrms; 1.5Vrms. Fig. 9. Familia de lazos de histéresis de la muestra WR280010D. 3Vrms; 2.5Vrms; 2Vrms; 1.5Vrms; 1Vrms. 26 Fig. 11. Variación del amortiguamiento fraccional en función del voltaje Vrms de la señal de excitación de la muestra CR1-400. Carga estática 0.62kg; 0.03kg; 0kg. Fig. 12. Variación del amortiguamiento fraccional en función del voltaje rms de la señal de excitación de la muestra CR4-400. Carga estática 0.69kg; 0.369kg; 0.345kg; 0.1kg; 0kg. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. Fig. 13. Variación del amortiguamiento fraccional en función del voltaje rms de la señal de excitación de la muestra V10Z0-0625150. Carga estática 0.6857kg; 0.3439kg; 0kg. Fig. 14. Variación del amortiguamiento fraccional en función del voltaje rms de la señal de excitación de la muestra WR280010D. Carga estática 0.5857kg; 0.3439kg; 0kg. DISCUSIÓN Los resultados del cálculo de amortiguamiento en base a los lazos de histéresis se muestran en la figura 15. Como se puede apreciar en las figuras 5-9, el área del lazo de histéresis depende de tres factores: el desplazamiento máximo, la fuerza de reacción máxima y la no linealidad de la curva. La relación que guarda el área del lazo de histéresis con la variación de dichos parámetros está dictada principalmente por la no linealidad de la curva. Para calcular la energía que se disipa, se calcula un factor de pérdida basado en la relación del área del lazo y el área máxima que el lazo podría tener, esto es: (9) Donde πFmax Dmax son el área de una elipse, el área máxima que se puede obtener. Retomando el ejemplo anterior, la figura 5, al incrementar el desplazamiento máximo y la fuerza de reacción máxima, tanto el Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 Fig. 15. Curva de amortiguamiento fraccional en función del voltaje Vrms de la señal de excitación de las diferentes muestras: CR4-400; V10269-0937290; CR1-400; V10Z700625150; WR280010D. área del lazo de histéresis, como el área que denota la cantidad máxima de energía que el sistema puede disipar tienden a incrementarse. Aunque ambas áreas tienden a aumentar, al incrementar la potencia de la señal que les excita, la proporción con la que aumenta su área no es la misma. Para el caso de la figura 6 el área del lazo de histéresis se desarrolla en una relación mucho menor al incremento del área máxima, y el amortiguamiento tiende a decrecer conforme los factores se aumentan. Mientras que las figuras 5, 7 y 8 muestran un comportamiento inverso, el área del lazo tiende a crecer en una proporción mayor al del área máxima, lo que produce que el amortiguamiento se eleve al incrementar dichos factores. Al comparar estos datos se denota que los resortes CR4-400 y WR280010D entran en discrepancias. Sin embargo, hay que recordar que para la obtención de los lazos de histéresis los amortiguadores fueron comprimidos una cierta distancia x, lo cual produce una condición de precarga, es decir, el resorte ejerce una fuerza de reacción diferente de cero. Se cree que si dicha fuerza es mayor a la fuerza de saturación al incrementar el voltaje de la señal de excitación el amortiguamiento decrece. Lo que se observa es, en realidad, la mitad de una curva simétrica. La saturación o el punto máximo de energía que el sistema disipa, está en relación directa con la no linealidad de las curvas y la proporción en la que incrementa una con respecto a la otra. De forma física lo que se observa es que existe un punto en el cual, al estirar o comprimir más el resorte, el rozamiento interno de las hebras disminuye. 27 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. Para el caso de los resultados de amortiguamiento en base a la medición de la respuesta en frecuencia, presentados en las figuras 10 a la 14, se observa claramente que el factor común entre las curvas es el incremento del amortiguamiento fraccional al elevar la amplitud del voltaje Vrms de la señal de excitación. Únicamente en el caso del resorte V10269-0937290 (figura 10) se aprecia que después de alcanzar un valor máximo, el amortiguamiento decrece de manera brusca al continuar incrementando el voltaje de la señal de excitación. Al incrementar el voltaje de la señal de excitación, la amplitud de la aceleración que emite el excitador electrodinámico aumenta, de forma que, una mayor cantidad de energía es transmitida hacia el amortiguador, el cual es capaz de disipar una cierta cantidad máxima de energía, tal y como ocurre en el caso del amortiguamiento viscoso. Retomando el concepto de amortiguamiento fraccional, se sabe que su valor está relacionado con una cantidad crítica o máxima: (10) De igual forma el amortiguamiento de Coulomb tiene un valor máximo de energía que puede disipar, dada por la carga estática máxima que el resorte soporta: (11) La fuerza máxima normal que interesa es la que perciben las hebras. Por su configuración la fuerza normal que resiente cada una depende del punto de contacto y de la distribución de la carga. Sin embargo, la fuerza de fricción máxima que resiente el sistema depende del número de puntos de contacto que existan; a mayor cantidad mayor será la fuerza requerida para iniciar el movimiento. Cuando el sistema se comprime, existe un número menor de puntos de contacto, las hebras tienden a separarse, 18, 19 y el sistema permite el deslizamiento de las mismas con mayor facilidad, por lo que al aumentar la energía añadida al sistema a través de una señal de excitación, el rozamiento entre las hebras aumenta. Sin embargo, existe un punto de saturación donde al añadir más energía, el movimiento interno de las hebras se inhibe, como se observa en la figura 10, cuando el amortiguamiento decrece a partir de 2 Vrms. 28 La variación de la carga estática no afecta significativamente ni la forma ni la magnitud de las curvas. Para los casos de los resortes V10Z69-0937290 y CR1-400 (figuras 10 y 11) el amortiguamiento varía alrededor del 15% de un punto a otro dentro de una misma amplitud de voltaje Vrms de la excitación. La configuración del resorte CR4-400 (figura 12) tiene una rigidez estática baja y no lineal por lo que resulta más sensible a la variación de la carga estática, dato que se refleja en una variación más pronunciada del amortiguamiento entre una curva a otra, mientras que no se ve afectada la forma de la curva, sino únicamente la magnitud de la variable. Nótese que al ser pequeña o nula la carga, el amortiguamiento tiende a ser muy reducido, por lo que debe existir una carga mínima, o bien, una amplitud de excitación mínima a partir de la cual el amortiguamiento comienza a ser efectivo. Al ser elementos no lineales, los amortiguadores de cable tienen una correlación entre la fuerza máxima o la carga estática máxima que soporta y la deformación del resorte. En efecto, si la fuerza de excitación es menor a la fuerza de fricción que actúa paralela a la superficie de contacto Ff, entonces no existe un rozamiento entre las hebras del cable del resorte y el amortiguamiento tiende a ser débil. Si se traza el amortiguamiento fraccional en función del voltaje de la señal de salida (figura 15), resulta que las curvas son extremadamente cercanas a lo que se obtuvo mediante el método de ajuste de curvas por el método de Función de Respuesta en Frecuencia. Aun así, las curvas no son equivalentes y en un sentido estricto no deben de compararse directamente, pues al excitar un sistema no lineal con una señal de ruido blanco los efectos no lineales del sistema tienden a aminorarse, mientras que al excitar el sistema con una señal sinusoidal, los efectos no lineales se vuelven más evidentes. CONCLUSIONES Se presentó en este artículo un análisis de los trabajos más relevantes en cuanto a aislantes de fricción seca y sus aplicaciones potenciales para el aislamiento de vibración por impacto, así como la teoría fundamental de amortiguamiento de Coulomb. En base a estos antecedentes, se estudió Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Estudio del amortiguamiento por fricción seca en aislantes antivibratorios de cable / Michelle Guzmán Nieto, et al. experimentalmente la respuesta de diferentes tipos de aislantes de cable a dos tipos de excitación para determinar el amortiguamiento. En este estudio se corroboró que el amortiguamiento en aislantes de fricción seca puede cuantificarse a partir de métodos clásicos como lo son el Diagrama de Nyquist y la medición de los lazos de histéresis. Los resultados de ambos montajes experimentales muestran valores y tendencias similares, aunque al comparar directamente los resultados de ambos métodos es erróneo, pues al excitar un cuerpo con una señal de ruido blanco los efectos no lineales no se aprecian en su totalidad. REFERENCIAS 1. Mercer, C.A. and Rees, P.L. (1971). An optimum shock isolator. Journal of Sound and Vibration. (Number 18). Vol. 4. Pages 511-520. 2. Snowdon, J.C. (1963). Transient response of nonlinear isolation mounting to pulselike displacements. The Journal of the Acoustical Society of America Vol. 35. (Number 3). Pages 389-396. 3. Snowdon, J.C. (1962). Incidence and prevention of damage due to mechanical shock. The Journal of the Acoustical Society of America Vol. 34. (Number 4). Pages 462-468. 4. Snowdon, J.C. (1961). Response of nonlinear shock mountings to transient foundation displacement. The Journal of the Acoustical Society of America Vol. 33. (Number 10). Pages 1295-1304. 5. Snowdon, J.C. 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En este trabajo, se presenta un estudio numérico de la transmisión y reflexión de luz en guías de onda rectangulares, considerando modulaciones del índice de refracción en el núcleo de la guía de onda, estructuras periódicas y quasiperiódicas conocidas como ThueMorse, Fibonacci. El método utilizado es el de la matriz de transferencia. Los resultados pueden ser aplicados a sistemas de transmisión de datos, filtros ópticos, sensores, moduladores y al diseño de láseres con ancho espectral deseado. PALABRAS CLAVE Guías de onda, Estructuras intrínsecas, Periódicas, Cuasi-periódicas, Fibonacci, Thue-Morse. ABSTRACT Currently, miniaturization, lightness and speed of data transmission have been considered fundamental topics in several research groups for its application to future communication systems. The technology based on planar wave guides is a promising way for transmission systems at 100 Gbits/s, due to its excellent optical characteristics, high reliability and reproducibility. In this paper, a numeric study of the transmission and reflection of light in planar wave guides is presented, considering refractive index modulation in the core of the planar waveguide, and also considering periodic and quasi-periodic structures known as Thue-Morse, Fibonacci. The method used is the transfermatrix method. The results can be applied to data transmission systems, optical filters, optical sensors, optical modulators and to the implementation of lasers with a desired spectral width. KEYWORDS Waveguide, intrinsic structure, Quasi periodic structure, periodic structure, Fibonacci, Thue-Morse. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 31 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. INTRODUCCIÓN En la ingeniería de telecomunicaciones es primordial el estudio de la propagación de ondas electromagnéticas entre diferentes medios, un caso común es el de una señal propagándose en el aire y después por algún medio dieléctrico, o material compuesto dieléctrico-metal y así propagarse, para ser finalmente detectada. En el caso óptico los sistemas de propagación son integrados en un chip dentro del cual se tienen diferentes medios dieléctricos y el control de la propagación de la luz en dichos medios es parte fundamental para lograr sistemas de alta eficiencia en cuanto a la razón señalruido y el bajo consumo energético. Los últimos años, diversos grupos de investigación han reportado a las guías de onda (rectangulares y cilíndricas) como el perfecto medio de propagación electromagnético, revolucionando el campo de la óptica integrada al convertirse en un dispositivo óptico pasivo imprescindible en la manipulación de luz,1 líneas de transmisión2 y sensado de variables termodinámicas o mecánicas.3 Guía de onda Una guía de onda es cualquier estructura física a través de la cual las ondas electromagnéticas se propagan o permanecen confinadas.4 El haz de luz debe cumplir con las siguientes condiciones: reflexión total interna y autoconsistencia para propagarse dentro de la guía de onda rectangular, con el fin de seguir alguna de las trayectorias delimitadas por sus paredes. En este trabajo se contempla la guía de onda rectangular envuelta por un revestimiento con índice de refracción menor que el del núcleo con el fin de Fig. 1. Guía de onda rectangular. 32 cumplir la reflexión total interna, se estudia el caso particular variaciones del índice de refracción, como se muestra en la figura 1. MARCO TEÓRICO El análisis de la transmisión de luz en guías de onda se realizó aplicando el Método de la Matriz de Transferencia. Este método parte de las ecuaciones de Maxwell para el cálculo de las magnitudes del campo magnético y eléctrico. Se parte asumiendo un medio isotrópico, homogéneo y no conductor, por lo que se tiene que: (1) donde H es el campo magnético, E es el campo eléctrico, D y B son la densidad de flujo eléctrico y magnético respectivamente D=εE y B=μH, mientras que ε es la permitividad eléctrica y μ es la permeabilidad magnética. Se obtienen dos ecuaciones con polarización Transversal Eléctrico (TE) y Transversal Magnético (TM). Para este trabajo es despreciable la polarización del campo TM debido a que se considera invariante con respecto a la componente perpendicular al campo debido a las dimensiones. El campo satisface la ecuación de Helmholtz unidimensional, dada por: (2) donde U es la amplitud compleja del campo para la polarización TE y kc=(ω√εμ)/c representa la constante de propagación. La solución general para la ecuación (2) se plantea de la forma: (3) donde R^((+)) y R^((-)) son ondas viajeras en direcciones opuestas que representan en este caso a la amplitud transmitida y reflejada del campo eléctrico, respectivamente. Si se considera un medio homogéneo con longitud l, es decir variando de z=0 a z+l e índice de refracción Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. n, las amplitudes de campo se pueden representar de la siguiente manera: y en forma matricial es llamada matriz de propagación de un medio homogéneo y queda como sigue: (4) y en términos de los campos eléctricos y magnéticos quedaría: propagación de ondas electromagnéticas en la interface de un medio n1 a un medio n2 están dadas por: (8) donde los subíndices 1 y 2 representan el medio analizado, considerando z=0 en la interface entre el medio 1 y el medio 2, y denotando en forma matricial las ecuaciones se tiene que: (5) (9) donde la amplitud del campo reflejado y transmitido en z+l, en función de la distancia z, que en forma matricial es: el par de subíndices de la Matriz M12 indican el cambio de interface del medio 1 al medio 2, los elementos de la matriz están dados por: (10) (6) y la matriz que relaciona las amplitudes que se propagan a través de un medio homogéneo está dada como: (7) Propagación del campo electromagnético a través de una interface Si se analizan dos medio homogéneos consecutivos en dirección z, con frontera en z=0. El primer medio con índice de refracción n1 y el segundo medio un n2, tal como se muestra en la figura 2. Con el fin de modelar la interface del medio homogéneo del que ha perdido la homogeneidad se conduce a las ecuaciones que describen la (11) Tomando en cuenta que ambos medios son dieléctricos y n=√(μ), (10) y (11) se pueden representar como: Partiendo de (8) y considerando solo las reflexiones por el medio 1, se obtienen los coeficientes de reflexión y transmisión, quedando: (12) (13) Fig. 2 Propagación de una onda plana a través de la interface entre dos medios con diferente índice de refracción. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 TRANSMITANCIA Y REFLECTANCIA La transmitancía (T) y reflectancía (R) se definen como la razón de flujo (o potencia) transmitido o reflejado.5 Si el ángulo de incidencia del haz de luz θ_i=0, T y R puede representarse con los coeficientes de transmisión y reflexión: R=|r|^2, T=|t|^2. 33 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. Con el objetivo de cumplir con la conservación de energía, el sistema propuesto debe cumplir: R+T=1. (14) Método de la matriz de transferencia Este método funciona a partir de multiplicaciones matriciales. Los productos se generan a partir de la matriz de propagación en un medio homogéneo (7) y la matriz de propagación en una interface (9) según corresponda. Cada multiplicación indica un cambio en las magnitudes reflejadas y transmitidas, obteniendo finalmente: (15) Donde N es el total de interfaces con medios homogéneos. La manipulación matricial (15) es considerada para el sistema multicapa, donde el cambio de interfaces es característico de las rejillas de Bragg, quedando como sigue: (16) que el cambio en el índice de refracción se refiere a la inclusión de rejillas de Bragg7,8 en el núcleo, como se observa en la figura 3. Fig. 3. Geometría con secuencia Fibonacci. Thue Morse La secuencia Thue-Morse (Allouche and Cosnard 2000) es una secuencia binaria (de una secuencia infinita de 0 y 1) iniciando con 0 y añadiendo sucesivamente el complemento booleano de la secuencia obtenida hasta el momento. Este procedimiento produce la siguiente secuencia: 01, 0110, 01101001, 0110100110010110 y así sucesivamente, en términos físicos 1 o A, corresponde a no variación del índice de refracción, mientras que 0 o B corresponde a rejillas de bragg, como se muestra en la figura 4. donde M12 y M21 tienen la estructura de la ecuación (9) yMlong1 y Mlong2 tienen la estructura de la ecuación (6). Para propósitos del presente trabajo, es considerada la incidencia normal. ESTRUCTURAS CUASI-PERIODICAS En este trabajo, se analiza el desempeño de dos sucesiones cuasi-periódicas: Fibonacci y Thue Morse.6 Fibonacci El concepto fundamental de la sucesión de Fibonacci es que cada elemento es igual a la suma de los dos anteriores, siendo definido por la ecuación: f_n=f_(n-1)+f_(n-2), partiendo de los valores iníciales n=0 y n=1. Para este trabajo se implemento A como longitud en la guía de onda sin cambio en el índice de refracción y B para la longitud con cambio en el índice de refracción de la guía de onda, es importante aclarar 34 Fig. 4. Geometría con secuencia Thue-Morse. MODELO NUMÉRICO La geometría propuesta para analizar la transmitancía de las diferentes estructuras propuestas se ilustra en la figura 5, donde A es la longitud de guía de onda con índice de refracción homogéneo y B es la longitud de la guía de onda Fig. 5. Geometría del modelo numérico en la guía de onda. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. Los parámetros que se involucran en el estudio y análisis de la transmisión y reflexión de luz que se describe en este trabajo se presentan en la siguiente tabla. Los parámetros que se involucran en el estudio y análisis de la transmisión y reflexión de luz que se describe en este trabajo se presentan en la siguiente tabla. Tabla I. Parámetros, descripción y valor de las variables utilizadas en los cálculos numéricos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Secuencias periódicas En la figura 6 incisos a), c) y e), se presentan las curvas de reflectancía de luz a través de una estructura con secuencia periódica, mientras que a y b muestras el espectro de reflectancía y transmitancía para NN=1, c y d para NN=5 y por ultima, e y f para NN=8. Se observa que la región de máxima reflectancía se encuentra localizada en todos los casos en 1500.075 nm, conforme aumenta el número de capas (NN) aumenta el número de frecuencias que son filtradas (líneas delgadas) y aumenta el ancho espectral de reflectancía y transmitancía. Cada una de la forma de los espectros, tal como ancho espectral, pico espectral y ancho de línea espectral es posible controlar mediante los parámetros que se presentan en la tabla I. En este tipo de arreglo es importante notar que las líneas de ancho espectral permanecen periódicas. Fig. 6. Gráfica que muestra las curvas de reflexión y transmisión con estructuras periódicas intrínsecas a la guía de onda, se ilustra con NN=1, 5 y 8. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 35 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. Realizar cálculos numéricos de secuencias periódicas, además de caracterizar el sistema permite identificar las características del sistema con parámetros similares. Secuencias Cuasi-periódicas En la figura 7 se presentan una tabla con curvas de reflexión de luz a través de diversas estructuras cuasi periódicas, en la columna (a) se ilustran las diferentes geometrías que numéricamente fueron inducidas en el núcleo de las guías de onda, en la columna (b) se muestran los espectros de reflexión para 2 capas (NN=2), en la columna (c) 5 capas y en la (d) NN=8. En la fila 1 se observa las curvas al inducir la estructura periódica, en la 2 los espectros de reflexión para estructuras con secuencia ThueMorse y en la fila 3, los espectros de reflexión de secuencias fibonacci. Discusión de resultados En la secuencia periódica, el espectro de reflexión coincide con los ya reportados en la literatura para NN=2, esta secuencia se realizo numéricamente como una forma de calibración del modelo numérico, en la figura 7, fila 1 se observa que a medida que aumenta el número de capas las líneas espectrales se vuelven más delgadas y aparecen líneas en donde no existían a lo largo del espectro de reflexión. En la secuencia Thue-Morse, el espectro de reflexión para NN=2m se observa muy localizado y con lóbulos laterales en 1500.075nm, a medida que aumenta el número de capas los lóbulos empiezan a crecer y líneas muy delgadas empiezan a formarse, para NN=8 las líneas espectrales de reflexión son muy delgadas. En la secuencia Fibonacci, se observa que a medida que aumenta el número de capas el espectro de reflexión aumenta en magnitud y las líneas espectrales que aparecen son significativamente más estrechas lo que permite aumentar la sensibilidad o selectividad del sistema óptico, aún más que con la estructura Thue-Morse. CONCLUSIONES En este trabajo se ha demostrado que los sistemas con estructuras ordenada tipo Fibonacci y Thue- 36 Morse tienen importantes propiedades físicas. Sus espectros de transmisión son caracterizados por la forma, tamaño y ancho de las líneas de reflexión. Los espectros de reflexión presentan una gran cantidad de líneas localizadas cuya existencia se debe a la cuasiperiodicidad de las estructuras inducidas en el núcleo de la guía de onda. Todos los sistemas fotónicos presentados en este trabajo pueden ser controlados mediante la variación de los parámetros presentados en la tabla I. Para cada sistema óptico se tiene una posición y ancho del máximo espectro de emisión. En cada uno de las estructuras propuestas se tienen una diversa gama de aplicaciones que pudieran ser cubiertas, cambiando los parámetros de propagación, tales como: índice de refracción de la guía de onda, ancho de la guía de onda, longitud entre parte homogénea y no homogénea, numero de capas y tipo de geometría, lo que resulta una ayuda para identificar los requerimientos necesarios para tener el espectro de reflexión necesario. Los resultados pueden ser aplicables a sistemas de comunicaciones ópticas, filtros, laseres, compensadores de dispersión, sensores, moduladores, multiplexores, acopladores, moduladores y a la implementación de láseres con ancho espectral deseado, que van desde la aplicación industrial, científica y médica que en últimos años han sido grandemente explotados. El estudio de estas estructuras en la propagación de datos, puede ser de enorme ayuda para la implementación de compuertas lógicas completamente ópticas. REFERENCIAS 1. Schultze, M., Controlling dielectrics with the electric field of light Nature 493,75-78, (2013). 2. Blanco-Redondo, A., Coupling mid-infrared light from a photonic crystal waveguide to metallic transmission lines, Appl. Phys. Lett, 104,011105 (2014). 3. Ning Yang, Optical fiber temperature sensor based on optical fiber delay Proc. SPIE, Fourth Asia Pacific Sensor Conference (2013). 4. R. Pelster, V. Gasparian and G. Nimtz, Propagation of plane waves and of waveguide modes in quasiperiodic dielectric heterostructures, Physical Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Transmisión de luz en guías de onda con esctructuras intrínsecas al núcleo / Norma Patricia Puente Ramírez, et al. Review E, 55(6), 7645-7656, (1997). 5. Hecht and Zajac, Fundamental of photonics; (1974). 6. A. S. 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While microwave ovens are a primary means of this finish-cooking step, they are known to cook foods unevenly in terms of temperature distribution, especially from a frozen state, and this may cause parts of the food to be below the required safe-temperature. Hence there are concerns regarding how reliably microwave ovens can provide the minimum required safe temperatures in order to avoid the possibility of foodborne illnesses. To determine this, temperature profiling tests were performed upon three frozen NRTE entrées, heating them in eight new brand-name 1100-watt and 1200watt microwave ovens in order to evaluate how well the minimum temperatures were reached throughout the products. By comparison, these same tests were repeated using three “smart” microwave ovens in which internal computercontrol makes them user-independent. In addition, a comparison was also made of the microwave output power claimed by the manufacturers of these ovens to that determined using the IEC procedures. KEYWORDS Microwave ovens, Not-Ready-to-Eat food, NRTE, smart microwave ovens, foodborne illness, food safety, frozen foods. RESUMEN La introducción de varios productos Not-Ready-To-Eat (NRTE, comida precocida), a comienzos del 2007 ha resultado en algunas reclamaciones y ha provocado serias preocupaciones sobre la cocción final en hornos de microondas. Estos productos se procesan parcialmente antes de su venta y requieren que se complete su cocción antes de consumirlas. Este proceso depende del consumidor y deben alcanzar las temperaturas mínimas de seguridad definidas por la USDA (United States Department of Agriculture), para así erradicar cualquier fuente de enfermedades de origen alimenticio. Mientras que los hornos de microondas son un medio primario para este paso de la preparación final, se sabe que cocinan los alimentos con una distribución irregular de temperatura, especialmente desde 38 Artículo publicado en el Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy, Vol. 47, No. 1, Año 2013. Reproducido con permiso del JMPEE y del autor. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. un estado congelado, y esto puede causar que partes del alimento estén debajo de la temperatura mínima, y hay preocupación en relación de la confiabilidad que puedan ofrecer los hornos de microondas para alcanzarlas las temperaturas correctas. Para evaluar lo anterior, se efectuaron pruebas de perfil térmico de temperatura a tres platillos congelados NRTE, calentándolos dentro de ocho hornos de microondas nuevos de 1100–watt y 1200-watt para evaluar que tan bien alcanzaron los productos las temperaturas mínimas. Por comparación, estas mismas pruebas se repitieron utilizando tres hornos de microondas “inteligentes” en los cuales un control computarizado interno los hace independientes al usuario. Además, se comparó la potencia del horno de microondas estipulada por los fabricantes con la determinada por los procedimientos utilizados de la IEC (International Electrotechnical Commission). PALABRAS CLAVE Hornos de Microondas, Alimentos Not-ReadyTo-Eat, NRTE, Hornos de Microondas Inteligentes, Enfermedades Alimentarias, Seguridad Alimenticia, Alimentos Congelados. INTRODUCTION Foodborne illness in the United States is a major concern. An assessment by the CDC, and published in December of 2010,1 estimated 48 million cases of foodborne illness annually in the USA, of which approximately 3,000 resulted in death. A major cause of foodborne illness is undercooking of food that has been contaminated by a food-pathogen. The USDA and others have published numerous guidelines for the minimum internal temperatures required to ensure food safety.2 These basically state that the minimum internal temperature must be 160º F to 170 ºF (71.11 °C to 76.66 °C) for meat and poultry; while 145 ºF (62.77 °C) is recommended for fish and seafood products. These are the “safe” temperatures referred to throughout this document. In the last five years, several food processors introduced “Not-Ready-to-Eat” (NRTE) products into the marketplace. These are products that are not fully thermally processed at the manufacturing facility and depend upon the consumer to finish cooking them to the safe temperature appropriate Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 for each product. By minimally processing these products, manufacturers believe that the eating quality will be improved over Ready-to-Eat (RTE) fully thermally processed products. Therefore, consumers are instructed to finish cooking these products to the safe temperature shown within the microwave cooking instructions on each product’s package. Microwave oven heating directions for these products are usually based upon 1100-watt or 1200-watt microwave ovens; consumers with lower wattage ovens are told to adjust the cooking times accordingly. B a s ed u po n U S C e n s u s f i g u re s , i t i s estimated that there are approximately 120 to 130 million microwave ovens in US homes. A 2011 Consumer Survey Report published by the International Microwave Power Institute 3 r eveal ed t hat 82. 1% of c onsum er s cl ai m to have microwave ovens with wattages of 900 watts or greater, which indicates that at least 17.9%, or over 20 million ovens, have outputwattages lower than 900 watts. How likely is a math-challenged consumer to be able to calculate the required increase in cooking time? There are many other questions regarding the safe heating of NRTE products, such as: If kitchen thermometers should be used to determine the final temperature of the food: only 58.9% of respondents to the IMPI 2011 Consumer Survey3 have a kitchen thermometer, of which, more than half are dial-type. Importantly, according to the same IMPI Consumer Survey of those who own kitchen thermometers, 58.1% indicated they never use it in conjunction with microwave prepared foods. As noted later in this paper, the power (wattage) that consumers claim to know may have little relationship to the actual output power. Microwave ovens heat foods very rapidly and unevenly, due to the non uniformities in microwave distribution within the oven and the changing dielectric properties of the foods during heating. Consumers often do not use sufficient standing time to allow for temperature equilibration by means of conductive heat transfer.4 This research explores how well 1100-watt and 1200-watt microwave ovens cook NRTE products 39 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. in terms of providing food safety, either by setting the parameters on standard ovens following the NRTE directions provided in the packages or allow the computer of the smart ovens, when available, to do that. MATERIALS AND METHODS Food Products Three well-known frozen NRTE entrée products were purchased in quantity from local supermarkets and transported to the laboratory in ice-containing coolers, where they were stored in a freezer at 5 °F (-15 ºC) for at least 24 hours prior to testing. This ensured equilibration of temperatures throughout each product. The products used in the tests were: Product # 1. Chicken breast with mashed potatoes and gravy. Product # 2: Beef cut in small pieces in a sauce and vegetable. Product # 3: Turkey breast with mashed potatoes, stuffing and gravy. Food safety criteria In conventional cooking, the maximum temperature achieved in the food is controlled by the cooking medium. For example, for boiling in water the maximum would be 212 °F (100 °C), while it might be as high as 500 °F (260 °C) for cooking in oil. In oven cooking methods such as baking and broiling, ovens are typically heated to 350 to 400 °F, this temperature, or one close to it, being achieved at the surface of the food; but the interior of the food is likely to be at a lower temperature resulting from conductive heat transfer from the hot surface. While these temperatures are likely to be higher then the minima required for the safe cooking, another important factor for destroying potentially harmful microorganisms is the time that the food remains at these temperatures. Conductive heat transfer in conventional cooking usually results in relatively uniform steady-state temperatures within the interior of foods. However, with microwaves the temperature at any location is largely dependent upon the permittivity of each one of the components in the meal, which results not only in how well the particular component heats, but 40 also the heat-penetration depth into that component. Because microwave heating is usually much more rapid than conventional heating methods, and that the temperature of air in the microwave oven is at, or close to the room temperature, there is little opportunity for conduction to reduce the thermal gradients within these food components, and that can result in large variations in temperature from site to site within each component. In this work it is assumed that reaching or exceeding the minimum cooking temperature recommended in the heating instructions for each product is enough for complying with the safety criteria, while the time at which these temperatures maintained is not considered. Therefore, it was very important to validate that temperatures were really above the safe values, while no tolerances are given regarding the readings. Standard Microwave Ovens Eight new microwave ovens, whose manufacturer declared that their power output was in the 11001200 watt category, were purchased from local retail stores. Table I is a list of those ovens as well as their model numbers and cavity-capacity, i.e. the cookingspace volume. Three of the ovens were equipped with a computer “smart” feature that was disabled and operated in standard mode in order to have the same setting conditions in the eight ovens. Then, the smart feature was enabled for conducting the second set of tests described in this work. Smart Microwave Ovens As explained above, three of the eight ovens had a computer-logic feature known as TrueCookPlus® (TCP), that was enabled for conducting the smart cooking tests to determine their ability to automatically set the oven conditions to safely cook the same three NRTE products. Nothing, but enabling the TCP was changed in the LG, Kenmore #1 and Kenmore #2 ovens (Table I). A “Smart” oven is defined as a microwave oven in which the cooking cycle is controlled by a computer-logic system internal to the oven. Here, the consumer needs only to input information about the product to be cooked in the form of a numeric code, typically 4 or 5 digits long and provided either on the food’s package or the TCP website, that determines the best cooking cycle Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. in terms of time and microwave power. For example, for a particular product, using the oven’s keypad, the consumer would input a numeric code, specific to the manner of heating a particular product and the oven’s logic system would covert that to a cooking cycle of X minutes @ power level 1, followed by Y minutes @ power level 2, and so on. Further, the logic system adjusts these heating directions for a particular model of microwave oven. The cooking cycle may also incorporate rest times during which there is no microwave power for a predetermined period of time between cooking periods or at the end of microwaving. Preparation of the microwave ovens Since the microwave power given by the manufacturer is an averaged number, it does not represent the actual output power of any specific oven. Therefore, an important initial step was to determine the actual microwave output of each oven. All ovens were tested three times each using a modified IEC 705 procedure. 1000 g ± 5 g of tap water @ 10ºC ± 0.1 °C, was heated for 62 seconds in a microwave oven operated at 120 volts The water was contained in the specified IEC borosilicate glass beaker (outside diameter 190 mm, thickness 3 mm, such as Pyrex #3140). The glass weight measured with an electronic balance (Acculab V1200 Digital Balance) and the ambient temperature were recorded. At the end of the heating cycle, following vigorous stirring with a glass stirring-rod, the temperature rise was measured using a thermocouple (Fluke Model 51, Series II thermometer and a Type K thermocouple: Fluke Corporation, Everett WA). This data was used to calculate the actual output. Table I. The eight microwave ovens used in the tests. GE Manufacturer LG FRIGIDAIRE Model # JES1142SJ LRMP1270ST (TCP oven) FFCM1134LS KENMORE #1 721.7915 (TCP oven) KENMORE #2 721.66339 (TCP oven) SHARP MAGIC CHEF EMERSON R-408LS MCD1311ST MWG9115SL Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 Since this test is to be run in a “cold” microwave oven (one that had not been operated for at least 8 hours) it could only be run once a day. In this case, it was run once on three different days for each microwave oven. A significant reduction in output power during the first several minutes of an oven’s use has been experienced. Because of this, each oven was pre-warmed prior to its use for testing the food products. The pre-warming step consisted of heating one-liter of water at full power, in a microwavable container, for 10 minutes, removing the water and allowing the oven to cool down with the oven’s door open for at least 15 minutes or until the turntable was no hotter than 27 ºC. If the oven was not used for one hour or more this preheating step was repeated. Microwave Cooking The preparation instructions for each product were provided on its package. Also indicated was that all instructions had been developed on 1100watt microwave ovens, and specific times indicated the number of minutes the product was to be cooked at high power. In addition, two of the products also gave cooking times for 700-watt ovens. Standing times of 1 to 2 minutes were recommended following microwave cooking. All three products indicated that for food safety “…ensure that the product reaches 160 °F”; or “…ensure that product reaches an internal temperature of 160 °F.” Despite these instructions, no product suggested using a kitchen thermometer to check if the product has reached 160 °F. The instructions for all products indicated ”Ovens vary” and that “cooking time may need to be adjusted”. Capacity (ft3) 1.1 1.2 Microwave power (watts) 1100 1200 1.1 1100 1.4 1100 1.5 1200 1.2 1200 1.2 1100 1.3 1100 41 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Test protocol Following the package cooking instructions exactly, each product was prepared and tested in each of the eight microwave ovens. The tests were run in triplicate, i.e. each product was tested three times in each microwave oven, and the order of testing was randomized. No product was run more than once a day in any oven. Samples were removed from the freezer, one at a time, and cooked in one of the eight pre-warmed microwave ovens. Smart oven tests of the three NRTE products used product-specific four-digit codes developed at the laboratory of Microwave Science JV LLC (Norcross GA). The TCP oven decompiler uses this code in the oven’s logic system to determine the proper cooking or heating cycle for each product by taking into account the oven’s thermal operating condition, elevation above sea level microwave performance characteristics and mains voltage environment in order to optimize the cooking cycle for that product. Temperature measurement At the end of the microwave cooking cycle, including the recommended standing time, the sample was removed from the oven and immediately placed in a rigid-foam holder constructed to hold that particular tray in a tight fit, thereby reducing heat loss during temperature measurement. Seven thermocouples (Omega JMTSS-062G, Type ‘J’ six inches length, 304 Stainless Steel sheath) were held using a “hedgehog” rig shown in Figure 1, and inserted into specific places within the food and temperatures were measured three times in rapid succession at the places noted in data tables. These thermocouples were linked to a custom-designed I/O system that instantaneously provided temperature data to a National Instruments (“NI”) SCB-68 shielded Input/Output connector block with cold-junction temperature compensation sensor. SCB-68 output was connected to an IBM M50 PC running on Windows XP Service Pack 3 within which an NI PCI-6011E Data Acquisition (“DAQ”) board was driven by NI DAQ software v. 7.42. NI 42 Fgure 1. A “Hedgehog” thermocouple array with the thermocouples placed within food components. Tray of NRTE product is placed into the rigid foam tray holder to reduce heat loss during temperature measurement. The thermocouples may be raised or lowered with the large handle. DAQ output was output directly to a custom programmed Excel spreadsheet). This procedure was repeated for all three NRTE products, and cooked in all eight ovens. RESULTS AND DISCUSSION Microwave output power Table II compares the manufacturers’ declared microwave power to that measured using the IEC705 procedure, and shows that all eight microwave ovens were significantly lower in “IEC” power than the declared wattages. These measured power outputs ranged from 70.9% to 87.8% of the manufacturer’s declared power, and that indicates that the manufacturers’ declared microwave power is unreliable as a cooking guideline and must be tested in any program involving the use of microwave ovens. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table II. Manufacturers’ vs. IEC-measured microwave power. Advertized Microwave Power (watts) IEC 705 Microwave Power* (watts) 1100 899 Frigidaire 1100 842 76.5 Sharp 1100 843 76.6 Magic Chef 1100 966 Manufacturer GE LG 1200 Kenmore #1 Kenmore #2 Table III. Influence of pre-warming microwave ovens GE 87.8 IEC 705* Microwave Power: Warm (watts) 84.5 T Test Comparison Cold vs. Warm 914 0.796 842 858 0.704 Sharp 843 842 0.425 Magic Chef 966 920 0.572 LG Frigidaire Kenmore #1 Kenmore #2 Emerson 899 74.8 929 * Average of three measurements made on different days. Manufacturer 74.9 897 1100 IE C 70 5* Microwave Power: Cold (watts) 70.9 899 1200 Emerson 81.7 851 1200 851 899 897 929 860 930 881 938 * Average of three measurements made on different days. Having tested many microwave ovens in the past 30 plus years, this discrepancy has been shown to be true.5 Table III shows that pre-warming of these ovens had little effect upon the IEC measured power; only one microwave oven, the Kenmore #1, showed a significant change at the 95% confidence level, in which case the warmed oven power was higher than the cold IEC power. Cooking in Standard Microwave Ovens Eac h one o f t h e p r oduct s is anal yz ed individually. Product #1 Chicken Breast: The temperature measurement data from these tests is shown in Table IV. As noted earlier, all tests were run three Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 % IEC vs. Manufacturer’s Power 0.669 Significance @ 95% confidence level NS NS NS 0.032 SIG 0.283 NS 0.718 NS NS NS times in each microwave oven and on different days. Since the manufacturer’s cooking directions stated 160 ºF as the minimum safe temperature, any temperature below this was given a “Fail” score, and this is indicated in Table IV by the blue boxes. A summary of these Fail temperatures is shown in the column “UNSAFE TEMPERATURES” that lists the number of under-temperatures in that test. In this case, Product # 1 was successfully cooked 100%, of the time, i.e. no unsafe temperatures, by only the Frigidaire oven. There was at least one temperature below the required 160 ºF minimum in all the other ovens, and GE, LG, SHARP and both Kenmore ovens failed in every test. Most failures to reach 160 ºF occurred in the Chicken Breast, with some also in the Mashed Potatoes. 43 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table IV. Product # 1: Chicken Breast: product temperatures after following cooking instructions. THERMOCOUPLE MICROWAVE OVEN GE 1 CHICKEN EDGE 127 AVERAGE TEMPERATURE (°F) @ EACH THERMOCOUPLE LOCATION 2 CHICKEN CENTER 139 3 GRAVY EDGE 181 4 GRAVY EDGE 195 173 6 MASH POT CENTER 7 MASH POT EDGE 189 189 156 194 “ 168 134 168 191 177 177 LG 125 173 187 182 196 159 192 203 “ 133 “ 136 FRIGIDAIRE 194 “ 189 “ “ KENMORE #1 183 118 120 143 193 195 193 163 195 207 192 198 200 97 165 184 109 194 185 “ 115 96 197 189 KENMORE #2 169 169 204 198 144 188 179 200 MAGIC CHEF 170 “ “ EMERSON “ “ 204 189 189 152 140 146 201 195 121 “ 188 197 140 159 173 190 SHARP “ 1 194 161 123 198 187 176 197 156 198 170 201 199 203 141 151 204 196 174 178 No unsafe temperatures were measured in the gravy, possibly due to the presence of salt, which significantly influences the heating rate. Product # 2: Beef. The results of these tests are shown in Table V, while no oven produced safe temperatures in every test, GE, Sharp, Emerson and 186 198 193 178 0 191 163 1 0 3 193 1 174 124 185 192 88 3 3 159 175 193 1 178 191 188 195 189 193 200 193 193 200 196 96 198 193 0 109 131 204 198 190 182 200 2 193 195 3 191 188 174 189 2 181 195 182 UNSAFE TEMPERATURES 2 191 199 “ 188 PASS TEMPERATURE = 160 °F 142 183 “ 44 5 MASH POT EDGE 190 191 194 197 184 195 169 201 165 198 196 3 179 2 193 1 195 197 189 196 194 1 0 0 0 2 2 both Kenmore ovens failed in everyone. Numerous unsafe temperatures were recorded in both the beef and the sauce. The very low temperatures in the center of the beef were likely due to the short depth of microwave-penetration in this food. Interestingly, all the temperatures in the Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table V. Product # 2: Beef: product temperatures after following cooking instructions. THERMO COUPLE: MICROWAVE OVEN GE 1 BEEF@EDGE CENTER AVERAGE TEMPERATURE (°F) @ EACH THERMOCOUPLE LOCATION 2 BEEF@CTR CENTER 3 BEEF@EDGE CENTER 4 SAUCE EDGE 142 135 186 185 144 131 198 95 “ 189 LG 160 193 “ 186 186 “ “ FRIGIDAIRE “ “ KENMORE #1 190 183 183 184 0 165 147 74 109 125 169 113 165 194 182 2 198 185 2 172 187 166 157 77 196 180 102 187 102 200 183 185 183 131 144 176 3 175 3 175 183 188 1 187 182 66 100 191 187 5 144 112 119 183 183 4 176 182 155 155 180 198 150 185 178 199 197 201 199 199 202 EMERSON 188 186 157 157 138 191 181 vegetable were considerably higher than the required minimum safe temperature, and often higher than the temperatures seen in the other food components, indicating the very good microwave receptivity of these vegetables. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 95 181 130 192 3 184 191 203 174 0 187 161 143 173 190 3 150 135 169 196 189 159 165 “ 187 104 188 “ “ 147 152 136 4 3 160 126 KENMORE #2 “ 162 184 193 161 203 185 193 138 159 MAGIC CHEF 162 196 “ “ 195 141 149 131 2 3 174 136 UNSAFE TEMPERATURES 187 169 186 194 PASS TEMPERATURE = 160 °F 191 191 190 193 7 VEGETBLE EDGE 123 181 SHARP “ 169 6 VEGETABLE EDGE 93 135 169 “ 134 170 150 “ “ 107 5 SAUCE EDGE 3 190 180 3 186 192 1 177 180 0 191 184 193 97 147 187 193 3 145 158 197 181 4 164 183 188 186 1 195 0 1 Product # 3: Turkey Breast. The results of the temperature tests are seen in Table VI. Here, unsafe temperatures were seen in every entrée component: turkey breast, mashed potatoes and stuffing, indicating the need for the manufacturer 45 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table VI. Product # 3: Turkey Breast: product temperatures after following cooking instructions. THERMO COUPLE: MICROWAVE OVEN GE 1 MASH POT EDGE 193 AVERAGE TEMPERATURE (°F) @ EACH THERMOCOUPLE LOCATION 2 MASH POT CENTER 203 3 MASH POT EDGE 4 STUFFING EDGE 5 STUFFING CENTER 199 201 200 204 148 “ 203 177 160 189 LG 197 164 183 203 175 149 “ 203 “ 190 FRIGIDAIRE 200 “ “ “ KENMORE #1 205 194 200 148 156 208 200 203 208 141 183 203 205 202 203 6 TURKEY CENTER 7 TURKEY EDGE PASS TEMPERATURE = 160 °F 158 199 2 178 202 202 159 195 199 118 199 205 204 200 190 199 193 202 204 202 201 201 205 204 203 202 200 0 189 202 0 201 200 143 195 176 145 194 SHARP 195 166 125 160 199 204 147 183 “ 164 KENMORE #2 185 “ “ “ MAGIC CHEF 166 180 202 182 205 191 147 146 200 198 148 2 172 200 192 197 195 201 201 180 196 159 202 190 199 198 1 181 200 0 125 194 132 198 198 201 200 205 199 205 200 EMERSON 204 199 200 200 204 198 195 “ “ 207 187 184 205 200 201 204 151 to reexamine the entire product. As in Product # 1, only the Frigidaire oven produced safe temperatures in each sample. The GE, LG and Sharp ovens all had at least one unsafe temperature in each of the three replicate tests. 46 198 207 202 202 196 139 205 201 1 150 “ “ 0 198 163 202 0 1 198 199 1 186 178 194 201 207 198 164 1 207 169 163 2 1 173 204 1 195 “ “ 198 UNSAFE TEMPERATURES 1 1 3 2 185 0 202 203 0 145 184 2 189 201 0 0 Despite carefully following of the manufacturer’s cooking instructions, the large number of tests performed in eight new 1100-watt and 1200-watt microwave ovens failed to produce safe cooking conditions for each food product in each oven. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. While taking great efforts to store, handle, cook and measure temperatures as carefully and reproducibly as possible, and running the tests in triplicate for each product in each microwave oven, none of the eight ovens was able to cook all of the products to a completely safe minimum temperature every time. These findings are summarized in Table VII, which shows the percentage of failure encountered in each oven, The best performance was seen in the Frigidaire microwave oven, which cooked two of the three products to the required minimum temperature every time, but then failed to achieve only safe temperatures in two of the three samples of the third product. The Magic Chef microwave oven failed in one of three samples in every product. Two GE and Sharp ovens performed particularly poorly since every sample of every product had at least one unsafe temperature. Based upon this, it is must be concluded that the cooking of NRTE frozen products in standard microwave ovens does not meet the criteria for food safety of reaching at least the minimum safe cooked temperature of 160 °F in every component every time. This means that consumers cannot be guaranteed safe cooking of these NRTE products in every microwave oven. Since it is important that microwave cooking guarantees safe temperatures for each NRTE product, and that the standard microwave ovens in the marketplace and in consumers’ homes are not likely to change, rather than removing these products from the marketplace, there are two possible approaches to achieve 100% food safety for NRTE products generally: (1) Improve the cooking performance of each NRTE product Manufacturers of NRTE products need to reexamine their products’ contents, design and heating instructions to improve the cooking performance across the vast number of microwave ovens being used by consumers. Given the dramatic difference in the size, wattage and other performance attributes of these ovens; and given the reluctance, and sometimes inability, of consumers to follow complicated instructions,3 the likelihood of success of this approach is small. (2) Improve the performance of microwave ovens. Over the years, there have been many attempts to improve the cooking performance of microwave ovens. One very intriguing approach is the development of “Smart” microwave ovens, as discussed in the Food Safety Forum at the 2011 IMPI Symposium #45. These ovens are controlled by internal computer logic to achieve optimum cooking results. This second approach is addressed by testing three smart ovens already described in the section Materials and Methods. Cooking in Smart Ovens The results of all the tests on the three products are shown in Tables VIII, IX and X. Note that there are no blue boxes in any Table, indicating that all the temperatures at every location, in every sample and for every oven exceeded at the required minimum temperature of 160 ºF. Table VII. % Failure of eight conventional microwave ovens. OVEN PRODUCT # 1 PRODUCT # 2 PRODUCT # 3 LG 100 67 100 GE Frigidaire Kenmore #1 100 0 100 Sharp 100 Magic Chef 33 Kenmore #2 Emerson 100 67 100 67 100 0 67 100 100 33 33 100 100 % Failure = (# replicates that failed / total number of replicates) x 100. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 100 67 33 47 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table VIII. Product # 1: Chicken Breast: product temperature after using TCP cooking code. THERMO COUPLE: 1 CHICKEN EDGE 2 CHICKEN CENTER 3 GRAVY EDGE 4 GRAVY EDGE 5 MASH POT EDGE 6 MASH POT CENTER LG 206 203 209 208 204 205 201 “ 209 182 196 206 198 198 194 TCP OVENS “ 190 161 KENMORE #1 209 “ 211 “ 211 KENMORE #2 199 “ 210 “ 210 205 211 202 204 201 213 211 213 182 200 214 205 210 202 204 205 178 0 203 201 205 202 211 205 207 197 210 210 220 208 207 199 212 FINAL REMARKS This research was conducted to determine whether by microwaving Not-Ready-to-Eat (NRTE) products it is possible to guarantee their ability to reach the safe temperatures, throughout 200 0 0 207 205 UNSAFE TEMPERATURES 200 208 210 A statistical comparison of the data on the performance of Standard vs. Smart ovens is summarized in Tables XI, XII, XIII. All the data, from each test, was analyzed to determine the Mean, Standard Deviation and Range of temperatures from highest to lowest in each sample. A visual inspection of the smart oven data indicates that the Mean temperatures are generally higher, Standard Deviation and the Range of temperatures are smaller in the TCP ovens. Simple T Tests of all the data and confirmed by ANOVA analysis, demonstrates that this is not only true, but the P values indicate that there is an “extremely significant difference in these aspects favoring the Smart (TCP) over the Standard microwave ovens. A smaller Standard Deviation and Temperature Range of the TCP samples means that there is less likelihood of extreme differences in temperatures in the food, i.e. areas that are hot while others are cool. The higher Mean temperatures favor food safety as they are more likely to exceed the minimum required temperatures. 48 206 7 PASS TEMPERAMASH POT TURE = 160 °F EDGE 196 203 0 0 0 0 0 0 the products, required to destroy any residual microorganisms that might cause foodborne illness. NRTE products are not fully thermally processed but require that consumers finish cooking them to the required safe temperatures. But, the home kitchen is a totally uncontrolled environment and consumers may not be able to fulfill the requirements for many reasons: not knowing their ovens’ microwave powers; often being impatient and following instructions imperfectly; many do not have an adequate kitchen thermometer, and if they do, not knowing how to use it; and more. Of course, every chef would say that proper cooking belongs in the hands of the cook. However, this really applies to conventional cooking where the cook normally follows a recipe or a well-known cooking procedure of at least several minutes. But using a microwave oven is in many ways similar to using the early Kodak cameras: one only needed to push a button and the camera did the rest. Similarly, these NRTE products tell the cook to set the cooking time suggested by the manufacturer and push a button to start the cooking process in the microwave oven. While it is usually suggested to adjust the cooking time to match the particular oven’s power, and to use a kitchen thermometer to check that the required temperatures have been achieved, these steps may not occur, or occur inadequately, for the reasons Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table IX. Product # 2: Beef: product temperature after using TCP cooking code. THERMO COUPLE: TCP OVENS 1 BEEF@EDGE CENTER AVERAGE TEMPERATURE (°F) @ EACH THERMOCOUPLE LOCATION 2 BEEF@CTR CENTER 3 BEEF@EDGE CENTER 4 SAUCE EDGE 5 SAUCE EDGE 207 192 205 208 201 LG 191 204 “ 180 207 “ 208 208 208 KENMORE #1 209 208 205 “ 208 206 203 “ 165 208 206 193 “ 209 187 206 205 196 209 204 204 206 162 207 201 206 209 KENMORE #2 “ 204 193 6 7 PASS TEMPERAVEGETABLE VEGETBLE TURE = 160 °F EDGE EDGE 191 194 178 174 178 189 195 179 199 199 204 198 201 211 188 176 204 UNSAFE TEMPERATURES 0 0 193 0 0 187 0 172 188 0 175 187 199 0 183 0 0 Table X. Product # 3: Turkey Breast: product temperature after using TCP cooking code. THERMO COUPLE: AVERAGE TEMPERATURE (°F) @ EACH THERMOCOUPLE LOCATION: 2 MASH POT CENTER 3 MASH POT EDGE 4 STUFFING EDGE 5 STUFFING CENTER 6 TURKEY CENTER 7 TURKEY EDGE PASS TEMPERATURE = 160 °F “ 208 209 209 172 206 203 203 200 205 206 192 185 202 207 0 0 KENMORE #1 206 209 210 208 209 202 202 0 205 206 206 205 206 TCP OVENS LG 1 MASH POT EDGE “ 198 KENMORE #2 195 207 “ “ “ 202 208 209 207 207 207 190 199 208 177 stated above. By using exacting temperature measurement techniques and handling procedures in these tests, it has been demonstrated that the cooking instructions provided by the manufacturer for standard microwave ovens are often inadequate to reach the required safe temperatures. This may is be primarily due to the lack of opportunity for conductive heat transfer to occur. This is Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 UNSAFE TEMPERATURES 206 203 203 0 206 197 206 202 0 207 206 209 207 203 191 199 206 205 204 0 0 0 especially important in cases where the food component is large in volume and mass, such as a chicken breast; in these tests it was difficult to heat the interior with microwaves because of the short penetration depth into the chicken and the lack of sufficient standing time to allow conductive heat transfer to occur. A good illustration of this is how one is instructed to cook a large piece of 49 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table XI. Product # 1: Chicken Breast: Statistical evaluation of the temperature data. MICROWAVE OVEN T GE 170.4 26.7 168.4 31.9 STD OVENS E M MEAN P E R STD DEV T U R Max. E S Min. Range 196 125 71 198 120 78 “ 165.3 LG 177.4 24.7 199 119 79 183.3 14.1 205 159 46 “ 20.3 A FRIGIDAIRE 189.9 12.1 201 150 52 “ 195.7 5.5 208 189 19 193.1 6.1 202 KENMORE #1 148.7 39.3 191 “ 155.1 43.6 195 “ 177.3 24.9 135 62 175.1 “ 195 131 “ “ 24.7 193 182 97 61 19 94 203 128 75 96 99 SHARP 159.1 31.5 201 120 81 KENMORE #2 181.0 17.2 204 157 47 “ 181.4 18.1 200 144 56 “ “ 149.1 47.5 179.7 19.8 197 87 198 145 MAGIC CHEF 181.4 18.1 201 155 “ 193.1 11.1 205 169 “ 186.1 16.5 206 111 53 46 167 39 36 EMERSON 190.3 12.2 203 162 41 “ 179.1 24.2 201 139 62 “ 178.4 28.1 205 140 64 AVERAGE 176.5 22.5 201.2 141.2 60.0 LG 205.1 2.7 211 200 12 TCP OVENS “ 192.7 KENMORE #1 202.4 “ “ “ 16.9 197.6 8.7 11.5 207.4 4.2 205.9 5.2 212 209 167 214 200 213 204.9 5.0 212 “ 209.1 6.2 220 AVERAGE P VALUE 50 205.1 203.4 5.9 <0.0001 E X 7.4 0.0004 T R E M E L Y 181 217 KENMORE # 2 “ 161 199 28 50 14 14 193 19 198 22 212 193 213.4 188.0 <0.0001 51 <0.0001 S I G N I F I C A N T 19 25.3 0.0003 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table XII. Product # 2: Beef: Statistical evaluation of the temperature data. MICROWAVE OVEN T GE 172.0 24.4 “ 154.0 36.7 STD OVENS “ E M MEAN 151.4 P E R STD DEV 198.2 138.1 60.1 185.6 128.4 56.2 187.6 103.5 84.2 “ 151.6 34.7 24.7 15.4 “ 167.6 32.5 KENMORE #2 147.1 36.9 “ 182.8 14.4 51.6 “ 193.3 192.7 143.3 191.1 65.4 196.8 65.1 49.3 97.1 99.7 198.6 100.7 97.9 200.5 154.4 46.1 15.4 198.5 149.5 49.0 10.3 201.0 176.6 24.4 EMERSON 165.2 34.8 “ 166.7 22.9 202.2 92.3 125.7 194.5 12.9 179.6 123.7 42.8 35.3 182.8 “ 188.8 160.1 123.0 202.9 17.1 181.3 72.0 13.0 156.2 “ 104.1 108.1 61.2 KENMORE #1 MAGIC CHEF 93.7 84.2 134.7 23.2 153.8 197.9 195.9 171.6 “ 61.0 88.3 “ 133.3 134.8 108.0 21.9 “ 195.9 195.0 171.7 173.7 Range 44.9 FRIGIDAIRE SHARP Min. 196.3 30.9 161.7 S 35.2 164.4 “ Max. E 160.1 “ 187.1 R 195.3 13.9 “ U 192.4 180.0 153.4 T 42.4 LG “ A 164.3 196.1 90.8 201.3 138.0 20.2 203.7 26.3 102.2 37.9 105.3 141.5 62.2 196.2 123.2 73.0 63.3 AVERAGE 166.8 LG 196.7 8.2 206.8 186.3 20.6 “ 196.6 9.6 208.3 179.5 28.7 17.2 208.6 206.0 161.0 45.0 209.2 174.4 34.8 TCP OVENS “ 199.8 11.9 KENMORE # 1 198.5 15.3 “ 198.9 11.2 “ 194.0 KENMORE # 2 188.4 16.0 “ 195.1 12.5 “ AVERAGE P VALUE 200.2 196.5 >0-0001 E X 208.3 172.6 36.9 208.4 174.6 33.7 211.1 12.4 208.5 0.0013 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 33.4 209.4 9.3 T R E M E L Y 174.9 >0.0001 156.6 180.8 173.4 >0.0001 S I G N I F I C A N T 52.0 30.3 35.0 >0.0001 51 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. Table XIII. Product # 3: Turkey Breast: Statistical evaluation of the temperature data. MICROWAVE OVEN T GE 185.9 “ 182.2 STD OVENS “ E MEAN M P E R STD DEV 23.1 A T U R Max. E S Min. Range 203.3 146.9 56.4 204.5 139.8 64.7 184.0 19.1 203.2 LG 179.4 29.9 200.9 117.6 83.3 “ 189.4 205.1 147.2 58.0 “ 27.5 157.9 188.1 15.6 202.4 FRIGIDAIRE 203.6 3.0 208.1 199.5 8.6 “ 198.9 5.2 203.2 187.8 15.4 “ “ KENMORE #1 “ “ SHARP “ “ KENMORE #2 “ “ MAGIC CHEF “ “ EMERSON “ 20.7 202.9 2.1 203.6 3.0 177.3 181.0 170.2 175.3 185.6 194.7 182.0 172.2 180.5 201.0 28.5 199.6 24.1 17.3 20.3 8.6 2.0 6.1 207.1 25.9 205.0 16.7 LG 203.6 KENMORE # 1 206.5 3.4 “ 205.3 1.2 “ 205.2 205.7 203.7 188.1 197.3 203.5 6.2 AVERAGE “ 204.7 202.3 22.7 TCP 0VENS 204.5 27.3 29.3 201.7 184.8 198.8 202.9 180.1 “ 204.6 24.7 7.2 202.0 208.1 17.9 199.9 197.9 205.3 5.5 13.8 3.8 204.8 200.5 203.7 154.5 45.3 199.4 199.5 135.0 141.1 124.7 128.2 140.4 179.8 130.7 123.0 137.6 182.4 182.9 199.0 187.4 139.9 129.5 47.9 6.0 8.6 66.1 63.4 74.9 70.7 64.0 24.8 72.2 80.4 64.8 23.3 20.8 5.8 19.7 60.6 75.4 156.9 46.9 190.9 17.9 210.3 200.4 9.9 207.1 201.2 6.0 208.9 209.1 209.3 170.7 196.1 38.4 13.2 KENMORE # 2 202.8 5.1 207.3 193.7 13.6 “ 201.9 6.2 207.6 190.0 17.6 “ AVERAGE P VALUE 52 199.9 202.8 0.0006 E X 11.7 6.3 0.0075 T R E M E L Y 210.0 208.7 0.000003 172.6 189.5 0.0032 S I G N I F I C A N T 37.5 19.2 0.0075 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. meat such as a 4 inch (10 cm) diameter beef roast in a microwave oven. Very little or no microwave energy will reach the center of the beef because the penetration depth is less than 1 cm, and so the cook is instructed to microwave the beef to an internal temperature of approximately 115 - 120 °F (46 - 49 ºC), removing it from the microwave oven, wrapping it in aluminum foil, and allowing it to stand for 15 or 20 min. while thermal conductivity raises the interior temperature to 125 - 135° F (52 - 57ºC). But, with the short microwave cooking and standing times suggested by the manufacturers there is simply not enough time for this conductive heat transfer to occur. It is not a fault of the microwave oven, but rather that the recommended cooking times and procedures are inadequate to produce the required result. A major strength of the smart oven technology employed in these tests is that it takes the control of the cooking procedure out of the hands of the consumer and replaces it with digitized computer control utilizing lower as well as full power levels, also employing rest times in the cooking cycle, thereby allowing conductive heat transfer to occur. The results found in this paper are not a condemnation of microwave ovens but rather define two major problems: a) Microwave power output claimed by the manufacturers is often much higher than the actual IEC measured power output. This is a significant problem since it misleads consumers into thinking that their ovens are much more powerful than they actually are, and therefore they follow cooking times that are probably too short. b) The whole concept of not fully thermally processing foods to be cooked by consumers is seriously flawed. What these temperature profiles indicate is that by simply following the heating instructions provided by the manufacturer, it is quite possible that the food will not reach safe temperatures and therefore can be considered a serious safety issue. of oven based upon testing a representative sample of their production. However, as demonstrated in this document, the output powers supplied by the manufacturers for these ovens are considerably higher than those measured by the IEC 705 procedure; these IEC values were only 70.9% to 87.8% of the claimed values, i.e. lower (note they were never higher). This is of great concern because the average consumer is unable to run this procedure or anything similar to it, and so must rely on the manufacturers’ numbers. This situation can result in the consumer not cooking the NRTE products long enough, since the food processors cooking instructions are based upon 1100 or 1200-watt ovens. The inadequate microwave cooking of NotReady-to-Eat products is shown by the distribution of temperatures in the components of each of the three products, highlighting those that are less than the required safe cooking temperatures. This demonstrates that even when the cooking instructions provided by the food processor are followed exactly, there are still places within components that may not have reached the required safe temperatures. The results show the failure rate in each oven; only one of the eight conventional ovens cooked one of the products successfully every time, and all three products failed each time to reach the minimum safe temperatures in three of the ovens. Whereas, the smart ovens reached the required safe temperatures in every test. It was not within the scope of these tests to determine the reason for these failures. It remains unknown whether using the actual ovens’ powers to adjust the cooking times would have been sufficient to provide the minimum safe temperatures every time. However, it is important that such a study be done and the results reported to consumers as well as food processors. CONCLUSION Microwave oven manufacturers use what is thought to be an average value for a particular model REFERENCES 1. Centers for Decease Control and Prevention (2010) “48 M Americans get sick from Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 ACKNOWLEDGEMENTS The tests were performed at the Department of Food Science and Technology, the University of Tennessee under the direction of Professor Federico M. Harte. PhD. 53 �Microware ovens and food safety: Preparation of not-ready-to-eat products... / Robert F. Schiffmann, et al. foodborne illnesses each year”. http://www.ift. org/food-technology/newsletters/ift-weeklynewsletter/2010/december/121510.aspx 2. IMPI (2011) “Consumer Uses and Attitudes Regarding Microwave Ovens and Microwavable Products”, 2011 Consumer Survey. International Microwave Power Institute, Mechanicsville VA. 3. Schiffmann R. F. (2005) “Techniques for Accurately Measuring Temperature in Static Liquids During Microwave Heating”, AMPERE 54 10 International Conference on Microwave and High Frequency Heating, September 12-15, Modena, Italy (2005). 4. US Food and Drug Administration (2011) “Safe Food Handling: What You Need to Know. Food Facts” http://www.fda.gov/food/resourcesforyou/ consumers/ucm255180.htm 5. Vadivambal R. and Jayas D. S. (2011) “Nonuniform Temperature Distribution During Microwave Heating of Food Materials – A Review”, J. Bioprocess 21 Technology, 3: pp. 161–171. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Vol. XVII, No. 64 �Eventos y reconocimientos I. INFORME DEL DIRECTOR DE LA FIME El pasado 3 de abril, se llevó a cabo la junta directiva en la que el M.C. Esteban Báez Villarreal, presentó su tercer informe de actividades, correspondiente a su segundo período como director de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. El M.C. Báez Villarreal presentó los resultados obtenidos a lo largo de su gestión, destacando la fortaleza académica, de investigación, vinculación, movilidad, cultura y deporte que mantiene esta dependencia. Agradeció el esfuerzo de todos los que integran esta escuela para contribuir a los logros de los que hizo mención en su informe. Al final del informe, en representación de los profesores de la FIME, el M.C. Roberto Alberto Mireles Palomares le entregó un reconocimiento de parte de los profesores por su trayectoria y labor desarrollada al frente de la facultad. II. TOMA DE PROTESTA DEL ING. JAIME A. CASTILLO ELIZONDO COMO DIRECTOR DE LA FIME El pasado 11 de abril tuvo lugar la toma de protesta como director de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, para el período 2014-2017, del Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, ante la Junta de Gobierno de la UANL presidida por el M.C. Juan Francisco Garza Támez. El Rector de la UANL, Dr. Jesús Ancer Rodríguez, le impuso la Medalla “Venera” y en su discurso reconoció que la FIME es una facultad interesada en la responsabilidad social y la vinculación con el sector industrial, con una planta docente de primer nivel. El Ing. Castillo Elizondo manifestó en su discurso que la ingeniería en México plantea nuevos retos que comprometen al fortalecimiento de la capacidad El M.C. Esteban Báez Villarreal rindiendo su tercer informe de actividades del segundo período. El Ing. Jaime A. Castillo Elizondo tomando protesta como director de la FIME para el período 2014-2017. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 55 �Eventos y reconocimientos y competitividad académica mediante procesos innovadores, y convocó a la comunidad de la FIME a trabajar juntos con una administración que integra la voluntad y capacidad para trascender en esta nueva etapa de la facultad. III. DEVELACIÓN DE FOTOGRAFÍA EN GALERÍA DE DIRECTORES El pasado 29 de abril fue develada la fotografía del MC. Esteban Báez Villarreal en la Galería de Directores de la FIME. En esta ceremonia estuvo presente el Rector de la UANL, Dr. Jesús Ancer Rodríguez, el Director de la FIME, Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, el Secretario General del Sindicato de trabajadores de la UANL, Dr. Oscar de la Garza Castro, así como otros ex-directores, como el Ing. José Antonio González Treviño, también Ex - Rector de UANL, el Ing. Rogelio Garza Rivera, actual Secretario General la UANL, y el Ing. Guadalupe Evaristo Cedillo Garza. En este evento, tanto el rector como el director reconocieron la labor realizada por el M.C. Báez Villarreal a lo largo de su gestión. Develación de la fotografía del MC. Estéban Baez Villarreal en la Galería de Directores, lo acompañan; a su izquierda, el Dr. Jesús Ancer Rodríguez, y a su derecha, el Ing. Jaime A. Castillo Elizondo y el M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera. I V. D I S T I N G U E N A F O R M A D O R E S D E UNIVERISTARIOS En la celebración del Día del Maestro presidida por el Rector de la UANL, Dr. Jesús Ancer Rodríguez, se reconoció la trayectoria de 67 56 docentes que han desarrollado su labor universitaria ininterrumpidamente durante 40, 45, 50, 55 y 65 años. Entre los homenajedos se encuentran el Ing. José Manuel López González, de la Facultad de Ingeniería Civil, quien cumple 65 años de servicio; el Dr. Roberto Moreira Flores, de la Preparatoria 15 cumple con 55 años. Con 50 años antigüedad están el Ing. Antonio Cayetano Garza de la FIME, el Dr. Benjamín Limón Rodríguez, de la Facultad de Ingeniería Civil; el Arq. Hugo Genaro Cortés Melo, de la Facultad de Arquitectura, y el Dr. Ricardo Alberto Rangel Guerra, de la Facultad de Medicina. Entre los profesores que cumplen 45 años se encuentran el MC. Roberto Villarreal Garza, de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. En este mismo grupo se encuentran también: el Dr. Glafiro Alanís Flores, de la Facultad de Ciencias Biológicas, el Ing. Edmundo Vaquera García, de la Facultad de Ingeniería Civil, y el Dr. Oliverio Welsh Lozano, de la Facultad de Medicina. Los profesores de la FIME en el grupo de 40 años de antigüedad son: el Ing. Guadalupe Barrios Alonso, el Lic. Oscar Amel Elizondo Zambrano, los M.C. Alfonso Abelardo Aguilar Ponce, Alfonso González Zambrano, Daniel Ramírez Villarreal, Heriberto Guzmán Hernández, José Rene Medina Cantú, Paz Vicente Cantú Gutiérrez, y Rafael Sanmiguel Flores. El Dr. Benjamín Limón Rojas dirigiendo un mensaje durante la celebración del Día del Maestro en la UANL. V. DIA DEL MAESTRO EN LA FIME El pasado 13 de mayo, con motivo de la celebración del Día del Maestro, se rindió homenaje a los profesores que cumplen 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �Eventos y reconocimientos y 55 años de labor docente y universitaria. El Director de la FIME, Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, entregó los reconocimientos acompañado por el Dr. Simón Martínez Martínez, Subdirector de Posgrado; el Dr. Arnulfo Treviño Cubero, Subdirector Académico; y el M.A. Francisco Jesús Barrera Cortinas, Subdirector Administrativo. También estuvo presente el M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera, Secretario General de la UANL y Ex-Director de la FIME. Los maestros con 15 años de antigüedad son: Dr. Azael Martínez de la Cruz M.C. Catarino Alcorta Aguilar Dr. Cesar Guerra Torres M.C. Elvira Huerta Montalvo Dr. Efraín Alcorta García M.C. Gerardo Treviño Castro Dr. Guadalupe Alan Castillo Rodríguez M.C. María Cristina Cantú Rodríguez Dr. Roger Zirahuen Ríos Mercado M.C. Rodolfo Rubén Treviño Martínez Dra. María Isabel Dimas Rangel M.C. Sandra Elizabeth del Río Muñoz Dra. Martha Patricia Guerrero Mata Con 20 años: Dr. Alberto Javier Pérez Unzueta M.C. Edgar Danilo Domínguez M.C. Carlos Alberto Porras Mata M.C. Fernando Montemayor Ibarra M.C. Claudia Elisa Luna Mata M.C. Roberto Penilla Leal M.C. Claudia García Ancira M.C. Víctor Imperial Fernández M.C. Daniel González Garza M.E.C. Magda Patricia Estrada Castillo Con 25 años: Dr. Francisco Eugenio López Guerrero Dr. Ubaldo Ortiz Méndez M.C. Aída Lucina González Lara M.C. Amanda Vázquez García M.C. J. Jesús Solache Mendoza M.C. Jesús Guadalupe Castañeda Marroquín M.C. José Luis Garza González M.C. José Manuel Rocha Núñez M.C. Juan Hernández Ibarra M.C. Juana María Gómez Urrutia M.C. Yolanda Gutiérrez Pimentel Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 Con 30 años: Ing. Alejandro Cahuantzi Maldonado Ing. Luciano Cortina Martínez M.C. Alfredo Mendoza Lozano M.C. Carlos Bernanrdo Garza Treviño M.C. Daniel Navarro Reyes M.C. Diana Margarita Martínez Martínez M.C. Edelmiro Leal Ochoa M.C. Elizabet Rodríguez García M.C. Jaime Facundo Villarreal Sánchez M.C. José Antonio Pacheco Arteaga M.C. José Ramón Martínez Salazar M.C. Leopoldo Rene Villarreal Jiménez M.C. María de Jesús Nañez Rodríguez M.C. Miguel Carrola González M.C. Nydia Esther Ramírez Escamilla M.C. Uriel Barrera Garza M.E.S. María Patricia Mireles Ontiveros Profesores que cumplen 30 años de docencia en la FIME, con el director. Con 35 años: M.C. Margarito Osvaldo Gaytán Reyes M.C. Francisco Humberto González González M.C. Víctor Vicente González Santibáñez M.C. Julián Eduardo Hernández Venegas Con 40 años: Ing. Guadalupe Barrios Alonso Lic. Oscar Amel Elizondo Zambrano M.C. Alfonso Abelardo Aguilar Ponce M.C. Alfonso González Zambrano M.C. Daniel Ramírez Villarreal M.C. Heriberto Guzmán Hernández M.C. José Rene Medina Cantú M.C. Paz Vicente Cantú Gutiérrez M.C. Rafael Sanmiguel Flores 57 �Eventos y reconocimientos Profesores que cumplen 40 años de docencia en la FIME, con el director. Con 45 años: M.C. Roberto Villarreal Garza Con 55 años: Ing. Antonio Cayetano Garza Garza Además, se otorgó el Reconocimiento por Trayectoria hacia la actividad docente al M.C. Jorge Antonio Treviño López y al M.C. Guadalupe Trujillo Sánchez por 25 años; al M.C. Manuel Ángel Guajardo Martínez, al M.E.S. Roberto González González; y a la M.C. Nicacia Mata Aranda por 30 años. Por primera ocasión se entrega el Reconocimiento Cátedra Honorífica, y se inaugura con el Ing. Leopoldo de Jesús Villarreal Robledo, a quien se le reconoce por su ejemplo de perseverancia y vocación de servicio para toda la comunidad universitaria. Ing. Leopoldo de Jesús Villarreal Robledo (izquierda), Reconocido con la Cátedra Honorífica; y el Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, Director de la FIME. 58 VI. PRESEA PARA EL RECTOR DE LA UANL El pasado 31 de mayo, el maestro José Reséndiz Balderas, Presidente de la Sociedad Nuevoleonesa de Historia, Geografía y Estadística (SNHGE), presidió la Sesión Solemne en la que el Dr. Jesús Ancer Rodríguez, Rector de la UANL, el Dr. Sergio Miranda Pacheco, investigador de la UNAM y el Dr. Daniel Jorge Sanabria Barrios, profesor del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores Campus Monterrey, recibieron la Medalla de Acero al Mérito Histórico “Capitán Alonso de León” 2014 como un reconocimiento por el apoyo a la publicación de materiales históricos o por promover la difusión del patrimonio cultural de la región. En la Sesión Solemne estuvieron presentes la profesora Juana Aurora Cavazos Cavazos, Secretaria de Educación en el Estado; el Dr. Israel Cavazos Garza, cronista oficial de Monterrey, y el maestro Mario Treviño Villarreal, Secretario General de la Sociedad. De izq. a derecha: Dr. Sergio Miranda Pacheco, Dr. Jesús Ancer Rodríguez y Dr. Daniel Sanabria Barrios. VII. TOMA DE PROTESTA DEL COMITÉ EJECUTIVO DE LA ANFEI El pasado 6 de junio, durante la XLI Conferencia Nacional de Ingeniería, el Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, director de la FIME, rindió protesta como presidente de la Asociación Nacional de Facultades de Enseñanza de Ingeniería (ANFEI) para el período 2014-2016. La ANFEI promueve la colaboración entre los miembros, con el fin de mejorar los planes de estudio y la infraestructura, a través de la vinculación entre instituciones y organismos con el propósito de formar a los mejores ingenieros del país. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �Eventos y reconocimientos El director de la FIME, Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, como presidente de la ANFEI, acompañado de otros miembros de la asociación. VIII. MAESTRÍA EN NANOTECNOLOGÍA El Honorable Consejo Universitario aprobó la creación del programa educativo de Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Nanotecnología, para impartirse en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica en modalidad escolarizada a partir del 4 de agosto de 2014. El alcance de este programa de ciencia básica se extiende desde la generación de conocimiento, a través de la investigación científica básica, hasta el desarrollo tecnológico y la ingeniería de nanoestructuras, para preparar profesionistas expertos en las diversas áreas que engloba la nanotecnología. Algunos participantes de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Nanotecnología: Dr. Jorge Aldaco Castañeda, Dr. Leonardo Chávez Guerrero (Coordinador de esta maestría), Dr. Luis Alberto López Pavón, Dra. Selene Sepulveda Guzmán, Dra. Sugehedy Y. Carranza Bernal, Dr. Mario Alberto García Ramírez, Dr. Raúl Lucio Porto y el Dr. Javier Morales Castillo. IX. MOVILIDAD ACADÉMICA ESTUDIANTIL El pasado 20 de junio se reunieron con el Ing. Jaime A. Castillo Elizondo, Director de la FIME; el Dr. Francisco Ramírez Cruz, Subdirector de Relaciones Internacionales; el Dr. Simón Martínez Martínez, Subdirector de Posgrado; el Ing. Raúl Mario Montemayor Martínez, Presidente de Fundación PROFIME; y la MC. Lizbeth Habib Mireles, Coordinadora de Movilidad Académica, los 39 estudiantes que participan en el Programa de Movilidad Académica Internacional de la FIME que en el semestre Agosto-Diciembre 2014 estarán tomando cursos de ingeniería en Alemania, Francia, Chile, España, Portugal, Canadá Australia, Irlanda y Estados Unidos. Grupo de alumnos que participan en el Programa de Movilidad Académica Internacional de la FIME. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 59 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL * Abril - Junio 2014 Iker Iván Muñoz Esquivel, Maestría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 3 de abril. Fabiola Esther Domínguez Sánchez, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 4 de abril. Karina Cervantes Juárez, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 7 de abril José Francisco Treviño Casas, Maestría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 8 de abril. Elva Nancy Ramírez Chávez, Maestría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 8 de abril. Jo rg e Luis Gon zá lez Dí az, M aes tría e n Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 9 de abril. Fernando Campuzano Romero, Maestría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 9 de abril. I rv in g Pi ca ss o He rnán dez , M aest rí a en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 10 de abril. Sonia Patricia Sánchez Alemán, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 11 de abril. David León Garza, Maestría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 29 de abril. * Información proporcionada por el Departamento de Titulación y Movilidad Académica del Posgrado, de la FIME-UANL. 60 Juan Jos é Lópe z Arellano , Ma estría en Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 30 de abril. Leonel Romero Legorreta, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 30 de abril. Federico Rodela Luna, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 30 de abril. Jesús David Peña Aguilar, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Análisis y simulación de procesos estocásticos en redes de interacción”, 8 de mayo. D ory S i s l ay A l d ac o Na va , M a es t r í a e n Administración Industrial y de Negocios (Por materias), 12 de mayo. Ruth Lizeth Zamarrón Castro, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Modelos enteros para el problema de empaquetamiento de círculos en un contenedor rectangular”, 12 de mayo. Rafael Escamilla Salazar, Maestría en Ingeniería (Por materias), 12 de Mayo Nallely Sarahy Bazaldúa Frías, Maestría en Logística y Cadena de Suministro (Por materias), 14 de mayo. Edgar Alejandro González Lumbreras, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Especialidad en Telecomunicaciones “Estudio del tráfico telefónico de una red celular basado en el protocolo de señalización ISUP”, 16 de mayo. Rogelio Humberto Villarreal López, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 23 de mayo. Juan Antonio Banda Moreno, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Estudio de un algoritmo Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL heurístico híbrido basado en la teoría de campo medio aunado a una búsqueda local”, 30 de mayo. Daniel Alberto García Montoya, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 30 de mayo. Adrián Martín Cobos, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Orientación en Energía Térmica y Renovable, “Implementación de un sistema de control de alta precisión en temperatura para una cámara de clima controlado”, 30 de mayo. Jaime Alejandro Martínez Torres, Maestría en Ingeniería, (Por materias), 2 de junio. Juan Carlos Monsiváis Garza, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 5 de junio. Ernesto Alejandro Moreno García, Maestría en Ingeniería, (Por materias), 6 de junio. Rosa Liliana González Arredondo, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Metaheurísticas aplicadas a la planificación de orden parcial”, 6 de junio. Mauricio Bernardo Olvera Sánchez, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales “Efecto de In2O3 sobre las propiedades eléctricas y microestructurales de un varistor basado en SnO2”, 6 de junio. Manuel Alejandro Elizondo de la Garza, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 10 de junio. Denisse del Carmen Pérez Morín, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias) ,10 de junio. Nancy Aracely Arellano Arriaga, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Un enfoque biobjetivo al problema del reparador”, 11 de junio. Serguei Francisco Rodríguez Anicherikov, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 11 de junio. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 Rafael Ávila Acosta, Maestría en Ingeniería, (Por materias), 12 de junio. Dagoberto Ramón Quevedo Orozco, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Optimización del problema de P-Centro capacitado”, 16 de junio. Ileana Ivette Guel González, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 17 de junio. Alejandro Rodríguez Arredondo, Maestría en Logística y Cadena de Suministro, (Por materias), 17 de junio. Ángel Mario Cantú Morales, Maestría en Ingeniería de la Información, (Por materias), 19 de junio. Dory Angélica Álvarez Porras, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas “Diseño óptimo de rutas para una empresa que brinda servicios de paquetería y logística”, 20 de junio. Erika Marlene Oviedo Muñoz, Maestría en Administración Industrial y de Negocios, (Por materias), 20 de junio Ana Laura Hernández Contreras, Maestría en Logística y Cadena de Suministro, (Por materias), 23 de junio. Oscar Chacón Martínez, Maestría en Ingeniería, (Por materias), 24 de junio. Jaime Elihezer Valadéz Ramos, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales “Ataque corrosivo por vidrio fundido en refractarios AZ5 producidos con materias primas alternas dopados con nano partículas de SiO2 y ZrO2”, 26 de junio. Jorge Iván Miguel Reyes, Maestría en Administración Industrial y de Negocios “Sistema de implementación de manufactura esbelta”, 27 de junio. Karen Denisse Martínez Torres, Maestría en Logística y Cadena de Suministro, (Por materias), 27 de junio. 61 �Acuse de recibo JOURNAL OF MATERIAL ENGINEERING AND PERFORMANCE ELECTRIC POWER COMPONENTS AND SYSTEMS La revista Journal of Materials Engineering and Performance ofrece artículos relacionados con los retos de ingeniería en el día a día. Incluye los aspectos de selección de materiales, diseño, caracterización del procesamiento y evaluación, mejora de las propiedades de los materiales a través de procesos y control de procesos de fundición, formando, tratamiento térmico, modificación superficial y revestimiento, y su fabricación. Se dan ejemplos de ensayo y caracterización a través de pruebas mecánicas y físicas, ECM, metalografía, análisis de fallas, resistencia a la corrosión, el análisis químico, caracterización de la superficie, y microanálisis de superficies, características y fracturas. Esta revista (ISSN: 1059-9495) es una publicación que se puede consultar en la página. http://www. springer.com/ Electric Power Components and Systems, es una revista arbitrada que publica trabajos teóricos y aplicados con el amplio campo de la electromecánica, máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Los temas incluyen: nuevos métodos de diseño, cálculo y diseño; avances en los materiales utilizados en máquinas eléctricas, control de estado sólido de máquinas eléctricas; motores lineales; nuevos tipos de máquinas eléctricas; campos electromagnéticos en los convertidores de energía; los aspectos de control de máquinas eléctricas; planteamiento del sistema eléctrico; fiabilidad y la seguridad; transmisión y distribución; despacho y programación; de alto voltaje de los sistemas de corriente continua; protección de la red eléctrica. Esta revista con ISSN: 1532-5008 también publica artículos de revisión y se puede consultar en http://www.teylorandfrancis.com/journals Bertha Idalia González Reyes Norberto Alexis Martínez Ascencio 62 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �Colaboradores Castillo Elizondo, Jaime Arturo Ingeniero Administrador de Sistemas de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (1993) y Maestro en Administración con especialidad en Recurso Humano de la Facultad de Ciencias Químicas (1998) de la Universidad Autónoma de Nuevo León, y Doctor en Educación por el Instituto de Educación Superior José Martí. Ha sido profesor de la FIME desde 1993, cubriendo además diferentes funciones administrativas, como la de Subdirector de Vinculación (2008-2014) y actualmente la de Director de la FIME. Carranza Hernández, Fernando Augusto Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones (2012) FIME-UANL. Actualmente es alumno de la maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con énfasis en telecomunicaciones. Corona Chávez, Alonso Obtuvo la licenciatura en Ingeniería Electrónica y Comunicaciones en el ITESM, México y el doctorado en la Universidad de Birmingham, Reino Unido en 2001. De 2001 a 2004 fungió como ingeniero de microondas para CryoSystems Ltd (Reino Unido), donde desarrolló subsistemas de microondas superconductivos para telecomunicaciones. Además fue investigador honorario en la Universidad de Birmingham (2001 - 2004). En septiembre de 2004 se incorporó al Gran Telescopio Milimétrico, INAOE donde actualmente es investigador titular en la coordinación de electrónica. Garza Tovar, Lorena L. Licenciada en Química Industrial por la UANL, tiene Maestría en Química Inorgánica por la UANL y Doctorado en Química con orientación en Estado Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 Sólido por la Universidad Autónoma del Estado de México. Actualmente es Profesor de Tiempo Completo de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Obtuvo el premio de Investigación UANLIngeniería en 2000 y 2008. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I Guzmán Nieto, Michelle Egresado de la carrera de Ingeniero en Aeronautica. En el año 2010 representó a la FIME en el (INSA) Instituto Nacional de Ciencias Aplicadas de Lyon en Francia como estudiante de intercambio. A su regreso comienza a trabajar como becaria del departamento de dinámica estructural del (CIIIA) (Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica). Hernández Carrillo, Rubí A. Licenciada en Química Industrial y Maestra en Química de los Materiales por la UANL. Actualmente es estudiante del Programa Doctoral en Química de los Materiales en la Facultad de Ciencias Químicas en la Universidad Autónoma de Nuevo León. Ledezma Ramírez, Diego Francisco Ingeniero Mecánico Electricista por la Universidad Autónoma de Nuevo León, doctorado en vibraciones mecánicas por el Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton. Cuenta con reconocimiento de profesor con perfil deseable PROMEP, y SNI nivel C. Actualmente es profesor investigador en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León. Olvera Cervantes, José Luis Licenciado en Física y Matemáticas por el Instituto Politécnico Nacional (IPN) en México D. F. También 63 �Colaboradores obtuvo la maestría y el doctorado en electrónica y telecomunicaciones del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, B. C. México en 2005 y 2008 respectivamente. Puente Ramírez, Norma Patricia Doctora en Ciencias por la Universidad Autónoma de Baja California, campus Ensenada. Profesor de tiempo completo de la FIME-UANL, desde 2011. Miembro del SNI nivel C. Rodríguez Morales, Gustavo Licenciado en física graduado de La Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas en la Universidad Autónoma de Nuevo León en 1996. Maestro y Doctor en ciencias graduado de el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica en 1999 y 2003 respectivamente. Desde 2007 es profesor investigador en la FIME-UANL. Sánchez-Cervantes, Eduardo M. Licenciado en Ciencias Químicas por el ITESM y Doctor en Ciencias Químicas con orientación en Química del Estado Sólido por la Universidad Estatal de Arizona (USA). Actualmente es Profesor de Tiempo Completo de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL y obtuvo el premio de Investigación UANL-Ingeniería en 2007 y el premio de Investigación UANL-Ciencias Exactas en 2007, 2008 y 2011. Es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias y del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I. Schiffmann, Robert F. Ingeniero egresado de Columbia University y Maestro en Ciencias en Química y Física Análitica de la Universidad de Purdue. Cuenta con más de 50 años de experiencia en procesos industriales con microondas, incluyendo trabajos en investigación y desarrollo, así como cursos y seminarios sobre teoría y aplicaciones de microondas durante los últimos 30 años. Entre otras actividades profesionales, es miembro fundador de la Association for Microwave 64 Power in Europe for Research and Education (AMPERE), miembro del Microwave Working Group y Presidente del International Microwave Power Institute. (IMPI). Sosa Morales, María Elena Ingeniero de Alimentos por la Universidad de Guanajuato, Maestría en Ciencia en Alimentos en la Universidad de las Américas Puebla y Doctorado en Ciencia de Alimentos en el Instituto Tecnológico de Veracruz. Tapia González, Pablo Ernesto Ingeniero Mecánico Electricista (2003) y Maestro en Ciencias de la Ingeniería de Manufactura con especialidad en Diseño de Productos (2005) egresado de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, actualmente estudia el Doctorado en Ciencias de la Ingeniería Aeronáutica en la misma institución. Trabajó para Industrial Mexicana (2006) como Ingeniero de Diseño de Torres de Enfriamiento. Torrealba Meléndez, Richard Licenciado en Electrónica por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP). Maestro en Electrónica y Telecomunicaciones del Centro de Investigación Científica y Educación Superior (CICESE) en Ensenada, Baja California, México. Actualmente realiza estudios de Doctorado en Electrónica en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en Puebla, México. Torres Gonzalez, Luis C. Licenciado en Química por la UDEM, Maestría en Fisicoquímica por el CINVESTAV y Doctor en Electroquímica por la Universidad de Estrasburgo (Francia). Actualmente es Profesor de Tiempo Completo de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL. Obtuvo el premio de Investigación UANLCiencia en 2001. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �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, precisión 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. No se aceptan reportes que muestren solamente mediciones. Los artículos deben presentar los resultados de las mediciones acompañados de su análisis detallado, un desarrollo metodológico original, una manipulación nueva de la materia o ser de gran impacto y novedad social. Sólo se aceptan modelos matemáticos que sean validados científicamente dentro del propio trabajo. No se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe un análisis de correlación Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 para su validación. No se aceptan protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntos. 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, en CD o por e-mail a la dirección: revistaingenierias@gmail.com El título del artículo no debe exceder de 80 carácteres. 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 de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, 1er. piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 Fax: 8332-0904 E-mail: revistaingenierias@gmail.com 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 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 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 autores deben incluir a los coautores fallecidos que cumplan con el criterio de coautoría, asentando la 66 fecha de su muerte. 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 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-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 �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. 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 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 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. Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año XVII, No. 64 El editor debe ejercer su responsabilidad y la autoridad para aceptar o rechazar un artículo enviado para su publicación. 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. 67 �68 Ingenierías, Julio-Septiembre 2014, Año. XVII, No. 64 ��� 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 2014 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 17 Número Número de la revista 64 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, 2014, Año 17, No 64, 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 01/07/2014 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 2020827 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 Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Rights Information about rights held in and over the resource 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 Amortiguamiento Conductividad eléctrica Histéresis Líquidos iónicos Propiedades dieléctricas