Facultad de Ciencias Naturales y Exactas

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Desarrollo de biosensores amperométricos serigrafiados modificados con materiales híbridos metal-gráfito, portátiles y de bajo costo para la detección de ácido láctico.

Loaiza, Oscar A. | 2020

Este trabajo describe la construcción de tres biosensores serigrafiados amperométricos para la detección y cuantificación de lactato, la fabricación del biosensor se llevó a cabo utilizando nanopartículas de Pt y Pt-Ru soportadas en polvo de grafito Vulcan XC-72©, los biosensores fueron fabricados por inmovilización física de la enzima lactato oxidasa (LOX) sobre la superficie de electrodos serigrafiados modificados con los híbridos dispersados en cloruro de polidialildimetilamonio (PDDA). Los biosensores obtenidos muestran límites de detección de 8,55 ¿mol/L para el biosensor Pt/Vulcan, 8,76 ¿mol/L para el biosensor PtRu/Vulcan 14-7 y 4,05 ¿mol/L para el biosensor PtRu/Vulcan 10-10

Cálculo eficiente del estimador jackknife agrupado para mínimos cuadrados lineales.

Martínez Romero, Héctor Jairo | 2011

El algoritmo estándar que calcula el Estimador Jackknife para Mínimos Cuadrados Lineales (EJMCL) requiere un número de operaciones del orden O(m2n2) + O(mn3), donde m es el tamaño de la muestra y n es el número de parámetros a estimar, lo cual hace que calcular el EJMCL sea muy costoso computacionalmente hablando. Sin embargo, Martínez & Sanabria, lograron obtener un algoritmo mucho más eficiente, disminuyendo el número de operaciones al orden O(mn)+O(mn2), haciendo posible calcular el EJMCL a un costo considerablemente bajo

Teorema de existencia de particiones de la unidad en una variedad diferenciable.

Quintero Vélez, Alexander | 2016

El objetivo principal de este trabajo es demostrar el teorema de existencia de particiones de la unidad en una variedad diferenciable arbitraria. Así mismo se buscan examinar algunas de sus aplicaciones como el lema de Urysohn, el teorema de extensión de Tietze y el teorema de Whitney. Con esta intención se seguirá el siguiente esquema: En el primer capítulo se introducirán los conceptos de la topología fundamental necesarios para desarrollar las temáticas siguientes, como son espacios topológicos, aplicaciones continuas y axiomas de separación. En el segundo capítulo se presentarán los conceptos de variedad diferenciable junto con algunos ejemplos, aplicaciones diferenciables, espacio tangente y aplicación lineal tangente. En el tercer y último capítulo se abordará directamente el tema central de este documento, presentando algunos resultados de la topología de variedades diferenciables, siguiendo con particiones diferenciables dela unidad para así presentar el teorema de existencia de particiones de la unidad en una variedad diferenciable y finalizar con algunas aplicaciones de este teorema

Elementos del proceso de poisson.

Marmolejo Lasprilla, Miguel Angel | 2020

El proceso de Poisson, es un proceso de conteo estocástico que surge naturalmente en diversas situaciones cotidianas. El presente trabajo abarca diferentes definiciones del proceso de Poisson y discute varias de sus propiedades. Para ello, se estructuraron los temas de la siguiente manera: En el Capítulo 1, de los preliminares, se dan a conocer todas las herramientas probabilísticas implementadas para su desarrollo. El Capítulo 2, introduce todo lo pertinente a la distribución de Poisson (definiciones, propiedades, etc.), haciendo énfasis en las relaciones que tiene con las distribuciones Binomial y Multinomial. A partir del Capítulo 3, se explica qué es la distribución Exponencial, su caracterización por medio de la propiedad de falta de memoria y, se deducen las distribuciones de varias variables aleatorias relacionadas con sumas nitas de variables aleatorias independientes e idénticamente distribuidas con distribución Exponencial. El contenido central se encuentra en el Capítulo 4, se desarrolla con detalle la construcción del proceso de Poisson dando algunas definiciones y mostrando las equivalencias entre estas. Además, se observan las propiedades y las relaciones a distribuciones de probabilidad bien conocidas y se menciona brevemente el proceso compuesto de Poisson. Por último, en el Capítulo 5, se evidencian algunas aplicaciones de procesos de Poisson que nos muestran la gran versatilidad del mismo

Tratamiento de aguas residuales provenientes de un cultivo de tomate contaminadas con mancozeb y lambda-cihalotrina aplicando un proceso de fotocatálisis solar acoplado a un sistema biológico a escala piloto.

Benítez Vásquez, Luis Norberto | 2013

En los cultivos de tomate son empleadas altas cantidades de pesticidas con el fin de garantizar buena producción y rendimiento de las cosechas, los más utilizados para esta práctica son el Mancozeb y Lambda-cihalotrina, caracterizados por su amplio espectro de acción fungicida e insecticida respectivamente, que tras su aplicación excesiva generan aguas residuales contaminadas con sustancias recalcitrantes causantes de un grave problema de contaminación ambiental. El tratamiento de esta clase de aguas residuales es complejo debido a la baja biodegradabilidad de los contaminantes orgánicos presentes; lo cual ha hecho necesario implementar sistemas de tratamiento eficientes para descontaminación de este tipo de aguas residuales. En este estudio se implementó unsistema fotocalítico-biológico para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales provenientes de cultivos de tomate. En primera instancia se optimizaron las condiciones de fotocatálisis (6,75 ppm Fe2+ y 235 ppm H2O2) partiendo de un diseño central compuesto (DCC), la degradación fotocatalítica de ambos pesticidas y de su mezcla (50 ppm cada uno) se llevó a cabo utilizando en un colector parabólico compuesto (CPC), además se estudió la evolución de la biodegradabilidad de las aguas con el tiempo de fototratamiento. Los resultados obtenidos revelan un 100% de degradación de etilentiourea (principal producto toxico de la hidrolisis del mancozeb) con baja mineralización al cabo de 30 minutos de fototratamiento; por su parte el pesticida lambda-cihalotrina se degradó un 53.2% con una mineralización del 80,6% a las 3 horas; mientras que para la mezcla de los pesticidas se obtuvo una degradación del 100% y 37,1% para etilentiourea y lambda-cihalotrina respectivamente, con una mineralización del 61,7%. Los estudios de biodegradabilidad por medio del test de Zahn-Wellens confirmaron que las soluciones fototratadas son biodegradables y pueden ser vertidas a un sistema biológico completando su mineralización. La eficiencia del acople fotocatalítico-biológico oscilo entre un 69,3% y 70,8%, con un aporte en la remoción de carbono orgánico del 58,3% por parte del fototratamiento y de un 11,0% a un 12,5% por parte de los sistemas biológicos. Lográndose finalmente con este sistema acoplado, la eliminación total de estos pesticidas en un efluente agroindustrial, con una alta remoción de carga orgánica que oscila entre un 93,6 y 100%

Propiedades electromagnéticas de aislantes topológicos en movimiento.

Granada Echeverry, Juan Carlos | 2020

El propósito este trabajo fue estudiar las propiedades electromagnéticas de aislantes topológicos en movimiento. Para este fin, fue necesario desarrollar el formalismo de aislantes topológicos en movimiento, el cual permite obtener tanto las relaciones constitutivas de los campos electromagnéticos como la reestructuración de las condiciones de frontera en un aislante topológico en movimiento asociadas a la presencia del parámetro topológico y al movimiento relativo del sistema. Estas expresiones generalizan tanto las relaciones constitutivas de los campos electromagnéticos en dieléctricos en movimiento desarrollado por Minkowski como las ecuaciones que describen los campos electromagnéticos en aislantes topológicos en reposo halladas por Wilczelk

Electrodinámica escalar para dispersión de mesones π a bajas energías.

Tostado Robledo, Sergio Lennin | 2020

Electrodinámica escalar para dispersión de mesones π a bajas energías Desde el marco de la teoría cuántica de campos, la descripción de los estados ligados de quarks, como protones y neutrones, es elusiva en la región de bajas energías de interacción pues están dominantemente bajo la influencia de la fuerza de color. En este régimen, no es aplicable el cálculo perturbativo de Feynman usual en términos de la teoría subyacente, la cromodinámica cuántica (QCD), debido a los grandes valores que puede tomar la constante de acoplamiento fuerte. En vista de dicha dificultad, algunos métodos alternativos se pueden usar como herramientas para extraer información indirecta de las estructuras fundamentales mediante el estudio de las propiedades globales del hadrón, como su carga eléctrica. En este trabajo se estudia la electrodinámica cuántica escalar (SQED) con el objetivo de tener una primera aproximación sencilla en la descripción de la interacción electromagnética de los piones cargados π ± y servir a su vez como introducción la teoría cuántica de campos. Primero, se realiza una Revisión de los conceptos básicos referentes al tratamiento cuántico de los campos y la obtención de las reglas de Feynman para los procesos de dispersión. Luego, proponemos y desarrollamos la descripción de la interacción electromagnética para piones mediante un campo escalar complejo (Klein-Gordon) acoplado al campo electromagnético. Calculamos las secciones eficaces de dispersión para los procesos de Compton, π ±γ → π ±γ, fotoproducción, γγ → π +π −, y realizamos una comparación con las mediciones experimentales disponibles

Caracterización química in-silico de interacciones proteína-proteína tipo dominio-motivo para el estudio de las actividades patógeno-hospedero en modelos virales.

Materón Cañarte, Lina Johanna | 2020

Técnicas de regularización, y los problemas del coeficiente en la ecuación de transmisividad y la geometría de las distancias.

Hinestroza Gutiérrez, Doris | 2019

Este trabajo está dividido en tres capítulos: un primer capítulo dedicado principalmente a la teoría general de regularización, el segundo se encarga del problema de la geometría de las distancias y el tercero del problema de identificación del coeficiente en la ecuación de transmisividad. En el primer capítulo se establece las definiciones de problemas directo e inverso asociado a un fenómeno a estudiar, además de establecer lo que es un problema mal planteado o mal condicionamiento, definición atribuida a Hadamard en 1903. Dichos conceptos se ilustran por medio de algunos ejemplos de interés que son ampliamente conocidos en la comunidad matemática. Además, se presenta una forma de resolver el mal condicionamiento del problema mediante las llamadas técnicas o métodos de regularización, las cuales se de nen en este capítulo y además se presentan tres métodos que serán utilizados en los capítulos anteriores: el método de molificación, de Landwber y de Tikhonov. Por último, se presentan los resultados concernientes a la regularización de problemas poco densos, un campo de estudio que empieza a tomar cierta relevancia dentro de la teoría de los problemas inversos. En el segundo capítulo, se realiza un estudio del problema de la geometría de las distancias. Aquí, se define el problema, se resaltará su importancia teórica y aplicada de este, se presentará una idea intuitiva utilizando conceptos provenientes de la geometría y se se formalizará matemáticamente mediante el empleo de los conceptos de grafo y de realización. En este capítulo también se presentan algunos ejemplos de este problema en 2 y 3 dimensiones, se estudia el mal condicionamiento del problema, se hará un estudio detallado de la solución clásica de este problema y se aplica el método de regularización de Tikhonov para encontrar una mejor solución del problema. El último capítulo se sientan las bases sobre el problema de identificación de coeficiente en la ecuación de transmisividad. En este capítulo, se presentará la motivación que subyace a esta ecuación, se solucionarán tanto el problema inverso como el directo y se aplicará un método propuesto por la directora de este proyecto de investigación y desarrollado por el estudiante a cargo, para encontrar la solución de este problema. Es importante mencionar que este método ayuda a solucionar diferentes ecuaciones diferenciales, sus detalles teóricos se encuentran dentro del trabajo de investigación y su eficacia se comparo con otros métodos de regularización mediante el desarrollo de algoritmos s en el programa de cálculo numérico Mathematica 9.0.

Teoría de Representación para PMVf-álgebras Producto.

Poveda, Yuri Alexander | 2020

En este trabajo de investigación, se establece de manera explícita la equivalencia categórica entre una subvariedad propia de la clase de PMV -álgebras que llamaremos PMVf -álgebras (PMV -álgebras de funciones), y la categoría de los fu-anillos semi-low. Esta representación categórica se realiza con el espectro primo de las MV -álgebras, a través de la equivalencia entre MV -álgebras y lu-grupos establecida por Mundici, pero desde la perspectiva de Dubuc-Poveda, que extiende la construcción definida por Chang para cadenas. Como caso particular, se caracterizan los fu-anillos asociados por esta equivalencia a las álgebras de Boole. Se estudian algunos anillos de funciones continuas a trozos de [0, 1] en [0, 1] cuyos componentes están constituidos por un número finito de polinomios con coeficientes enteros. Estos casos de ¿curvas algebraicas¿ (curvas tratadas como ceros de los polinomios que la componen), corresponden a una subclase de PMVf-álgebras relacionadas con las PMVf-álgebras libres de la variedad generada por el intervalo [0, 1], HSP[0, 1]. Por último, dado que la categoría de f-anillos con unidad fuerte contiene una clase de anillos no unitarios, como por ejemplo algunos ideales principales en el anillo de funciones continuas con valores en un espacio topoló-gico compacto, probamos así la co-extensividad de una categoría esencialmente diferente a la categoría de anillos conmutativos unitarios. Como consecuencia, obtenemos la co-extensividad de algunas subcategorías plenas de las MV -álgebras con producto, a través de la equivalencia entre las PMVf-álgebras y los fu-anillos

Electrochemical synthesis of nanostructured TiO2 thin films: surface characterization

Torres Hernandez, Walter | 2015

This work describes the electrochemical synthesis of nano-structured TiO2 films on titanium substrates in mixed water-ethylene glycol solutions containing HF or NH4F. The major electrolysis variables such as cell voltage, electrolyte composition, and synthesis time affect the morphology of the films. While films with irregular morphologies were attained in acidic media, films showing regular nanotubular structures were attained under neutral pH conditions. The length of the tubes, the tube diameter and other features heavily depend on the content of NH4F in the electrolysis medium and the time of the reaction. The presence of water influences the formation of ribs around the tubes and of irregular deposits on the tubes mouth. Increasing the cell voltage decreases the thickness of the tube walls. If the electrolysis time is sufficiently large, the internal walls of the tube break open and the interior of the films exhibit a cave-like structure. XRD analysis shows that the films prepared at room temperature are amorphous bur crystalline anatase and rutile structures develop upon annealing in the temperature range between 300 and 700 °C.

Study of doublon dynamics in optical lattices : spin chains and perspectives on quantum control

Madroñero Pabón, Javier | 2015

Motivados por los recientes experimentos en simulación cuántica y los avances en control coherente, ambos haciendo uso de gases cuánticos ultrafríos en redes ópticas, hemos estudiado temáticas particulares dentro de cada una de estas dos grandes áreas de la física cuántica moderna. Hemos dedicado la primer parte de esta tesis al estudio de modelos de magnetismo cuántico en una dimensión, especialmente la cadena XXZ, esto usando un modelo de Bose Hubbard en la aproximación de una sola banda energética para bosones ultrafríos en una red óptica unidimensional. Establecimos una conexión entre el sistema atómico y el sistema magnético gracias a la propagación de una excitación, denominada dipolo (par ocupación doblón-hueco) del sistema atómico en el contexto de una red inclinada. En un segundo capítulo hemos explorado, con un modelo de Bose-Hubbard en la aproximación de dos bandas energéticas, la dinámica entre bandas que se puede establecer mediante la inclusión de un término que acople ´estas a partir de ocupaciones dobles de los sitios de red en la banda inferior.

Estudio térmico, eléctrico y morfológico de membranas nanoestructuradas basadas en polivinil alcohol (PVA), quitosan (Cs), ácido hipofosforoso H3PO2 y óxido de Niobio Nb2O5

Diosa Astaiza, Jesus Evelio | 2016

Se estudiaron las propiedades térmicas, eléctricas y morfológicas de las membranas nanoestructuradas basadas en Polivinilalcohol (PVA), Quitosan (CS), ácido hipofosforoso (H3PO2) y Oxido de Niobio (Nb2O5). Usando las técnicas de calorimetría de barrido diferencial (DSC), análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopia de impedancia (IS) y Difracción de Rayos X (DRX) para caracterizar los sistemas poliméricos. Se estudiaron las combinaciones de PVA-Cs 80:20 a las cuales ya se les habían estudiado las propiedades eléctricas y térmicas.

Solving dirac equation for H2+ using B-splines

Madroñero Pabón, Javier | 2016

Controlled formation of molecules in the ground state has represented a challenge. Nevertheless, there has been important advances in this direction in molecular physics and chemistry due to its variety of applications, specially for being good candidates for quantum simulators. Photoassociation is a technique developed to achieve this task starting from ultracold gases of atoms and carefully carrying it to a molecular system in the ground state. This technique has been proved to be enhanced via spin-orbit couplings in the system. Due to this, it is important to understand from a relativistic point of view the behavior of molecular systems. In this work we present a numerical approach to the solution of the Dirac equation for the H+ 2 molecule. In the first chapter we show the methodology used to reduce the problem to a generalized eigenvalue problem. In the second chapter we describe the numerical implementation which is finally used to calculate the ground state energy for the system and we discuss on the convergence of the results obtained.

Tomografía sísmica local en el sector sur del bloque Chocó (Colombia)

Salcedo Hurtado, Elkin de Jesús | 2017

El presente estudio permite relocalizar con el programa SEISAN, un catálogo de 1044 eventos sísmicos suministrado por la Red Sismológica Nacional de Colombia entre los años 1993 y 2016, con RMS menor o igual a 0,1 segundos, GAP menor o igual a 250° y errores Hipocentrales menor o igual a 15 km, para el sector sur del Bloque Chocó y en general sobre el cuadrante definido por: (3,9°-6°) Latitud N y (76,4°-78,5°) Longitud W. A partir de este catálogo relocalizado con 959 eventos sísmicos, se ha implementado el método de inversión simultánea no linealizada de tiempos de arribos de onda P con el programa VELEST, mediante el cual ha sido posible determinar el mínimo modelo 1D de velocidad promedio de onda "P", evaluando 53 modelos de entrada. Este modelo, mejor se adapta a los sismos invertidos, a la rutina diaria de localización, a las condiciones tectónicas sobre el cuadrante de estudio y como modelo inicial para tomografías sísmicas 3D. Los resultados indican la profundidad de Mohoroviciva los 30 km de profundidad y una primera capa de bajas velocidades que demuestran presencia de material no consolidado.

Reproducción de una versión de NMR – Mouse con dispositivos disponibles en el laboratorio

Combariza Cruz, Ernesto | 2017

Se construyo una versión básica RMN-MOUSE abierta en configuración de herradura y se caracterizó el perfil magnético en su gap, se revisó la teoría pertinente a este caso y construyo la antena de radio frecuencia con su respectivo circuito tanque caracterizado para una frecuencia de 5 MHz. Se determino el perfil del campo magnético interpolar de la configuración herradura y se realizó un ajuste lineal mediante una simulación para la caracterización del perfil del gradiente de campo magnético necesario para la construcción futura de imagen mediante la transformada de Fourier. Todos los materiales son de uso comercial y los cálculos de los parámetros se hicieron de acuerdo a este trabajo.

Diseño y construcción de un sensor electroquímico para la detección enantioselectiva de triptófano usando un electrodo de oro modificado con polipirrol sobreoxidado mediante la tecnología de impresión molecular (MIP

Torres Hernandez, Walter | 2014

En este trabajo se diseñó un sensor amperométrico para la detección altamente selectiva de L-triptófano, por medio de la tecnología de impresión molecular sobre polímeros conductores (MIP). El sensor consiste en un electrodo de oro modificado con una película de polipirrol sobreoxidado sobre la cual se generaron impresiones moleculares de Ltriptófano, (Au/oPPy,PSS,Trp). El sensor presentó respuestas electroquímicas diferentes para el electrodo sin modificar (Au), para el electrodo modificado sin impresión molecular (Au/oPPy,PSS) y para el electrodo modificado con las impresiones moleculares (Au/oPPy,PSS,Trp). Estos resultados demuestran el papel fundamental que desempeña el proceso de impresión molecular en el aumento de la capacidad de reconocimiento específico del sensor, además de un efecto electrocatalítico. El proceso de optimizar las condiciones electrosintéticas se realizó por voltamperometría cíclica y para estudiar atributos analíticos se utilizó voltametría de pulso diferencial. Finalmente con las mejores condiciones encontradas se sintetizó un sensor que da una respuesta lineal entre 1,0 mM y 35,0 mM que ofrece un límite de detección de 0,33 mM, y variabilidades menores a 4,4 % .

D-branas en modelos sigma de poisson

Quintero Vélez, Alexander | 2017

Este proyecto de grado tiene como objetivo principal proporcionar una descripción detallada de la data geométrica que permite especificar las condiciones de frontera en un modelo sigma de Poisson; para alcanzar este objetivo, se empezará definiendo lo que es una variedad de Poisson, luego, se definirán las estructuras asociadas a este tipo de variedades, a saber, los corchetes de Poisson y los tensores de Poisson, además, se demuestran algunas propiedades importantes de estos tensores, por ejemplo, la identificación de los tensores multilineales con las multiderivaciones, que se utilizará para asociar el corchete de Poisson de la variedad (multiderivación) con un campo bivectorial. Con ayuda de esto, se expresará en coordenadas locales la identidad de Jocobi para tensores de Poisson. En segunda instancia, se definirá una subvariedad coisótropa de una variedad de Poisson; utilizando una subvariedad de este tipo, se determinarán las condiciones de frontera en el modelo.

Estimación de la dosis efectiva en pacientes sometidos a estudios de tomografía computarizada en el servicio de imágenes diagnósticas de la fundación Valle del Lili

Benavides, Oriana | 2018

se realiza un análisis retrospectivo que estudia los distintos exámenes de técnica de tomografía computarizada (CT) llevados a cabo durante el año 2016 en tres tomógrafos diferentes del servicio de imágenes diagnósticas de la Fundación Valle del Lili. Simultáneamente se estudia y analiza un método que ha probado ser eficiente y confiable en la determinación de la dosis efectiva de radiación asociada a los estudios CT. Este método, basado en las métricas estándar de índice de dosis en CT, utiliza factores de conversión que dependen únicamente de la región corporal analizada para proveer un estimado de dosis efectiva. En este estudio se analizan las causas de las variaciones en los índices de dosis y se comparan con los valores diagnósticos de referencia internacionales. Por último, se realiza un análisis detallado a las técnicas y métodos fundamentales en el proceso de aseguramiento de la calidad en sistemas tomográficos, las cuales son de gran importancia pues permiten monitorear la calidad de los equipos CT no solo en producción de imágenes diagnósticas, sino que también permiten garantizar la seguridad radiológica de los pacientes que reciben este tipo de exámenes.

Detección amperométrica de dopamina usando un electrodo de oro modificado con polipirrol sobreoxidado mediante la tecnología de impresión molecular (MIP)

Larmat González, Fernando Enrique | 2014

En el presente trabajo se desarrolló un sensor amperométrico para la detección selectiva de dopamina (DA), usando la tecnología de impresión molecular sobre polímeros conductores (MIP). El sensor consiste en un microelectrodo de oro modificado con una película de polipirrol sobreoxidado sobre la cual se hizo el implante molecular de la DA, (Au/OPPy-DA). El sensor presento una respuesta amperométrica más alta que la obtenida con el electrodo modificado sin plantilla (Au/OPPy). Estos resultados demuestran el papel fundamental que desempeña el proceso de impresión molecular en el aumento de la capacidad de reconocimiento selectivo del sensor. Se utilizó voltametría cíclica (VC) para la caracterización electroquímica del sensor y voltametría de pulso diferencial (VDP) para cuantificar la respuesta amperométrica en soluciones acuosas que contenían DA en el rango de concentraciones de 5 - 100 µM. Finalmente, se investigó la selectividad del sensor electroquímico frente a interferentes biológicos comunes como el ácido ascórbico (AA).