21/12/2019

Uso del ácido fítico para la inmovilización de actínidos

La energía nuclear continúa siendo una alternativa viable para la generación de electricidad en México y en el mundo, debido a la nula emisión de gases de efecto invernadero. No obstante, el impacto radiológico asociado con la presencia de una instalación nuclear sigue siendo una preocupación latente. La descarga de efluentes radiactivos de las instalaciones nucleares se realiza siempre bajo control y tratamiento previo para eliminar la radiactividad excesiva. Ante una eventual fuga de elementos radiactivos, particularmente algunos actínidos, se debe contar además con métodos de descontaminación apropiados para evitar su concentración y dispersión en el ambiente. Este estudio plantea el uso del ácido fítico como reactivo específico para la inmovilización de actínidos como el uranio y el plutonio. El objetivo es obtener datos termodinámicos que permitan desarrollar un método, viable y de bajo costo, para la remediación de efluentes contaminados. Para ello se…

21/12/2019

Transferencia simultánea de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un reactor rápido enfriado con sodio

El objetivo de este trabajo es realizar un análisis de la transferencia de calor y cantidad de movimiento en el núcleo de un SFR. Se analizan dos casos, el Caso I es una aproximación utilizando la metodología de canal promedio, para obtener un canal representativo del núcleo, y el Caso II es tomar un arreglo de barras respetando la geometría del núcleo (hexagonal). Los modelos se acoplan en la herramienta computacional Comsol Multiphysics, y se resuelven en estado estacionario en 3D. Se presentan los perfiles de temperatura para las secciones del combustible, gap, encamisado y refrigerante, así como los campos de velocidad para el gap y el refrigerante y los perfiles de coeficiente de transferencia de calor dentro del gap, así como las temperaturas y velocidades promedio en las interfaces de cada sección. El valor promedio de temperatura del refrigerante para el Caso I es de 817.87 K y para para el Caso II es de 816 K, ambos valores son muy cercanos al valor de diseño, el…

21/12/2019

Reactores modulares pequeños una opción para México

El objetivo fundamental de este trabajo es poner a consideración las nuevas tecnologías, así como sus ventajas y desventajas de los diseños de reactores modulares pequeños sobre los reactores grandes y promover la inclusión de algún tipo de reactor modular pequeño que permitiría en parte satisfacer las necesidades futuras de energía eléctrica.

21/12/2019

Modelo promedio volumétrico de temperaturas para un reactor nuclear de sales fundidas

En este trabajo, se utiliza el método de promedio volumétrico con la finalidad de plantear un modelo que describa el comportamiento de la temperatura en un reactor nuclear de sales fundidas de IV generación (MSR). Se plantea inicialmente un modelo de no equilibrio térmico de dos ecuaciones considerando dos fases dentro del reactor. Posteriormente, se reduce a uno de equilibrio térmico de una sola ecuación para fines prácticos. El objetivo de este trabajo es plantear un modelo matemático para entender y predecir el comportamiento de la temperatura dentro del núcleo de los MSRs. Con el modelo de una ecuación se obtuvo un perfil de temperatura dentro del núcleo del reactor, en la cual se observa que la temperatura máxima se presenta en el centro, debido a que se considera que las sales no se encuentran en movimiento. La temperatura máxima obtenida es tres grados más alta que la reportada en la literatura para el reactor de referencia, así mismo, la temperatura promedio de…

21/12/2019

Generación y quemado de actínidos menores en flujo rápido de neutrones

El principal problema del combustible nuclear gastado, es la radiación que emite por periodos de tiempo muy largos. Esta radiación se debe a que el combustible contiene isótopos radiactivos de diferentes elementos formados durante la irradiación del combustible, entre ellos se encuentran los actínidos menores, que se forman por captura neutrónica de los elementos que constituyen el combustible ya sea de uranio o plutonio. Estos radionúclidos causantes del campo de radiación del combustible gastado, pueden ser transmutados en isótopos estables ó físiles si se someten a una posterior irradiación con neutrones rápidos. Este trabajo, evalúa por cálculo la cantidad de actínidos menores generada en el combustible nuclear y la cantidad que podría ser destruida en una posterior irradiación en la cual los actínidos menores se incorporan en combustible fresco. Los resultados muestran que el combustible de uranio en un reactor rápido genera muy pocos actínidos y que en el…

21/12/2019

Valorando la práctica de la planificación

“Si lo hubiera planeado ¡no habría salido tan bien!” es una de las muchas expresiones, de carácter más bien simplista, que se ha integrado al discurso cotidiano de quienes consideran que planificar es una carga adicional a las actividades que se requieren para lograr un objetivo, sin percibir que con la carencia de esta acción, no hay manera de medir el esfuerzo, la responsabilidad de los actores ni de los recursos que se pudieran requerir ni expectativas para valorar y calificar los resultados.

21/12/2019

Desarrollo de un algoritmo de cálculo simbólico para la resolución de las ecuaciones de decaimiento y transmutación de Bateman

El modelo matemático más adecuado para describir los cambios en la composición isotópica de un reactor nuclear, consiste en un plantear un conjunto de ecuaciones diferenciales lineales acopladas. En 1910 el matemático Harry Bateman propuso una solución para dicho sistema de ecuaciones, la cual se conocido como la solución de Bateman. En el presente trabajo, se ha desarrollado un algoritmo que puede construir las soluciones a cadenas cíclicas de una forma rápida a través del cálculo simbólico. Dicho algoritmo, utiliza un análisis combinatorio de las posibles posiciones que pueden ocupar elementos repetidos, y a través de un conjunto de funciones de variables del tipo “string”, construye las soluciones de una forma veloz y dinámica. Así mismo, el presente trabajo incluye un análisis del tiempo de cómputo que consume dicho algoritmo, y propone una forma de realizar una comparación con las soluciones existentes.

30/09/2019

Rayos X inducen cambios en la viabilidad celular: expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos

Los leucocitos son células que pueden sufrir daño por radiación ionizante, tales como los rayos X utilizados comúnmente en consultorios odontológicos con fines de diagnóstico. Se ha reportado una relación entre la leucopenia y la exposición a la radiación ionizante, de tal manera que han sido utilizados como modelo biológico para exposición a radiaciones ionizantes. Se ha visto que el daño celular se manifiesta a través de la expresión de bioindicadores, como las proteínas Hsp, o con la muerte celular. El objetivo de este trabajo fue evaluar la viabilidad, expresión de Hsp70 y caspasa-8 en leucocitos humanos expuestos a rayos X provenientes de equipos odontológicos. Se concluye que la tasa de muerte celular fue dependiente de la dosis de exposición. Los datos obtenidos determinan que la proteína Hsp70 es un bioindicador de estrés celular, mientras que la caspasa-8 es un bioindicador del proceso de muerte celular por apoptosis.

30/09/2019

Optimización estructural del codo de una prensa mecánica mediante análisis topológico

En este trabajo se presenta el desarrollo de un método de optimización topológica basado en un modelo de elementos finitos para maximizar la energía de deformación sobre la estructura de trabajo de un codo de una prensa mecánica. El propósito es minimizar la cantidad de material, maximizar la rigidez y proveer información para su rediseño para su fabricación. Los resultados muestran un aumento de 57.89% en el factor de seguridad. Así mismo, se minimizó el esfuerzo máximo en un 37.86%, y la mejora en la reducción del volumen del componente fue de 11.66%.

30/09/2019

Desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico

El sentido de competitividad y competencia han hecho que las naciones, instituciones, empresas u organizaciones busquen contar con los mejores elementos posibles, ya sea formándolos o contratándolos cuando ya recibieron un proceso de formación en muchos casos, intensivo. Si consideráramos el deporte, habría características étnicas y de rasgos genéticos que podrían favorecer a unos grupos sobre otros, sin embargo, para propósitos de discutir sobre el desarrollo y apreciación del talento científico y tecnológico, se puede admitir que en todas las regiones del mundo nacen en la misma proporción individuos con la misma capacidad de creatividad intelectual necesaria para convertirse en generadores de conocimiento. Este argumento hace suponer que en todos los países se observarían desarrollos científicos y tecnológicos, e incluso sociales de relevancia similar, sin embargo en nuestros días, esta situación se encuentra lejos y puede considerarse como netamente ideal.

30/09/2019

Diseño de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma

Las fuentes de iones tienen muchas aplicaciones en la industria, la medicina y la ciencia, particularmente en los aceleradores de partículas. En este trabajo, se reporta el diseño, mecánico y electromagnético, de un diseño de una fuente de iones a partir de un reactor de plasma. El diseño consta de tres cámaras, en la primera se producen iones dando lugar a la generación de un plasma. Posteriormente, está la cámara de extracción, conformada por un electrodo con potencial negativo que produce un campo electroestático que acelera los iones positivos que se encuentran dentro del plasma. Finalmente, la cámara de detección, donde una placa con la que se cuentan los iones que chocan con ella. Para el diseño mecánico de la fuente de iones se utilizó el software Inventor Autodesk y la simulación del campo electromagnético de RF fue mediante el software COMSOL Multiphysics®.

30/09/2019

Dinámica de la solidificación de material fundido en el fondo de la vasija de un reactor durante un accidente severo

Durante un accidente severo en un reactor nuclear, se funde el núcleo debido al calor de decaimiento y termina en el fondo de la vasija, en donde tiene que ser enfriado para mantener su integridad estructural. El enfriamiento se lleva acabo con el agua residual localizada en el fondo de la vasija. El efecto de refrigeración depende de la remoción de calor 1) entre las superficies del lecho de escombros y el agua residual que la rodea; 2) del lecho de escombros por el agua residual que ingresa a través de los poros del lecho; y 3) por el agua que posiblemente penetra entre la pared del fondo de la vasija. En este trabajo se analiza este el tercer proceso, presentando el desarrollo de un modelo matemático en una dimensión para simular los procesos de la transferencia de masa y energía durante el enfriamiento del material fundido acumulado en el fondo de la vasija.

30/09/2019

Adsorción de uranio (VI) en clinoptilolita

El uranio es uno de los metales pesados que se puede encontrar en las aguas residuales industriales, es un elemento tóxico para los seres humanos en el medio ambiente. En este trabajo, la zeolita natural clinoptilolita es usada como un adsorbente para la eliminación de uranio de soluciones acuosas. Se estudió en dos lotes, el primero en su forma natural y el segundo lote fue acondicionado a forma Na+, con la finalidad de comparar la capacidad de adsorción. Se estudiaron los efectos de los parámetros de tiempo de contacto, pH y la concentración de uranio en solución, para determinar las mejores condiciones de adsorción. El equilibrio se logró a los 50 minutos, la adsorción se demostró a valores de pH de 2 a 10, encontrando un pH de 5 como óptimo. De acuerdo a los resultados obtenidos se comprobó que la clinoptilolita es un adsorbente eficiente, logrando un 87.25% de adsorción de uranio en su forma natural, mientras que la clinoptilolita acondicionada a forma Na alcanza los…

30/09/2019

Acoplamiento y simulación de difusión neutrónica y termofluido en el reactor ELFR

Este trabajo muestra el análisis de seguridad del reactor nuclear ELFR (European Lead-cooled Fast Reactor) en escenario de pérdida de refrigerante con un acoplamiento de la ecuación de difusión neutrónica y los efectos térmicos de las barras de combustible del reactor, el cual consta de 8 zonas o anillos del núcleo y es enfriado por plomo líquido. La retroalimentación entre los efectos de difusión neutrónica con los térmicos por efecto Doppler se obtuvieron utilizando las secciones eficaces, velocidad del neutrón y coeficientes de difusión en función de la temperatura promedio del combustible, tomadas del código SERPENT. Se consideró un modelo bidimensional para un núcleo homogéneo y de un solo grupo de energía, mientras que se supuso que la transferencia de calor en la barra de combustible es unidimensional.

28/06/2019

Química verde en la síntesis de rGO partiendo de la exfoliación electroquímica del grafito

Se sintetizó óxido de grafeno reducido (rGO) usando química verde. Se obtuvo óxido de grafeno (GO) mediante la exfoliación electroquímica de una placa de grafito, para después ser reducido químicamente utilizando un extracto acuoso de hojas del árbol Azadirachta Indica (comúnmente conocido como Neem). Las muestras de grafito, GO y rGO fueron caracterizadas por difracción de rayos X, espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia Raman y microscopía electrónica de barrido. El extracto de Neem funciona bien como agente reductor, removiendo parcialmente el oxígeno en las muestras de GO. A mayor concentración del extracto de Neem, mayor la reducción el GO.

28/06/2019

El observatorio del colegio de San Juan Nepomuceno en Saltillo, 1884-1914

El artículo da una síntesis de la actividad que se daba en el Observatorio del Colegio de San Juan Nepomuceno de Saltillo, institución que educó de 1878 a 1914 a cientos de jóvenes norestenses en la religión, las ciencias, las humanidades y las bellas artes. Equivalía esta educación a la secundaria y preparatoria actuales. Busca la investigación señalar cómo esta actividad científica era común en los colegios jesuitas de América y del mundo, mencionar a los directores del que puede considerarse como primer Observatorio del Noreste, referir sus principales prácticas meteorológicas y astronómicas, atender a sus registros, y evaluar en el tiempo tan significativo esfuerzo.

28/06/2019

Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos

El 20 de diciembre de 2017, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos (IYPT 2019), promovida por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), la Asociación Europea para la Ciencia Química y Molecular (EuCheMS), el Consejo Internacional de Ciencia (ISC), la Unión Astronómica Internacional (UAI), la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) y la Unión Internacional de Historia y Filosofía de las Ciencias (IUHPST). El objetivo fue reconocer esta tabla como uno de los logros más grandes y más influyentes de la ciencia moderna, lo que refleja la esencia, no sólo de la química, sino también de la física, la biología y otras disciplinas de ciencias básicas.

28/06/2019

Composites de poli-(tereftalato de etilen glicol), PET, con óxido de grafeno reducido, (rGO)

Se utilizó grafeno como refuerzo del poli-(tereftalato de etilen glicol). Para la síntesis del grafeno se oxidó el grafito, se exfolió por ultrasonido y se redujo químicamente. Los composites de PET se obtuvieron mediante mezclado en fundido, explorándose también el efecto de un agente compatibilizante. Los resultados muestran un incremento en el módulo elástico a altas temperaturas para concentraciones de 5% de rGO. Con compatibilizante, se encuentra que la muestra con 0.1% de rGO y 5% de compatibilizante es la que tiene mejor comportamiento, ya que el módulo se mantiene a niveles elevados, aún a altas temperaturas.

28/06/2019

Aspectos estructurales, reológicos y dieléctricos de la etil celulosa

En este trabajo se describen la estructura y los comportamientos reológico y dieléctrico de la etil celulosa (EC) para demostrar su posible utilización como soporte mecánico y componente dieléctrico en dispositivos de medición de parámetros biológicos. Los resultados obtenidos de reometría tradicional, FTIR, DMA y DEA, permitieron la manufactura y caracterización de películas de EC con espesor de ~30 μm, una Tg de ~155°C y valores de y tan δe similares a los de los polímeros dieléctricos utilizados en la industria eléctrica, electrónica y/o mecatrónica. Durante este trabajo se discuten las propiedades de la EC con base en su estructura.

30/03/2019

Caracterización paramétrica para un modelo de segundo orden del servomotor RC

El uso de algoritmos de control retroalimentado en mecanismos con servomotores RC suelen requerir el conocimiento del modelo dinámico del servomotor. Sin embargo, en ocasiones se omiten dinámicas y parámetros en estos modelos. Además, es frecuente no conocer el valor de los parámetros específicos para el servomotor utilizado. En este trabajo, se presenta un modelo de 2° orden de servomotor RC y una solución para estimar sus parámetros, a partir de mediciones de las señales de entrada y salida. Resultados de esta metodología de estimación paramétrica se ilustran para un servomotor RC comercial.

30/03/2019

Estimando la pertinencia de los programas educativos

La pertinencia de los programas educativos, definida por su respuesta adecuada a las demandas del individuo y de la sociedad en un momento determinado, con base en la vigencia de las competencias construidas durante la formación de los estudiantes que les sea útil toda la vida, se ha vuelto un aspecto recurrente en la descripción de la calidad de la educación superior.

30/03/2019

Eliminación de fosfatos, mediante nanofiltración utilizando membranas de óxido de grafeno

En este trabajo, se utilizó óxido de grafeno (GO) para la fabricación de membranas de GO mediante filtración utilizando nitrato de celulosa (NC) como filtro de soporte. Se usó polivinil alcohol (PVA) para mejorar la adhesión de una capa selectiva de GO al soporte. Estas membranas se utilizaron para eliminar fosfato en medio acuoso mediante filtración de flujo tangencial. La estructura, morfología y hidrofobicidad de las membranas y su capa selectiva se estudiaron mediante difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y ángulo de contacto, espectivamente. Los resultados mostraron que las membranas de GO/PVA/NC obtuvieron un rechazo de 82%, 85% y 99% de fosfatos para concentraciones de 10, 7 y 5 ppm de ión de fosfato, respectivamente.

30/03/2019

Optimización de redes de carreteras forestales para uso múltiple de caza y silvicultura

En este artículo se muestra la aplicación de un modelo matemático que permite la toma de decisiones en un ambiente de gestión forestal, donde del problema se conoce cuáles segmentos de caminos forestales conectan a cada proyecto potencial, para obtener una red de caminos bien diseñada. El objetivo es maximizar el beneficio neto dado por los ingresos del proyecto, menos el costo de construcción de los caminos para proporcionar al menos una cantidad razonable de días de caza, así como días para cosechar madera anualmente. Este problema de optimización de redes de caminos para uso múltiple de caza y silvicultura es modelado como un programa lineal entero mixto. Se presenta un ejemplo y casos de estudio que ilustran la utilidad del modelo. Este se resuelve con GAMS / CPLEX, software del estado del arte para la resolución de problemas de optimización.

30/03/2019

Transformación de carburos ricos en niobio durante el envejecimiento de dos aleaciones resistentes al calor

Se estudió la evolución microestructural en dos aleaciones resistentes al calor envejecidas a 750°C por periodos de hasta 1000 h mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. La transformación de NbC a Nb3Ni2Si se describe por medio de la técnica de electrones retrodispersados, así como análisis de la espectrometría de rayos X en el microscopio electrónico de barrido. La microstructura de las aleaciones en su condición de vaciado consiste en una matriz de austenita con una red de carburos primarios de los tipos NbC y M7C3. El envejecimiento promueve la precipitación de carburos secundarios M23C6 y la transformación de NbC a Nb3Ni2Si. Los resultados muestran que esta última transformación se inicia en los límites del carburo hacia su centro, enriqueciéndolo con silicio y níquel, a la vez que el carbono migra a la matriz promoviendo la precipitación de carburos ricos en cromo.