CIENTIFICA, Año 29, Número 2, julio-diciembre 2025, es una publicación semestral (con un modelo de publicación continua) editada por el Instituto Politécnico Nacional a través de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco. Av. Luis Enrique Erro S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Col. Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, C.P. 07738, Ciudad de México, Tel. +52 55 57296000 ext. 54518, https://www.cientifica.site, email: cientifica@ipn.mx. Editor responsable: Dr. Christopher René Torres San Miguel. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo del Título 04-2018-021313432600-203, ISSN 2594-2921, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: Cuauhtémoc Jiménez Pérez, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Av. Luis Enrique Erro S/N, Edificio 5, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Col. Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, C.P. 07738, Ciudad de México. Fecha de la última modificación: 25 de noviembre de 2025. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. La reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes se permite con fines no lucrativos, siempre y cuando se cite la fuente completa; según los términos de la licencia internacional Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0.
Evaluación de cargas móviles sobre ductos enterrados en contextos de cosecha forestal mediante el estándar API RP 1102 y modelos empíricos de presión de contacto con el suelo.
Este estudio aplica la norma API RP 1102 (7.ª edición) para evaluar las tensiones combinadas en una tubería de acero API 5L X65 enterrada situada en el tramo Yumbo-Buenaventura, sometida al tráfico de maquinaria forestal pesada. El modelo de carga se actualizó utilizando el enfoque de Saarilahti (2002) para el área de contacto teórica (P/p), la representación elíptica del contacto entre el neumático y el suelo de Ala-Ilomäki et al. (2012) y los ajustes de deflexión y rugosidad de la superficie propuestos por Cambi et al. (2015). Esta integración proporciona una estimación más realista de la presión efectiva del suelo transmitida a la tubería enterrada. Los resultados indican que, a una profundidad de enterramiento de 1,4 m y un espesor de pared de 0,300 pulgadas, la tensión combinada efectiva (Seff) se mantiene dentro de los límites permitidos definidos por la norma API RP 1102, lo que garantiza la integridad mecánica y la estabilidad del sistema bajo cargas móviles. Se concluye que la incorporación de modelos de contacto empíricos basados en el campo mejora la precisión analítica y refuerza la aplicabilidad de la norma API RP 1102 en entornos forestales tropicales.
Derechos de autor 2025 Juan David Betancur Ríos, Nora Yamile Rojas Cataño (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Mecanismos para la detección de anomalías deciberseguridad a través del análisis de grandescantidades de datos
Esta investigación se centra en la convergencia de la Ciencia de Datos y la Ciberseguridad. El objetivo es el de proponer una solución innovadora que fortalezca la protección de organizaciones en México frente a amenazas cibernéticas. Este trabajo se enfoca en los ataques Denegación de Servicios Distribuidos (DDoS por sus siglas en inglés) a través de diversos estudios y comparaciones usando la metodología más adecuada que permite procesar bases de datos relacionadas de ciberataques desde una perspectiva de modelos de aprendizaje automático tanto supervisados como semi-supervisados. Estos algoritmos han sido entrenados, evaluados y configurados cuidadosamente evitando el sobre ajuste (overfitting) y el ruido de datos corruptos. Así, el modelo resultante es capaz de clasificar eficientemente registros de ataques DDoS y archivos de registros (logs) normales con una alta precisión, demostrando su potencial para ser implementado en ambientes de producción con el objetivo de fortalecer la ciberseguridad evitando la fuga de datos e inhabilitación de servicios.
Derechos de autor 2025 Pablo Andrés Martínez Velasco, Luis Eduardo Bautista Villalpando, Edgar Oswaldo Diaz, Juan Muñoz Lopez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Optimización adaptativa de preprocesamiento para la segmentación de la red vascular retiniana
La segmentación de la red vascular en imágenes de fondo de ojo es un paso importante en el diagnóstico y seguimiento de patologías oftalmológicas y sistémicas, como la retinopatía diabética (RD). Sin embargo, la fiabilidad de los métodos automatizados se ve comprometida por desafíos inherentes a las imágenes, principalmente la iluminación no uniforme, el bajo contraste y la presencia de ruido. Este trabajo propone una metodología para el procesamiento y segmentado automatizado de imágenes de fondo de ojo, abordando estos problemas mediante una estrategia de adaptación y regularización. El método inicia con la extracción del canal verde (G) para maximizar el contraste. Luego, se aplica un filtro gaussiano cuyo parámetro de suavizado (σ) es optimizado para cada imagen, balanceando la reducción de ruido y la preservación de detalles mediante la Varianza del Laplaciano (VoL) y la Energía de Alta Frecuencia Residual (HFER). Después, se implementa un filtro homomórfico para corregir la iluminación, ajustando sus parámetros con un algoritmo de Enjambre de Partículas (PSO) y utilizando la entropía de Shannon como función objetivo. Finalmente, el filtro de Frangi resalta las estructuras tubulares, seguido de una binarización controlada. El método fue validado en las bases de datos públicas DRIVE y STARE, donde la etapa de optimización homomórfica demostró un incremento consistente en la entropía de la imagen (ej., de 5.7 a 6.2 bits/píxel), mejorando el contraste. La estrategia de preprocesamiento adaptativo propuesta contribuye a mejorar la fiabilidad de la segmentación vascular y, por ende, el diagnóstico de las patologías.
Derechos de autor 2025 Evelyn Berenice Bautista Coello, Álvaro Anzueto Ríos, Alma Aide Sánchez Ramirez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Codificador de prioridad de 8 a 3 líneas con tecnología CMOS para aplicaciones en 6G
El presente trabajo consiste en el diseño de un codificador de paridad en un circuito integrado (CI) 74LS148 con tecnología CMOS, éste fue diseñado con la herramienta L-Edit de Mentor Graphics, junto con todos los cálculos necesarios para poder establecer el ancho (W) y la longitud (L) del canal de los transistores diseñados, todo esto para poder implementar un CI de un decodificador con un consumo menor de potencia y un rango más amplio de operación. El 74LS148 es un codificador prioritario de sus entradas para garantizar que solo se codifique la línea de datos de orden más alto. Además, codifica ocho líneas de datos en binario de tres líneas (4-2-1) (octal). Al proporcionar circuitos en cascada (habilitación de entrada EI y habilitación de salida EO), se permite la expansión octal sin necesidad de circuitos externos. La tecnología CMOS por sus siglas en ingles Complementary Metal Oxide Semiconductor, está basada en transistores de efecto de campo que, con el paso de los años ha ganado popularidad en los circuitos integrados (CI), su característica principal es el bajo consumo de potencia, la velocidad de conmutación y alta inmunidad al ruido.
Derechos de autor 2025 Rosaura Olvera Martínez, Juan Pablo Ocampo Flores, José Luis González Vidal, Heberto Gómez Pozos, Juan José Raygoza Panduro (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Diferencial electromecánico para robots que requieren desplazarse en movimiento acelerado curvilíneo
En los últimos años, ha crecido el interés por los vehículos autónomos, tanto para uso industrial como para transporte público y personal. Como es bien sabido, aunque se requieren sensores LiDAR y cámaras para detectar obstáculos y peatones; redes neuronales e inteligencia artificial para interpretar el entorno y tomar decisiones; y/o GPS y mapas en tiempo real para una navegación precisa; etc., estos vehículos requieren ruedas o piernas para desplazarse. En este trabajo se presenta un diferencial electromecánico que permite controlar el movimiento diferencial acelerado requerido cuando un vehículo autónomo gira lateralmente. El término diferencial electromecánico se refiere a un arreglo de tres aceleradores: uno para controlar la aceleración del vehículo; este acelerador está conectado en serie con el acelerador que controla independientemente cada rueda motriz. El control de la aceleración diferencial de los motores de cubo de las ruedas traseras de un vehículo eléctrico o las piernas de un robot, se obtiene mediante el mecanismo de dirección de las ruedas delanteras del vehículo, considerando la geometría diferencial de Ackerman, lo que permite minimizar el número de sistemas automáticos de control complejos, como sensores y encoders. El giro de pivote de la dirección delantera accionada por el volante para realizar el giro del vehículo, tiene una estructura tipo escuadra, donde el pivote gira sobre un buje fijo al chasis, mientras los extremos de la escuadra terminan: uno en la llanta y el otro en la varilla de la dirección. Este moviente de giro está asociado al mecanismo de bisagra de un acelerador eléctrico de pedal, que se abre y cierra con el giro de la llanta. Estas ideas se pueden extrapolar a un diferencial electro-mecánico para robots con dos o cuatro piernas, ya sea con pivoteo en una pierna, o con movimiento diferencial.
Derechos de autor 2025 Daniel Armando Serrano Huerta, Jaime Abisai Reséndiz Barrón, Allan Ronier Diez Barroso-Agraz, Yolanda Jiménez Flores, Francisco Javier García Rodriguez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Una revisión sobre Inteligencia artificial multimodal: Retos éticos y beneficios prácticos en la generación de contenidos
Esta revisión sistemática examina 23 estudios revisados por pares publicados desde 2020 para delinear los principales riesgos técnicos y éticos, sintetizar los beneficios clave e identificar futuras vías de investigación para la creación de contenido multimodal impulsada por la IA. Utilizando un protocolo guiado por PRISMA, examinamos cinco importantes bibliotecas digitales y aplicamos rigurosos criterios de inclusión/exclusión junto con una lista de verificación CASP adaptada, lo que dio como resultado un corpus final que abarca las artes visuales, la educación, el marketing, la atención sanitaria, la respuesta a catástrofes, el diseño arquitectónico, la comunicación y el entretenimiento deportivo. Clasificamos estos trabajos en cuatro categorías: Creación y diseño, Comunicación y análisis, Automatización y detección, e Interacción y enseñanza— y cuantificamos sus énfasis: el 30 % de los estudios priorizaron la eficiencia de la automatización, el 26 % destacaron los resultados personalizados y el 18 % informaron de una mayor diversidad de contenidos. Es fundamental destacar que nuestra revisión también cataloga riesgos significativos —desinformación, fallos en la alineación de modalidades, sesgos algorítmicos y violaciones de la privacidad— que subrayan la necesidad de algoritmos transparentes, protocolos de supervisión de sesgos y marcos de privacidad desde el diseño. Concluimos que es necesario el desarrollo de modelos interpretables, metodologías estandarizadas de manejo ético de datos y herramientas de mitigación en tiempo real, así como colaboraciones interdisciplinarias para avanzar en sistemas de IA multimodales robustos, responsables y escalables.
Derechos de autor 2025 German Cuaya Simbro, Wendy Garcia Tapia, María F. Avila Vargas, Pedro Aarón Hernández Ávalos (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Estudio y Análisis del estado de carga y descarga de baterías de plomo-ácido usando técnicas de filtro promedio móvil
Las baterías de plomo- acido se han convertido en los módulos de almacenamiento de energía más populares, siendo utilizadas en diferentes aplicaciones desde una simple calculadora hasta en vehículos eléctricos, robots y satélites controlados por la inteligencia artificial. Su alta capacidad de almacenamiento energético, junto con el número de ciclos de carga y descarga durante su vida útil, han respondido satisfactoriamente a los requerimientos energéticos de los dispositivos electrónicos modernos. Sin embargo estas baterías comerciales comparten un cierto número de componentes específicos dependiendo del tipo de aplicación para las que fueron diseñadas. Esta versatilidad ha favorecido su uso frecuente, gracias a su alta eficiencia energética y prolongado tiempo de vida. Este trabajo tiene la finalidad de analizar, cuantificar y estudiar el proceso de carga y descarga de una batería de plomo-ácido en función de su señal de voltaje y corriente, durante un consumo energético en tiempo real, mediante la operación de un motor de corriente directa (DC). Además, se analiza la densidad espectral de la relación entre el consumo y el estado original de carga de la batería. La principal contribución de este estudio es la validación experimental de la atenuación de los modos de frecuencia presentes en las señales de voltaje y corriente obtenidas, mediante la implementación de un filtro promedio móvil. Este filtro permite eliminar el ruido no deseado de las señales originales, lo que mejora la calidad de los datos y permite una evaluación más precisa del rendimiento de carga y descarga de la batería, proporcionando información cuantificable sobre su desempeño y vida útil.
Derechos de autor 2025 Miguel Angel Hernández Epigmenio, Irma Martínez Carrillo, Carlos Juárez Toledo, Ulices Camacho Altamirano (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Sistema embebido de desarrollo biomédico para el procesamiento de señales de fotopletismografía basado en un sistema programable en chip (PSoC)
Se presenta el diseño e implementación de una plataforma embebida que adquiere y procesa señales de fotopletismografía (PPG) aprovechando únicamente los recursos internos de un sistema programable en chip (PSoC). La unidad de adquisición incorpora emisores LED y un fotodetector para capturar variaciones de absorbancia sanguínea, seguido de una etapa de acondicionamiento analógico diseñada con amplificadores operacionales internos del PSoC y un conversor SAR de 12 bits. El firmware implementa una máquina de estados que gestiona el muestreo a 500 Hz y una interfaz de usuario (GUI) ejecuta filtrado digital tipo IIR para mitigar artefactos de movimiento y ruido de baja frecuencia. Para validar su desempeño, el sistema embebido se comparó con un oxímetro comercial. Bajo condiciones de reposo, se registraron de forma simultánea las señales PPG y se calcularon los intervalos RR y la frecuencia cardiaca. Los resultados evidenciaron un MAE de solo 2.69 BPM por minuto frente al oxímetro de referencia. El uso de amplificadores operacionales integrados y periféricos reconfigurables permitió optimizar el consumo energético y minimizar el tamaño de la placa, sin comprometer la calidad de la señal. La flexibilidad inherente de la arquitectura PSoC permite la implementación de una amplia gama de algoritmos de filtrado y detección de picos, adaptados a los requisitos específicos del dispositivo. Esto resalta las ventajas de integrar funcionalidades analógicas y digitales en un solo chip, en contraste con las soluciones tradicionales basadas en microcontroladores que dependen de componentes discretos. En el presente estudio, se emplea el módulo OpAmp analógico de la familia PSoC 4200M (CY8C4247AZI-M485) para el preprocesamiento y acondicionamiento de la señal PPG. En conclusión, el prototipo basado en PSoC proporcionó resultados satisfactorios en términos de precisión, eficiencia energética y miniaturización, posicionándose como una alternativa prometedora para aplicaciones de telemedicina y monitoreo continuo de la frecuencia cardiaca. Además, ofrece un camino de expansión hacia análisis avanzados de la variabilidad del ritmo cardiaco y funcionalidades adicionales de procesamiento biomédico.
Derechos de autor 2025 Jesús E. Miranda-Vega, Rodolfo S. Romero Ávila, Rubén Castro Contreras, Lydia Toscano-Palomar, Guillermo Prieto Avalos, Rafael I. Ayala Figueroa, Julio A. Valdez Gonzalez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Cálculo de blindaje para dimensionamiento de estructuras de líneas de transmisión aéreas
El presente documento de investigación describe una metodología para determinar el angulo de blindaje de líneas de transmisión aéreas mediante el modelo electrogeométrico. La respuesta de la línea de transmisión aérea está en función del punto de descarga (conductor, cables de guarda o en la torre), al emplear el modelo electrogeométrico se optimiza la ubicación de los hilos de guarda para drenar la descarga a tierra y evitar fallas en la línea de transmisión. Se presenta un caso práctico de una línea de transmisión aérea de doble circuito y dos hilos de guarda, la cual opera a un nivel de tensión de 230 kV, los resultados son consistentes con los utilizados en la estructura de transmisión 2B2-BD normalizada por la Comisión Federal de Electricidad.
Derechos de autor 2025 Jorge Luis Aguilar Marin, Luis Cisneros Villalobos, Jorge Sánchez Jaime (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Plataforma WebVR para la simulación y el control de sistemas electromecánicos en un entorno virtual
Los sistemas electromecánicos desempeñan un papel crucial en muchas aplicaciones modernas. Para utilizarlos de manera efectiva, es esencial ajustar correctamente sus controladores. Este ajuste generalmente implica un proceso iterativo de experimentación con el sistema real en una plataforma física. Sin embargo, para minimizar riesgos y reducir costos, es más conveniente utilizar simulaciones tanto de los sistemas como de sus controladores en plataformas virtuales. Las plataformas virtuales actuales permiten realizar simulaciones de diversa complejidad mediante diferentes tecnologías. A pesar de esto, presentan limitaciones significativas, como baja accesibilidad, falta de visualización interactiva, escasez de plataformas que ofrezcan simulaciones precisas de sistemas electromecánicos con modelos cinemáticos y dinámicos, y dependencia de software propietario y hardware costoso. Además, tecnologías emergentes como WebVR, que podrían mejorar la accesibilidad y la inmersión a un costo razonable, no están siendo aprovechadas. Para superar estas barreras, este trabajo propone una metodología para el desarrollo de plataformas virtuales para sistemas electromecánicos utilizando WebVR. Esta metodología permite realizar simulaciones realistas en tiempo real con visualización 3D, interactividad y configuración de parámetros. La metodología se ha aplicado con éxito en el desarrollo de una plataforma virtual para tres sistemas electromecánicos completamente actuados: el péndulo simple, el péndulo lineal invertido y el péndulo doble.
Derechos de autor 2025 Gerardo Hernández Hernández, Michel Alejandro Cruz Martínez, Alejandro Rodríguez Molina, Mario Aldape Pérez, Miguel Gabriel Villarreal Cervantes, Allan Balam Rueda Gutiérrez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Análisis de los efectos de la presión de fabricación de pastillas de nanotubos de carbono de pared simple como posible detector termoluminiscente de radiación gamma
Pastillas de nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) se fabricaron a las presiones de 1, 2.5 y 5 toneladas, posteriormente se irradiaron con fotones gamma de una fuente de Co60 con el objetivo de estudiar sus propiedades termoluminiscentes (TL). Los nanotubos de pared simple se sintetizaron mediante la técnica de descarga de arco eléctrico y se caracterizaron con espectroscopia Raman y difracción de rayos X (D R-X). El número atómico efectivo (Zeff) de los nanotubos tiene un valor de 15.08 similar al de los huesos humanos. Las pastillas se expusieron a una dosis que variaba de 1.0 kGy a 0.1 MGy. Las curvas de brillo de las muestras exhiben una estructura compleja, por lo tanto, se realizó la deconvolución con un programa de cómputo, además se usaron las ecuaciones heurísticas (Chen, Lushchik, etc.) para obtener los parámetros cinéticos (energía de activación E[eV], s[s-1], etc.). El pico de brillo principal está localizado a 452, 465 y 477 K, en las muestras A, B y C, respectivamente. A medida que aumenta la presión de fabricación, la energía de activación disminuye para todas las trampas en las muestras, lo que indica la creación de defectos en la estructura de los nanotubos de carbón de pared simple. En estas pastillas, el mecanismo responsable de la señal TL es la recombinación de pares huecos-electrones. Fue necesaria una dosis umbral de 1 kGy para generar los defectos responsables de la señal TL. Se muestran tres etapas en la respuesta TL-dosis para todas las muestras, y la linealidad se mantuvo hasta 2.5 kGy. Los análisis con termoluminiscencia, difracción de rayos X y dispersión Raman muestran que la pastilla A es un detector de radiación gamma, prometedor en el intervalo de dosis analizado
Derechos de autor 2025 Dr. Alejandro Ortiz Morales, Dr. Ramón Gómez Aguilar, Dr. Benjamín Leal Acevedo, Dr. Jaime Ortiz López (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Aprendizaje en modelos lineales multi-respuesta en altas dimensiones con búsqueda no oracular cuántica
El término "modelo lineal multi-respuesta" se refiere a un modelo estadístico el cual busca la predicción simultánea de variables resultantes a partir de un conjunto de variables predictoras, donde la relación entre cada una de las variables resultantes con el conjunto de variables predictoras es lineal. En muchos problemas de la vida real es posible obtener datos multi-respuesta. Para ello se utiliza el análisis de datos multi-respuesta, cuyo enfoque aborda el análisis simultáneo de las componentes que conforman tanto las variables resultantes como las covariables y evita hacer el análisis componente a componente, ya que este enfoque podría pasar por alto hacer uso pleno de la información disponible. El Análisis Multivariado nos proporciona uno de los modelos de regresión multivariado más comúnmente usados, nos referimos al modelo lineal multivariado. El modelo de nuestro interés es un caso particular del anterior mencionado, a saber, el modelo lineal multivariado de dimensión alta y rango bajo, este nos proporciona información relevante dada una muestra con el uso de un algoritmo de la computación cuántica, que de acuerdo a los autores del artículo en el que fue basado el estudio, es una innovación.
Derechos de autor 2025 Víctor Hugo Hernández Castillo (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Aplicación de un algoritmo evolutivo en el estudio del contenido de actínidos menores en celdas de combustible de un reactor de agua en ebullición
En este trabajo se presenta un método para diseñar neutrónicamente celdas de combustible para un reactor de agua en ebullición. Los diseños generados incluyen un vector de actínidos menores que se incorporan en alguna de las posiciones de un arreglo típico de 10x10 varillas del combustible. Este vector se forma por concentraciones de neptunio, americio y curio. Las variables de decisión para el problema de diseño de este tipo de celdas incluyen, el enriquecimiento promedio en U-235 (w/o), la concentración de trióxido de gadolinio Gd2O3 (w/o), el factor de multiplicación neutrónica en un medio infinito (k-infinito), y el factor de pico de potencia local de la celda de combustible. Además, se asumen como condiciones iniciales la fracción de vacíos (%), la ausencia de barra de control, y la temperatura del combustible entre otras. Las restricciones consideradas para el diseño de celdas incluye la aproximación del factor de multiplicación de neutrones en un medio infinito dentro de un intervalo de ±100 pcm con respecto al valor de referencia. Para el enriquecimiento promedio de la celda se estable como condición del diseño obtenido que éste se encuentre por debajo del valor de referencia en no más de 1% con respecto al valor de la celda de referencia. Esta misma condición se asume para la concentración del veneno neutrónico quemable. Se utiliza el código CASMO4 para la simulación de las celdas de combustible durante el proceso de diseño. Las celdas generadas satisfacen cada una de las restricciones de diseño planteadas en esta aproximación de solución al problema de diseño de celdas de combustible cuando algunas de sus posiciones dentro del arreglo incluyen de manera selectiva concentraciones de actínidos menores.
Derechos de autor 2025 Dr. Eduardo Martínez Caballero, Dr. José Luis Montes Tadeo, Dr. José Ramón Ramírez Sánchez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Diseño, simulación y construcción de una mesa de pruebas para mediciónde temperaturas en barras metálicas
El presente artículo reporta el diseño, construcción y simulación de una mesa para medición de temperaturas. El problema por el cual se presenta este trabajo es que la Universidad Autónoma Metropolitana no cuenta con un equipo adecuado que permita realizar mediciones de temperatura en barras. El equipo existente solo permite realizar experimentos a una temperatura menor de 50°C y tarda aproximadamente una hora en llegar a esta temperatura. Por lo cual, este equipo no resulta funcional, ya que, varias de las carreras ofrecidas en la universidad requieren realizar y determinar cómo se transmite el calor y la temperatura en elementos metálicos, de manera que los alumnos comprendan estos conceptos. Debido a esto, el objetivo de este trabajo es diseñar y construir un equipo completamente nuevo que permita hacer mediciones de temperaturas en barras a diferentes temperaturas. La condición principal a la cual estará sujeto este diseño es que la temperatura de operación no sobrepase los 700°C dentro de la cámara térmica y la cual pueda ser controlada para probar distintos materiales. Adicionalmente, se propuso como reto personal para los alumnos, que el costo por la fabricación del equipo no superara los $3500.00. Bajo esta consideración se llegó a los siguientes resultados: el sistema de calefacción propuesto es mediante resistencias eléctricas, las cuales estarán sujetas y distribuidas en la cámara térmica para aprovechar al máximo el calor generado. Para realizar esto, fue necesario diseñar una cámara térmica que sea capaz de conservar el calor. Esto se logra con una adecuada selección de materiales refractantes y un análisis matemático de la transferencia de calor hacia los exteriores de la cámara utilizando la Ley de Fourier. Adicionalmente, se diseñará una estructura capaz de soportar el peso de los elementos de la cámara térmica. Por último, se realizó una simulación numérica la cual permitió comprobar y corroborar la distribución de temperaturas en la cámara térmica, de esta manera se puede validar el diseño propuesto y adicionalmente, utilizar los conocimientos aplicados en diversas materias como Simulación, Transferencia de Calor, Manufactura, entre otras.
Derechos de autor 2025 M. en C. Liliana Gutiérrez Lonche, Dr. Iván González Uribe, Ing. Madian Jabnel Hernández Sanchez, Ing. Danya Analí Álvarez Suárez, Ing. Miguel Ángel Valencia Saravia (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
La regresión logística como clasificador en el diagnóstico de fallas eléctricas en un generador síncrono de imanes permanentes
En este trabajo se emplea un clasificador binario que utiliza la regresión logística para identificar las fallas de cortocircuito (c.c.) entre vueltas del estator, en un generador síncrono de imanes permanentes (GSIP). Por medio del procesamiento de las corrientes de línea del generador síncrono se obtienen los datos con los cuales el extractor de características suministra información al clasificador binario. El extractor de características procesa las corrientes a través de la transformada ondeleta discreta madre Haar, de la cual se obtienen los valores eficaces de sus coeficientes para formar junto con la función objetivo los datos que reciba el clasificador binario en el proceso de entramiento y validación. Ante diferentes condiciones de falla de c.c. en el estator se analizan dos métricas que validan el desempeño de la regresión logística como clasificador binario. Se presentan pruebas experimentales de un banco de pruebas del GSIP en el cual se adquieren y se procesan digitalmente las corrientes que analiza el clasificador binario para el diagnóstico de la falla. Para el algoritmo de la regresión logística del clasificador binario, se utilizó el programa Python.
Derechos de autor 2025 M.C. José Antonio Álvarez Salas, Dr. Ricardo Alvarez Salas, Dr. Francisco Javier Villalobos Piña, Dr. Mario Arturo González García, Dra. Amparo Rodríguez Cobos, Dr. J. Rafael Molina Contreras (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Cálculo de la Impedancia de Transformadores Utilizando el Método de Elemento Finito
La construcción de los transformadores de potencia es compleja debido a que son máquinas con una gran capacidad. Problemas en el cálculo de sus parámetros pueden ocasionar fallas inesperadas en la máquina y ponen en peligro el resto del sistema eléctrico. Por esta razón es de gran importancia que los valores del diseño del transformador a implementar cumplan con los requerimientos solicitados. En el presente artículo se realiza el cálculo de la impedancia serie utilizando el método del elemento finito (MEF) de tres tipos de transformador: Un transformador de potencia tipo columna monofásico, un transformador de distribución trifásico tipo acorazado, y un transformador monofásico de servicios propios. Se comparan los resultados con los obtenidos mediante fórmulas tradicionales, y/o los obtenidos experimentalmente mediante pruebas.
Derechos de autor 2025 Angel Rodrigo Hernandez Santiago, Rodrigo Ocón Valdez, Mariana Vasquez Cañas, Leonardo A. Rico García, Fermín P. Espino Cortés (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Caracterización mecánica de defectos en las Unidades de líneas de acero (ULA) operativas en pozos petroleros.
En este trabajo, se examinan los fallos críticos en las líneas de acero que afectan las actividades en los pozos petroleros, debido al deterioro que sufren al ser utilizadas en operaciones mecánicas, inspecciones y rastreos. Se analizan varios tipos de defectos en líneas de acero, incluyendo daños con profundidades de 0.5, 1 y 1.5 mm y anchuras de 1, 4 y 6.5 mm, además de perforaciones circulares de 2.5 mm de diámetro a las mismas profundidades. Las muestras se sometieron a ensayos de tensión controlada para evaluar su resistencia mecánica en condiciones operativas de pozos. Las pruebas de tensión permitieron medir parámetros críticos, como el límite de elasticidad, la resistencia máxima y el alargamiento, los cuales son esenciales para determinar el rendimiento estructural de las líneas. En muestras sin defectos, la resistencia alcanzó los 2,317.71 MPa, mientras que en aquellas con defectos esta se redujo a aproximadamente 1,800 MPa. Sin embargo, en defectos de mayor profundidad y ancho, se observaron concentraciones de esfuerzo que superaron los 2,500 MPa, lo cual requirió un análisis detallado de los concentradores de esfuerzo y las áreas transversales para caracterizar con precisión el material dañado. El objetivo central de esta caracterización es desarrollar un sistema eficiente de detección de anomalías mediante sensores especializados, que permita identificar y monitorear pérdidas de material y cambios en la resistencia estructural de las líneas. Esto busca asegurar la seguridad y efectividad de las operaciones en los pozos de hidrocarburos.
Derechos de autor 2024 Mauricio Arellano Pastrana, Jesus Bermúdez Vilchiz, Apolinar Albiter Hernández, Víctor Augusto Castellanos Escamilla, Iván Enrique Martínez Merlín (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Marco normativo en maniobras de libranza en la zona de operación de transmisión Puebla-Tlaxcala de la Comisión Federal de Electricidad
El presente documento de investigación expone la problemática relacionada a la falta de cumplimiento del marco normativo relacionado a las instalaciones eléctricas, el cual, pudiera desencadenar accidentes en dichas instalaciones. El objetivo del estudio es describir la secuencia general de maniobras para librar un elemento eléctrico, lo anterior, utilizando el marco normativo actual. Así mismo, dicho artículo, se llevó a cabo con un enfoque cualitativo del tipo exploratorio, porque se ha estudiado poco el tema desde el punto de vista del marco normativo. Se incluyeron los equipos eléctricos de la Zona de Operación de Transmisión Puebla-Tlaxcala, por lo que, se encontró una secuencia se maniobras generales que cumpliera con la teoría y el marco normativo. En conclusión, existe una secuencia de maniobras general de libranza que pueden ser aplicados para dejar sin diferencia de voltaje el elemento eléctrico.v
Derechos de autor 2025 José Luis Mar Villegas, Juan Carlos Escamilla Sánchez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Desarrollo de un sistema de traducción de textos impresos al braille mediante la metodología de diseño mecatrónico electricidad
El documento aborda el desarrollo de un sistema de traducción de textos impresos a lenguaje Braille mediante la metodología de diseño mecatrónico, con el objetivo de mejorar el acceso al conocimiento para personas con discapacidad visual. Se destaca la utilización de tecnologías de visión artificial y mecanismos para recrear letras en Braille que faciliten el aprendizaje en este lenguaje en edades tempranas. La estación propuesta permite al usuario leer cualquier texto impreso de manera con-vencional y brinda información útil para cuidadores, tutores o personal a cargo de la del usuario del prototipo. Se mencionan recomendaciones para el uso del sistema, como evitar papeles reflectores de luz y utilizar letras legibles. Se resalta el éxito del proyecto puesto que el sistema es capaz de reconocer texto escrito a mano alzada, brindando soluciones efectivas y accesibles para la comunidad de personas con discapacidad visual. Además, se presentan posibles actualizaciones y correcciones para mejorar la experiencia del usuario.
Derechos de autor 2025 Umanel Azazael Hernández González, Flabio Dario Mirelez Delgado , José Javier Díaz Pérez, Jesús Letechipia Padilla, Roberto Oswaldo Cruz Leija (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Implementación de un sistema automatizado de clasificación de Solanum Tuberosum mediante procesamiento de imágenes
Los sistemas de visión automatizada se emplean como una solución eficaz para mejorar la precisión en la inspección de objetos. Sin embargo, la transición de métodos manuales de clasificación a sistemas automáticos ha sido lenta debido a factores como el tamaño y la forma de los objetos a inspeccionar. En la industria alimentaria, los tubérculos representan un desafío para los sistemas de visión debido a su gran variabilidad dimensional y morfológica. Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema automatizado para la clasificación de Solanum tuberosum (papa) basado en tecnologías de visión artificial y procesamiento de imágenes. El sistema emplea una cámara de bajo costo junto con un algoritmo desarrollado en LabVIEWTM, que permite determinar el tamaño de los tubérculos en una línea de producción. La clasificación se lleva a cabo mediante un mecanismo separador activado por servomotores, logrando una mayor precisión y eficiencia en comparación con los métodos manuales tradicionales. Se implementó un sistema de iluminación controlada para optimizar la calidad de las imágenes capturadas, lo que permitió reducir significativamente los errores en la clasificación. Los resultados mostraron un incremento del 260% en la capacidad de producción y una reducción del 75% en la tasa de errores, validando la efectividad de la solución propuesta para mejorar tanto la productividad como la calidad del proceso en la industria alimentaria. Además, el sistema ofrece un alto nivel de flexibilidad y seguridad en su operación. Al mejorar la eficiencia en la clasificación de papas y reducir la necesidad de intervención manual, se anticipa una rápida recuperación de la inversión, así como un impacto positivo en la capacidad de respuesta del proceso, lo que podría llevar a un aumento en la demanda del producto.
Derechos de autor 2025 Armando Josué Piña Díaz, Mauricio Aarón Pérez Romero, Iván Lenín Cruz Jaramillo (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Simulación numérica de casco mediante interacción de elementos 2D y 3D
Las lesiones en la cabeza causadas por accidentes de motocicleta son una de las principales causas de mortalidad grave, siendo el traumatismo craneoencefálico, las lesiones cerebrales, la lesión en la médula espinal, las lesiones faciales y en el cuello las más comunes. El casco es un componente esencial para proteger la cabeza durante un accidente. Un casco moderno generalmente cuenta con una carcasa exterior rígida fabricada en termoplástico o fibra de vidrio, diseñada para reducir la energía del impacto inicial. El modelado 3D en CAD permite diseñar la carcasa del casco, generando un discretizado controlado con elementos hexaédricos para 3D y cuadráticos para 2D, para realizar simulaciones numéricas bajo las condiciones de frontera especificadas en la norma PROY-NOM-206-SCFI/SSA2-2016. Cada simulación se ejecuta manteniendo las mismas condiciones de frontera y propiedades mecánicas tanto para el casco de ABS como para el bloque de acero A36, variando únicamente los elementos 2D y 3D en cada pieza (casco y bloque). Las simulaciones, realizadas durante 20 ms, permiten obtener deformaciones unitarias, esfuerzos y energía interna. Los resultados muestran que, al emplear un material rígido, el tiempo de cómputo es similar independientemente del tipo de elementos (2D o 3D). No obstante, al utilizar elementos 2D para materiales deformables, el tiempo de cómputo se reduce en un 88.4% en comparación con los elementos 3D. Las variaciones observadas se reflejan principalmente en la rigidez del material y la energía interna, debido a la mayor cantidad de elementos en el espesor del material cuando se utilizan elementos 3D. Sin embargo, el esfuerzo máximo y la deformación unitaria máxima son iguales, independientemente del tipo de elemento empleado. La interacción entre elementos 2D y 3D no genera variaciones significativas, excepto en el tiempo de iteración, que aumenta en 0.05 ms, debido a que los elementos 2D, al tener menos elementos en el espesor, requieren más tiempo para generar la interacción. Sin embargo, este incremento es insignificante.
Derechos de autor 2024 Iván Lenín Cruz Jaramillo, Martin Domínguez Sánchez, María del Carmen López Hernández, Víctor Manuel Ferreyra Coroy (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Optimización de una mezcla polimérica utilizando materiales de residuos-nuevos para la industria manufacturera
El presente trabajo tiene como propósito analizar la micro dureza al poliestireno cristal HF555 [1], con máster batch negro para hallar las diferencias entre utilizar diferentes porcentajes de material nuevo-reciclado, las 5 muestras que se utilizaron para el estudio fueron de ramas obtenidas por el proceso de inyección colada fría, estas mezclas van desde el 100% de material reciclado hasta el 100% de material nuevo (virgen) con intervalos de 25% entre cada muestra. Después de realizar 50 indentaciones bajo el método de micro dureza Vickers los resultados demuestran que, si existe diferencia en utilizar más del 50% de material reciclado contra utilizar el 100%, por lo tanto, se puede concluir que utilizar una mezcla con el 75% de material reciclado o más se obtiene una menor resistencia a la penetración del poliestireno coloreado y que a partir de utilizar una mezcla con el 50% reciclado-50% virgen se obtiene una mayor resistencia a la penetración, pues al principio del trabajo se propone que la mezcla ideal sea del 75% reciclado-25% virgen, pero con base a los datos obtenidos no es posible.
Derechos de autor 2024 Aaron Guerrero Basilio, David Sánchez Huitron, Daniel Sánchez Huerta, Noe López Perrusquia, Marco Antonio Doñu Ruiz, José Antonio Juanico Lorán, Andrés López Velázquez, Víctor Jorge Cortes Suarez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Análisis estático y dinámica de fluidos de una cabeza de cementación para pozos petroleros
Con base en el diseño realizado de una cabeza de cementación de doble tapón para pozos petroleros, se realizó un análisis fluidodinámico considerando los flujos mínimos, máximos y presiones de una unidad de alta presión (UAP) además de análisis por elementos finitos para observar el comportamiento del dispositivo al aplicar diferentes presiones internas, simulando la presión de operación y de prueba hidrostática. El análisis de fluidos permitió observar y detectar los puntos en donde el fluido presenta acumulaciones con la finalidad de modificar la geometría y reducir este efecto mejorando el flujo del cemento evitando la generación de taponamientos y posibles daños al sistema de bombeo de cemento, los resultados obtenidos validaron el diseño de cabeza de cementación, asegurando el cumplimiento de los requisitos específicos de resistencia a las presiones de operación y los valores de flujo de cemento de manera eficiente para su implementación en pozos.
Derechos de autor 2024 Luis Alberto Ramírez López, Jesus Bermudez Vilchiz, Iván Enrique Martínez Merlín, Víctor Augusto Castellanos Escamilla, Apolinar Albiter Hernández (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Aprendizaje de conceptos básicos de electrónica: estrategia tecnopedagógica y aplicación de una prueba objetiva.
Este artículo presenta las distintas fases de una estrategia tecnopedagógica y la aplicación de una prueba objetiva centrada en el aprendizaje de conceptos básicos de electrónica para estudiantes de ingeniería en una institución pública de educación superior. La investigación se centró en un enfoque cuantitativo y se basó en una propuesta didáctica apoyada en el modelo ADDIE (análisis, diseño, desarrollo, implementación, evaluación). Se aplicó una prueba objetiva de selección simple. Se trabajó con un pretest y postest aplicado a dos grupos control y experimental. Los resultados muestran una mejora notable en las calificaciones de los estudiantes lo que subraya la efectividad de la estrategia tecnopedagógica en fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje en contextos de educación superior. En conclusión, este estudio aporta a la comunidad interesada en la educación en ingeniería, ya que detalla las etapas de un diseño instruccional específico para esta área, centrado en tres procesos cognitivos por sus siglas FOS (fijo mi atención, organizo mis conceptos, simulo y aprendo).
Desarrollo Tecnológico e Innovación en los Sistemas y Ambientes Educativos
Derechos de autor 2024 Caroleny Eloiza Villalba Hernandez, Daniel Mocencahua-Mora, Luis Abraham Sánchez-Gaspariano (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Sistema de detección de insuficiencia cardíaca congestiva en señales de ECG a través de aprendizaje máquina
Las enfermedades cardiovasculares, como la Insuficiencia Cardíaca Congestiva (ICC), son causas principales de mortalidad global y deterioran la calidad de vida. El Electrocardiograma (ECG), eficiente y no invasivo, es esencial para detectar la ICC mediante el análisis de la actividad eléctrica del corazón. Este trabajo integra el aprendizaje automático supervisado en el análisis del ECG, utilizando modelos de clasificación para distinguir entre señales normales y aquellas afectadas por la ICC. Se desarrolla una plataforma web para apoyar la investigación y el desarrollo de sistemas de Telemedicina, facilitando la clasificación de señales de ECG de manera automatica y contribuyendo al diagnóstico médico a distancia, el registro de datos, y las consultas médicas. El presente trabajo demuestra que los modelos utilizados alcanzan una precisión de hasta 99%, con solo 5 errores en 720 muestras de prueba. No obstante, la generalización del sistema puede verse limitada por la variabilidad en las señales y las condiciones de adquisición. La principal contribución de este trabajo es la investigación de rasgos específicos del ECG para entrenar modelos de clasificación, ofreciendo una base para futuras investigaciones en entornos clínicos.
Derechos de autor 2024 Aldair Ascencio Salazar, Ángel Humberto Corral Domínguez, Fortunato Ramírez Arzate, José Ricardo Cárdenas Valdez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Diseño y simulaciones para un dispositivo cortador de cable de registro para la industria petrolera en el software SolidWorks®
Los dispositivos cortadores de cable de registro son fundamentales en la industria petrolera, desempeñando un papel crucial en operaciones que requieren seguridad y eficiencia. En la industria petrolera mexicana, sin embargo, existe una notable dependencia de tecnologías con distribuidores extranjeros. Con el objetivo de reducir esta dependencia y fortalecer la capacidad nacional, se ha desarrollado un dispositivo de corte de cable de registro de origen nacional. Este dispositivo no solo busca garantizar la autonomía tecnológica. El diseño y simulación del dispositivo se llevó a cabo mediante el uso de SolidWorks©, un software de diseño asistido por computadora. Inicialmente, se formuló una propuesta de diseño conforme a parámetros específicos, seguida por la selección meticulosa de materiales destinados a la fabricación de los componentes del dispositivo. Posteriormente, se realizaron simulaciones tanto de análisis estático como de fluidos para evaluar exhaustivamente su rendimiento. En el análisis estático, los esfuerzos de Von Mises para el cuerpo del dispositivo y el cuerpo hidráulico fueron de 475,130,208 Pa y 257,019,664 Pa, respectivamente. Los desplazamientos fueron mínimos menores a 0.02 mm y los factores de seguridad rondaron en valores de 1.50 y 2.92. Este desarrollo nacional mejora la independencia tecnológica en la industria petrolera de México y puede aumentar la seguridad y eficiencia de las operaciones.
dispositivo cortador de cable de registro
Derechos de autor 2024 Jesús Bermúdez Vilchiz, Luis Alberto Ramírez López, Apolinar Albiter Hernández, Víctor Augusto Castellanos Escamilla, Iván Enrique Iván Enrique (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Derechos de autor 2022 Instituto Politécnico Nacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
El 25 de enero falleció el M. en C. Juan Abugaber Francis, quien fuera profesor del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desde 1970; primero como profesor de Enseñanza Media Superior, y posteriormente como profesor de Enseñanza Superior en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME). También fue profesor de la Universidad Anáhuac de 1975 a 1983. A partir de 1983, hasta el momento de su fallecimiento se dedicó de tiempo completo y exclusivo a la enseñanza en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y en el Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica Aplicada (LABINTHAP) de la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la ESIME unidad Zacatenco del IPN
Derechos de autor 2019 Instituto Politécnico Nacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Sistema biomecánico para el entrenamiento de reflejos deportivos
En el ámbito deportivo, la mejora de los reflejos se considera un componente crucial durante el entrenamiento. Para ello, se utilizan diversas herramientas tecnológicas para entrenar la capacidad de reacción ojo-mano, una capacidad comúnmente asociada a los reflejos de un atleta. Los dispositivos utilizados para estas tareas se basan principalmente en sistemas de iluminación controlados de manera remota, combinados con sensores táctiles electrónicos. Sin embargo, algunos de estos sistemas presentan limitaciones físicas en términos de la estimación del tiempo de reacción del atleta. Por lo tanto, se desarrolló un sistema biomecánico para el entrenamiento de reflejos deportivos mediante el diseño de un robot Core XY que implementa un sistema electromecánico y de visión para controlar sus movimientos. Este dispositivo utiliza el análisis de video digital en tiempo real del área de juego, lo que permite el análisis biomecánico de las características asociadas al movimiento del atleta. El control de este manipulador robótico mueve un señuelo que el atleta debe seguir para entrenar progresivamente la precisión, velocidad y exactitud de sus movimientos. El efector final es identificado utilizando una cámara que observa constantemente los movimientos realizados, registrando los movimientos localmente en una tarjeta de desarrollo Raspberry PI para su posterior análisis. El diseño de este sistema permite un espacio de trabajo escalable y adaptable a diversas disciplinas. Todo el sistema fue simulado dentro del entorno de programación MATLAB-SIMULINK utilizando el módulo SIMSCAPE MULTIBODY para estimar los parámetros discretos de la función de transferencia de la cinemática de movimiento del manipulador robótico Core XY. En pruebas controladas, se encontró que la detección de movimiento del carrito aún se encuentra altamente influenciada por la luz ambiental. Por lo tanto, las futuras modificaciones del sistema pretenden abordar este problema. Este sistema ofrece una solución precisa para el entrenamiento de los reflejos en atletas, proporcionando un enfoque más exacto y potencialmente transformando la manera en que los entrenadores y atletas desarrollan habilidades de reacción en sus alumnos.
Derechos de autor 2024 Instituto Politécnico Nacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Este artículo cubre todos los temas del proceso de detección-solución de un problema. Se ha hecho un esfuerzo considerable para mantener el lenguaje simple, práctico y preciso para que este documento sea fácil de leer y aplicar. Se invita al lector-analista a beneficiarse de los éxitos y errores informados en más de 200 estudios de casos industriales y disertaciones de posgrado, dirigidos y supervisados por el autor, en una amplia variedad de contextos, en el Reino Unido, México y EE. UU. en más de 25 años, incluyendo organizaciones tanto públicas como privadas. El proceso de preguntas implícito en esta guía ha sido diseñado para seguir una estructura lógica en forma de árbol, comenzando con aspectos generales simples que evolucionan gradualmente hacia temas específicos y profundos. Las preguntas se abordan en una secuencia de lo general a lo específico. Sin embargo, cualquier lector puede adoptar una secuencia diferente, según sus propios intereses, permitiéndole así procesar la información requerida a medida que le viene a la mente, sin perder ningún aspecto relevante.
Derechos de autor 2024 Eduardo Oliva Lopez (Autor/a) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0