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Categoría: Tecnología

• Permite calcular propiedades de una gran variedad de sistemas partiendo de constantes físicas

Saltillo, Coahuila.- 14 de febrero de 2017.- (aguzados.com).- Científicos del cuerpo académico de Ingeniería Física en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) investigan propiedades en materiales, a través de la teoría del funcional de la densidad o DFT.

Este método proporciona una alternativa para estudiar diversos tipos de materiales a través de simulaciones previas a una fase experimental, empleando la física, química y computación con potencial en aplicaciones sustentables.

La teoría del funcional de la densidad o DFT es una teoría que provee un método para calcular algunas propiedades de una gran variedad de sistemas, por ejemplo: sólidos cristalinos, nanoestructuras, superficies, defectos y moléculas, partiendo, únicamente, de constantes físicas, posiciones atómicas y especies químicas.

“DFT es un acrónimo de Density Functional Theory (teoría del funcional de la densidad), es una metodología ampliamente utilizada para estudiar las propiedades estructurales y electrónicas de materiales, semiconductores, metales, entre otros. Ha sido muy relevante para el estudio de los materiales, incluso en 1998 se le otorgó el premio Nobel a Walter Kohn por sus aportaciones en el desarrollo de esta teoría y hasta la actualidad sigue perfeccionándose”, explicó la doctora María Teresa Romero de la Cruz, profesora investigadora del cuerpo académico de Ingeniería Física en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Uadec.

La aplicación de modelos computacionales apropiados permite identificar fenómenos observados y complicados de comprender. Respecto al método, a partir de la teoría del funcional de la densidad, el doctor Reyes García Díaz, investigador en estancia posdoctoral asignado al cuerpo académico de Ingeniería Física en la FCFM de la Uadec, detalló: “Como su nombre lo indica, usa funcionales en la densidad electrónica, solo depende de tres coordenadas espaciales: x, y, z. No es tan costoso computacionalmente como otros métodos y reproduce de manera aceptable las propiedades de muchos sistemas”.

El método DFT, además de requerir menos recursos, proporciona ventajas en casos difíciles de explicar.

“Permite caracterizar, computacionalmente, materiales ya sea conocidos o novedosos. Estos materiales podrían presentar propiedades adecuadas para aplicaciones específicas, por ejemplo: diodos emisores de luz, detectores de gases, catalizadores, transistores de efecto de campo, etcétera. Se puede estudiar una amplia gama de materiales y sus propiedades”, comentó el doctor García Díaz.

El investigador añadió que el método no se limita a sistemas cristalinos en el volumen, ya que, mediante las técnicas correctas, es posible estudiar superficies, defectos, nanoestructuras, moléculas, entre otros sistemas o configuraciones.

Dentro de las propiedades que pueden estudiarse a través del modelo DFT destacan propiedades de tipo estructurales (posiciones de equilibrio, distancias, ángulos); electrónicas (densidad de estados total, local y parcial, diagramas de bandas, densidad de carga); magnéticas (diferentes configuraciones como ferromagnético, antiferromagnético); de estabilidad (cálculo de energías de formación); vibracionales (cálculo de los modos vibracionales, densidad de estados fonónicos); barreras de difusión superficial; barreras energéticas en reacciones (con o sin catalizador); simulaciones de imágenes de STM; energías de adsorción, entre otras.

“También podemos estudiar materiales que pudieran tener propiedades deseables para su aplicación en diversos campos como en la electrónica o catálisis”, añadió el especialista.

El doctor Reyes García Díaz aclaró que en el método DFT, a pesar de ser muy benéfico y arrojar resultados confiables, existen aspectos importantes que pueden dificultar su uso y el desarrollo de las investigaciones, principalmente la capacidad del equipo de cómputo con el que puedan contar los científicos.

“Tenemos una limitante con respecto al tamaño de los sistemas, aunque la teoría nos permite, en principio, calcular casi cualquier tipo de sistema; mientras más grandes son, contienen más átomos y, por ende, más electrones y más recursos computacionales se requieren para poder resolverlos. Es decir, se necesita más memoria de almacenamiento, tiempo de cálculo y número de procesadores para poder resolver los sistemas de ecuaciones que describen el sistema estudiado”, indicó el especialista.

Los investigadores mencionan que, con el uso de aproximaciones y los equipos modernos de cómputo, hay un límite al tamaño de los sistemas que se pueden estudiar. Estas aproximaciones idealizan los sistemas y se tiene un grado de error que se busca minimizar. También debe considerarse que cada teoría es buena para estudiar determinado grupo de casos (sistemas), ya que no existe una teoría capaz de ser aplicada a la totalidad de ellos.

Sin embargo, los avances científicos propician que el modelo DFT esté optimizándose constantemente, esto permite la posibilidad de reportar resultados confiables comparables con los resultados a nivel experimental o realizar cálculos de sistemas novedosos.

“La mejora de la teoría, en general, es otro aspecto a considerar como relevante, ya que las nuevas aproximaciones propuestas que mejoren la precisión o disminuyan el consumo de recursos computacionales durante el cálculo son importantes”, destacó el investigador.

Por su parte, la investigadora Romero de la Cruz visualiza el método DFT como una herramienta que complementa la investigación a nivel experimental.

“Podemos decir que, muchas de las veces, DFT es un complemento al trabajo experimental que se hace en materiales y, mediante modelación, se puede dar respuesta o entender el comportamiento de los mismos. El conocimiento del comportamiento de un material es fundamental para las posibles aplicaciones”.

Proyecto y aplicación

Actualmente, el cuerpo académico de Ingeniería Física en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Uadec emplea el método DFT para el cálculo de las propiedades estructurales y electrónicas de estructuras cristalinas, en este caso perovskitas. Específicamente el estudio de titanato de estroncio (SrTiO3) y el germanato de estroncio (SrGeO3) en estado puro y dopados. Uno de los dopantes propuestos para este proyecto es el bismuto (Bi).

“Estos sistemas se espera que tengan aplicaciones potenciales en fotocatálisis. Además, el estudio de nanoalambres de nitruros, por ejemplo nitruro de aluminio (AlN) y nitruro de boro (BN) que cambian sus propiedades en función del diámetro y sus posibles aplicaciones tecnológicas”, puntualizó el doctor García Díaz.

Dentro de los resultados preliminares del proyecto, destaca la caracterización computacional de las perovskitas en el volumen completo. Se compararon los resultados obtenidos de sus propiedades estructurales y electrónicas con los reportados en la literatura especializada y se encontraron similitudes razonables.

Además, los cálculos de los sistemas dopados están parcialmente terminados para el titanato de estroncio con dos diferentes concentraciones del dopante. Con respecto a los cálculos de los nanoalambres, el caso del nitruro de aluminio está casi terminado y dos nitruros más están en proceso.

“Hasta el momento hemos obtenido la optimización de estructuras de nanoalambres de nitruros, además de optimización de estructuras de perovskitas dopadas con elementos de tierras raras, que tienen aplicación en luminiscencia y el estudio de propiedades electrónicas de nanoalambres de nitruros”, concretó la doctora Romero de la Cruz.

De acuerdo con los científicos, continuará la aplicación de este tipo de métodos para el estudio de materiales, ya que proveen, en general, una manera de predecir las propiedades de sistemas novedosos o la explicación de fenómenos observados por grupos experimentales.

La doctora Romero de la Cruz añadió que, debido a la versatilidad del método, el método DFT continuará en uso para el estudio de materiales.

“A lo largo del desarrollo de DFT, estas aproximaciones han evolucionado, o bien surgen nuevas aproximaciones para reducir la complejidad del sistema, esto le da versatilidad a la metodología, por lo que está vigente en el área de materiales”.

En la teoría del funcional de la densidad intervienen muchas aproximaciones para dar solución a un problema de manera general, como el caso del comportamiento de un sistema con muchas partículas (electrones, iones, etcétera) que forman el material. Esta visión proporciona una perspectiva que brinda gran apoyo a las investigaciones.

“En la predicción de propiedades nos permite estudiar y proponer sistemas que pueden ser usados en aplicaciones específicas. En el caso de la explicación de fenómenos, nos permite mejorar nuestro entendimiento de los sistemas que ya existen, con la finalidad de mejorarlos (optimizarlos) o simplemente explicarlos”, mencionó el doctor García Díaz.

El especialista agregó que las aproximaciones y modificaciones que se proponen al método acercan cada vez más a un modelado más preciso, que puede ser empleado en un mayor número de sistemas de manera más eficiente en el futuro.

Contacto: Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Uadec.- Teléfono01 (844) 414 4739 y 414 8869.

Dra. María Teresa Romero de la Cruz.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Dr. Reyes García Díaz.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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Categoría: Tecnología

• Representa la solución para muchos de los problemas de la capital del país

Ciudad de México.- 9 de febrero de 2017.- (aguzados.com).- La empresa mexicana Vehículos Eléctricos Corporativos (VEC), junto con la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación (Seciti) y la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), presentó un vehículo de carga ligera completamente eléctrico desarrollado por investigadores de la casa de estudios y expertos de la empresa. El gobierno de la Ciudad de México apoyó a través de financiamiento para el desarrollo del prototipo.

El vehículo mexicano desarrollado tiene la ventaja de tener una carga ultrarrápida y protección a la red eléctrica, es decir, no genera sobrecargas hacia la red. En ese sentido, el secretario de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Ciudad de México, René Drucker Colín, explicó que los vehículos eléctricos mexicanos tienen que ser la solución para muchos de los problemas de la capital del país.

“La secretaría ha invertido una cantidad de dinero para la promoción y desarrollo de estos vehículos porque es importante que en la Ciudad de México se vayan sustituyendo los vehículos de hidrocarburos por vehículos de cero emisiones”, dijo el investigador emérito de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Recordó también la importancia de empezar a desarrollar tecnología mexicana de gran impacto y no depender de las innovaciones de otros países.

El vehículo presentado tiene la capacidad de carga de hasta una y media toneladas por lo que es ideal para la transportación de mercancía de los centros de distribución al punto de venta, sugirió el socio de la empresa VEC, José Bernardo Rosas Fernández.

Además, la autonomía del transporte es de 100 kilómetros por una recarga de 60 minutos. El nuevo desarrollo tiene una velocidad crucero de entre 40 y 100 kilómetros por hora que son posibles gracias a su batería de 220 voltios.

La batería del denominado vehículo eléctrico de carga y logística mejorada (Veclom) tiene una vida útil de 10 años. Además el mecanismo de tracción del vehículo está compuesto por un motor eléctrico de corriente alterna controlado por una computadora y adherido mecánicamente por medio de un diferencial electrónico a las ruedas.

El socio de la empresa VEC aseguró que en este proyecto llevan trabajando más de 17 años, y su misión ha sido buscar la optimización armoniosa de todos los conceptos intrínsecos del vehículo entre la carrocería, el cómputo de control, la administración de la batería y el costo total.

El costo que tienen prospectado es de aproximadamente 500 mil pesos, el cual —aseguró Bernardo Rosas— es competitivo con respecto a los demás transportes que tienen la misma utilidad.

Otro de los beneficios es que es mucho más económico en cuanto al costo de operación, ya que el auto eléctrico tan solo cuesta 36 centavos por cada kilómetro recorrido. A comparación con los vehículos de combustión interna que cuestan dos pesos por cada kilómetro recorrido, esto según datos mostrados por la empresa Vehículos Eléctricos Corporativos.

La directora de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la UAM Azcapotzalco, María de Lourdes Delgado Núñez, comentó que este vehículo es ideal para las empresas que en su operación ya tengan rutas preestablecidas para la entrega de mercancías.

Aseguró que en la batería del vehículo se sigue trabajando en la validación de diferentes tecnologías para mejorar su rendimiento. “Otro aspecto en el que trabaja es en las estaciones de carga que se ubicarían en los hogares o en este caso en los centros de distribución”, explicó.

Por último, dijo que el vehículo que se presentó es un automóvil de prueba que servirá para someterse a diferentes pruebas en el campo y así ver las áreas de oportunidad en las que se tendrá que mejorar, esto con el objetivo de que en el mediano plazo se puedan empezar a producir en serie.

“Este proyecto deja abierta la puerta en investigación en cuanto al desarrollo de nuevas tecnologías en torno a los autos eléctricos. Por ejemplo, ya hay avances alrededor de la recuperación de energía mediante el frenado”, concluyó la investigadora de la UAM.

El evento también contó con la participación del rector general de la UAM, Salvador Vega y León; el rector de la Unidad Azcapotzalco, Romualdo López Zárate; así como los profesores investigadores del Departamento de Energía, Ahmed Zekkour Zekkour y el maestro José Juan Martínez Nates.

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• Permitirá identificar y bloquear perfiles de abusadores de niños en las redes sociales

Puebla, Puebla.- 15 de febrero de 2017.- (aguzados.com).- Un grupo multidisciplinario encabezado por el doctor Luis Enrique Colmenares Guillén y la doctora Maya Carrillo Ruiz, investigadores de la Facultad de Ciencias de la Computación de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (FCC-BUAP), trabaja en la creación de un software que permitirá identificar y bloquear perfiles de pedófilos en las redes sociales.

A través del procesamiento del lenguaje natural, así como del procesamiento digital de imágenes, este proyecto detectará automáticamente y en fracciones de segundo, texto e imágenes con contenido pedófilo en páginas de Internet y redes sociales.

El equipo de investigadores construyó modelos cognitivos, perfiles psicológicos y criminológicos de pedófilos con el apoyo de colaboradores docentes y estudiantes de las áreas de psicología, criminología y, recientemente, del área de lingüística de la BUAP.

Inteligencia artificial y lenguaje natural

El procesamiento de lenguaje natural es considerado como una disciplina de la inteligencia artificial, es decir, es la creación de mecanismos computacionales para la comunicación entre personas y máquinas mediante el uso de lenguajes naturales, partiendo de la idea de que la inteligencia y el lenguaje guardan una estrecha relación.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, la doctora Maya Carrillo explicó que en este proyecto lo que se hace es “enseñar” a la computadora distintas conversaciones, entre ellas, de pedófilos con menores, para que la máquina pueda crear modelos y aprenda a distinguir los diálogos y sus características.

“Hemos hecho experimentos para lograr que la máquina detecte, por ejemplo, a poetas que cometieron suicidio a partir del análisis de sus textos. Le enseñamos a la máquina poesía de autores que sí se suicidaron y otros que no, entonces con métodos de procesamiento de lenguaje natural y aprendizaje automático se creó un modelo que permite a la computadora determinar si un texto nuevo es de un poeta que cometió o no suicidio, mismo que nos ha arrojado un 72 por ciento de precisión. De igual forma se hace con diferentes tipos de conversaciones, incluyendo las de pedófilos. Seguimos trabajando con esto y sumando nuevos aportes”.

Patrones de conducta en la red

Para la aplicación del procesamiento de lenguaje natural era necesario un corpus: conversaciones en las que fuera explícito este delito. Al respecto, el doctor Luis Enrique Colmenares Guillén refirió en entrevista que uno de los problemas existentes fue la falta de base de datos.

“Inicialmente en las redes sociales se encontró una serie de palabras que nos indicaban cierto tipo de delincuencia, que pudimos identificar y analizar para realizar una clasificación de palabras y saber a qué tipo de delito se refería. El problema fue que esas palabras estaban en el idioma inglés y por eso estamos creando nuestro propio corpus en español para poderlo adaptar al tipo de delincuencia que nos interesa en el contexto mexicano”, explicó el doctor Luis Enrique Colmenares.

Por su parte, la doctora Maya Carrillo añadió que para ir generando un corpus en este proyecto ha sido necesaria la suma de otras disciplinas que permitieran la creación de patrones de conducta semejante, frases y términos frecuentes que posteriormente servirán para identificar este tipo de conversaciones y construir herramientas de prevención que se puedan instalar en los equipos de cómputo de los menores de edad, para que cuando la máquina detecte una palabra, conversación o imagen inadecuada, emita una alerta en automático al celular y correo de los padres.

“Como no encontramos material en nuestro idioma, se realizaron seminarios para reunirnos con estudiantes de computación, criminología y psicología y empezar a crear los primeros corpus lingüísticos para este proyecto. La investigación nos condujo a la página Perverted Justice, organización de voluntarios que trabaja en colaboración con el departamento de justicia penal de los Estados Unidos, ahí tienen grabadas conversaciones con pedófilos, y con este material los alumnos establecieron características de dichos agresores. A partir de esto, los alumnos de computación han generado perfiles falsos en cuentas que abrimos en redes sociales, primordialmente Facebook, así hemos logrado recabar conversaciones que ya estamos estudiando para determinar patrones y caracterizar las etapas de las mismas, palabras clave, entre otros aspectos”.

Procesamiento de imágenes

El doctor Colmenares Guillén inició este proyecto hace más de tres años, enfocándose en problemas específicos como pornografía infantil, pederastia y trata de personas. La primera aportación que hizo fue un proceso para detectar desnudez en las imágenes digitales, el cual se registró en el 2012 ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) y en 2015 obtuvo el título de patente.

Se realizó un browser que consiste en un filtro para generar navegaciones seguras en Internet que detecta, ubica y bloquea páginas con imágenes pornográficas, pero además guarda evidencia. Su interés, dice, radica en la responsabilidad social, que tiene como investigador, para dar soluciones que aporten a la universidad y a la sociedad.

El investigador de la BUAP reconoció que aún hay un trabajo por desarrollar y se mostró confiado en concretar un aporte tecnológico que pueda coadyuvar de alguna forma a esta problemática social.

“Luchamos con abrir brecha e innovación para poder plantear nuevas herramientas, basados en el análisis del procesamiento del lenguaje natural y del procesamiento digital de imágenes para detectar a un pederasta, y aunque hay teorías que te dicen que eso no es posible, trabajamos para debatir académicamente que sí pueden haber estrategias para detectar a posibles criminales y bloquearlos en Internet”.

Aunque están conscientes de que los delincuentes emplean tecnología sofisticada, el doctor Colmenares Guillén aseguró que pueden diseñar herramientas informáticas que inhiban las conductas delictivas en Internet. En cuanto a los riesgos de trabajar con este tipo de proyectos, los investigadores refieren que ellos se enfocan en modelos de prevención, ya que su tarea solo se limita a este rubro.

De acuerdo con información de la Cámara de Diputados, a través de la Comisión de Derechos de la Niñez, en México, en tan solo cinco años, se detectaron más de cuatro mil páginas de pornografía infantil en Internet, además de más de un millón de imágenes de menores de edad sometidos a abusos sexuales y explotación circulando en línea. Los pederastas tardan solo 12 minutos en contactar a sus víctimas por Internet para inducirlas a desnudarse o ver pornografía.

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• Se busca innovar a través de la infraestructura de investigación que tiene la institución

Ciudad de México.- 9 de febrero de 2017.- (aguzados.com).- En el Instituto Politécnico Nacional (IPN) surgió una iniciativa hace cinco años para crear un ecosistema de innovación que se planteó con todos los elementos necesarios para desarrollar tecnología innovadora que se pueda introducir al mercado, explicó el subdirector de inteligencia tecnológica de la Unidad de Desarrollo Tecnológico (Technopoli) del IPN, Rodrigo Díaz Ayala.

“El Politécnico ya contaba con toda la infraestructura que conocemos, escuelas, centros de investigación y demás pero le faltaba un eslabón. El eslabón que vinculara las empresas líderes en el mercado que quieren innovar de forma acelerada a través de la infraestructura de investigación del IPN”, afirmó Díaz Ayala en entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.

A partir de esta necesidad nace Technopoli, la unidad encargada de ayudar a las empresas a innovar a través de la vinculación con la academia, no importando su tamaño. “Esta cultura de vincularse con las universidades no está muy arraigada en México. Solo las empresas internacionales tienen esta idea de crear innovación. Nosotros atendemos a las empresas para ayudar a crear desde un desarrollo tecnológico hasta estudios de mercado, pasando por la creación de prototipos y la elaboración de informes estratégicos”.

Uno de los servicios que brindan como unidad es el hospedaje empresarial, en el cual si la empresa no tiene una ubicación cerca del instituto, Technopoli les brinda un módulo en el cual se lleva a cabo el desarrollo tecnológico, y ahí mismo trabajan los investigadores y alumnos para desarrollar todo el proyecto.

“Nuestro principal servicio es captar toda la infraestructura que tiene el Politécnico en más de 22 estados de la República y ponerla a la disposición de las empresas que lo requieran para un proceso acelerado de innovación en tecnología”, aseveró el directivo.

Observatorio Tecnológico

Otra de las funciones de Technopoli es brindar a la academia información sobre las tendencias del mercado. Esto se hace desde el Observatorio Tecnológico de dicha unidad, el cual se desarrolla bajo dos vertientes: el enfoque tecnológico y el enfoque de mercado.

“Estos estudios que se hacen sirven para que los investigadores y profesores determinen a dónde se debería enfocar la actividad académica. A través del Observatorio Tecnológico analizamos la tecnología que existe en el IPN para así poder ofertarla con mayor solidez a las empresas”, comentó Díaz Ayala.

Los servicios ofrecidos por el IPN tienen un costo para las empresas ya que se están brindando servicios a través de la infraestructura del instituto. “Cuando llega una empresa con un proyecto se le hace una propuesta técnico financiera y si ellos la aceptan, se desarrolla todo el proyecto”, dijo el subdirector de inteligencia tecnológica.

Del mismo modo explicó que las empresas pequeñas se pueden acercar con una propuesta y entre ambas partes se puede conjugar un proyecto para concursar en una convocatoria del Instituto Nacional del Emprendedor (Inadem) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Para la comunidad estudiantil en Technopoli tienen diversas vías de atención, la primera es para el emprendimiento para los alumnos que tengan un proyecto de tesis, o un proyecto que tenga afinidad con una aplicación industrial.

Otra de las opciones es ofrecer la tecnología a grandes empresas pero no solo como una transferencia de tecnología, sino como parte de un proyecto a gran escala que se llegue a implementar en el mercado.

El subdirector de inteligencia tecnológica de Technopoli invitó a toda la comunidad a conocer las herramientas y servicios que ellos pueden ofrecer, "es una unidad única a nivel nacional y su correcto aprovechamiento puede derivar en mejores prácticas para las empresas".

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