Multiple Mechanical Ventilation: historical review and cost analysis

In times of crisis in public health where the resources available in the hospital network are scarce and these must be used to the fullest, innovative ideas arise, which allow multiplying the use of existing resources, as artificial mechanical ventilators can be. These can be used in more than one patient, by attaching a device to distribute the mixture of air and oxygen from the ventilator being used simultaneously (multiple mechanical ventilation). This idea, although innovative, has generated controversy among the medical community, as many fear for the safety of their patients, because attaching such devices to the ventilator loses control over the mechanical ventilation variables of each patient and can only maintain general vigilance over the ventilator. These misgivings about the device have led several researchers to take on the task of verifying the reliability of this flow splitter connector. It is for this reason that this article presents a thorough review of the studies carried out on the subject and additionally shows an analysis of comparative costs between the acquisition of a mechanical ventilator and the flow division system.

Estudio socio-técnico del uso de energías renovables como alternativa de iluminación en las comunidades de las zonas no interconectadas

En Colombia un gran número de familias viven en condiciones de necesidades básicas insatisfechas, en particular, aquellas que se derivan de la ausencia o discontinuidad del servicio de energía eléctrica. El proyecto desarrollado alrededor de esta situación presta especial atención a la iluminación y cómo su ausencia o presencia intermitente modifica los hábitos dentro del hogar en las zonas no interconectadas (ZNI). Estas ZNI son clasificadas por el Gobierno nacional como áreas del territorio quepor su lejanía de los principales cascos urbanos o las dificultades topográficas locales, están fuera del sistema nacional de tendido eléctrico. Se reportan los resultados del trabajo de campo con familias en diferentes ZNI con características geográficas variadas; con base en estos testimonios y experiencias, además de la revisión de propuestas de diseño existentes, se establecen tanto los requerimientos y las determinantes como las cualidades y características que debe tener una propuesta adaptada a los usos, costumbres y condiciones en estos territorios en Colombia, fomentando al mismo tiempo una relación no destructiva con el ecosistema en las ZNI. De este modo se sientan las bases para el desarrollo de propuestas de diseño para la iluminación en los hogares de las ZNI que permitan construir hábitos saludables, satisfacer necesidades básicas y mejorar sus condiciones de vida.

Diseño de una herramienta computacional para el análisis termodinámico de motores de combustión interna tipo Otto

Se obtiene una completa descripción del comportamiento termodinámico de un motor tipo Otto en función del ángulo de giro del eje mediante un código en lenguaje Python. A partir de los resultados, se estiman indicadores de alta relevancia técnica como la presión efectiva indicada, la potencia específica de freno, el consumo específico de combustible y la eficiencia volumétrica. El método propuesto soluciona balances de masa y energía en estado transitorio incluyendo flujo compresible a través de las válvulas y velocidad de combustión. La validación del código implementado se realiza mediante comparación con mediciones experimentales para funcionamiento de motor en modo de arrastre y a condiciones de velocidad angular constante. Empleando la metodología desarrollada, se encuentran resultados más realistas para, entre otros indicadores, la eficiencia térmica, eficiencia volumétrica y la presión media efectiva, y es posible predecir de manera precisa y eficiente el comportamiento termodinámico de motores tipo Otto.

A Novel CMOS reconfigurable rectifier for wearable piezoelectric energy harvesters

Wearable energy harvesters have potential application in the conversion of human-motion energy into electrical energy to power smart health-monitoring devices, the textile industry, smartwatches, and glasses. These energy harvesters require optimal rectifier circuits that maximize their charging efficiencies. In this study, we present the design of a novel complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) reconfigurable rectifier for wearable piezoelectric energy harvesters that can increase their charging efficiencies. The designed rectifier is based on standard 0.18 µm CMOS process technology considering a geometrical pattern with a total silicon area of 54.765 µm x 86.355 µm. The proposed rectifier circuit has two transmission gates (TG) that are composed of four rectifier transistors with a charge of 45 kΩ, a minimum input voltage of 500 mV and a maximum voltage of 3.3 V. Results of numerical simulations of the rectifier performance indicate a voltage conversion efficiency of 99.4% and a power conversion efficiency up to 63.3%. The proposed rectifier can be used to increase the charging efficiency of wearable piezoelectric energy harvesters.

Análisis del comportamiento de la actividad de rayos y sus variables meteorológicas en ciudades de montañosas. Caso Manizales, Colombia

El presente artículo muestra el comportamiento diurno y estacional de la actividad de rayos y su relación con las variables meteorológicas que intervienen en la formación de las tormentas, en una ciudad de montaña. Los resultados muestran que Manizales tiene en promedio 69 días tormentosos, es decir, son los días donde al menos un rayo es detectado. Dentro de los resultados, también se puede apreciar que los meses con mayor actividad son marzo y noviembre. El análisis se realizó para los dos periodos lluvioso y seco que se presentan en la zona andina de Colombia. Los resultados muestran que durante los periodos de lluvia la actividad de rayos es más intensa y que obedece principalmente a vientos locales y al desplazamiento de la Zona de Confluencia Intertropical. Dentro del análisis de las variables meteorológicas fue utilizado el ciclo diurno promedio para observar el comportamiento de estas durante los días con actividad de rayos y los que no tuvieron actividad, las variables analizadas fueron presión de superficie, temperatura superficial del aire, temperatura de punto de rocío, razón de mezcla, vientos zonal y meridional.

Análisis del alto flujo vehicular para una vía de acceso a Medellín usando simulación basada en agentes

En Medellín, la vía que atraviesa el parque de Robledo ha jugado un papel importante como ruta de acceso a diferentes barrios del occidente y a municipios de la subregión occidental antioqueña. Diariamente, cientos de vehículos transitan por allí, por lo que esta se identifica como la única vía de acceso, situación por la que en ciertas horas del día se torna lenta. A pesar de que se buscan vías alternas, no se encuentran resultados satisfactorios, ya que la única posibilidad está igual o más congestionada que la primera. En este documento se propone realizar un análisis de la problemática de congestión vial presentada en la vía del parque de Robledo en el sentido oriente-occidente, mediante simulación basada en agentes. Para la realización del modelo de simulación, se caracterizan los individuos por medio de rasgos relevantes, y a su vez se desarrolla una evaluación del comportamiento por mejorar en capacidad vial por ampliación, y la validación respectiva de los resultados obtenidos por medio de esta alternativa. Como resultado se observa que la adecuación de la vía mediante su ampliación facilita y mejora las condiciones de movilidad, aumentando hasta en un 20 % la velocidad de desplazamiento y optimizándose la capacidad vehicular del trayecto hasta el doble en horas pico.

A comparative analysis of resistance models for austenitic stainless steel girders subjected to concentrated loads

The increasing use of stainless steel in construction has led to the need of developing resistance models for structural elements made of this material. Unlike carbon steels, stainless steel alloys exhibit stress-strain curves with a pronounced strain hardening capacity and reasonable ductility that should be considered in the design. This difference in behavior makes the formulations used for carbon steel conservative when designing with stainless steel. Therefore, this paper presents a comparative analysis of resistance models for slender austenitic stainless-steel beams subject to concentrated loads. First, the failure mechanisms of stainless-steel beams are presented using a nonlinear finite element model. From this validated numerical model, a database obtained from a parametric analysis that covers a wide range of geometries is presented. Subsequently, this database is used to perform a comparison between various resistance models available in the literature. These models correspond to both international design codes and models obtained through machine learning. Finally, the numerical results show considerable improvement in the predicted ultimate resistances for slender stainless steel plate girders subjected to patch loading.

Diseño de dispositivo mecánico para el traslado de pacientes con discapacidad motriz

Las discapacidades físicas y motrices que afectan directamente la movilidad de los miembros inferiores generan dependencia del paciente para su movilización y realización de actividades cotidianas, propiciando en algunos casos sobrecarga en el personal de enfermería y cuidadores, manifestada en problemas musculares, además de riesgos al paciente por condiciones inseguras al momento de hacer las movilizaciones. Para aportar una solución al traslado seguro de pacientes parapléjicos y tetrapléjicos en centros de atención médica, surge esta investigación, cuyo objetivo es diseñar un dispositivo mecánico para el traslado de pacientes con discapacidad motriz en centros hospitalarios. Se utilizó una metodología que incluyó la detección de necesidades desde el usuario directo e indirecto, para luego generar los conceptos, seleccionar la mejor propuesta y realizar el diseño de detalle incluyendo el cálculo y la selección de componentes y el análisis estructural de las piezas críticas. El resultado del proyecto fue el diseño de un dispositivo de apoyo que cumplió con la normativa de seguridad y de diseño establecida, y que brinda seguridad y comodidad tanto al paciente como al cuidador, quien se encargará de la manipulación y traslado.

Comportamiento físico-mecánico del hormigón adicionando residuos de acero: una revisión literaria

En la actualidad, el interés por usar materiales de desecho y subproductos provenientes del hormigón ha incrementado, debido a la necesidad de minimizar la contaminación en el planeta. El presente documento tiene como objetivo la revisión sistemática de la literatura con respecto a la implementación de los residuos de acero en la mezcla de hormigón, y cómo esto influye en su comportamiento físico-mecánico. Se ha enfocado el interés principalmente en los residuos de acero en forma de escoria, limadura, viruta y fibras, incorporados en todo tipo de hormigón estructural, utilizado en columnas, vigas, zapatas, losas y muros. El uso de estos materiales tiene un alto impacto, pues no solo ayuda a reducir el costo de fabricación de cemento y hormigón, sino que a la vez otorga numerosos beneficios ecológicos, como reducir el costo de los vertederos, ahorrar energía y proteger el medio ambiente de una posible contaminación. Se efectuó la búsqueda de artículos indexados en las diversas bases de datos, tales como ASCE, EBSCO, Google Scholar, ScienceDirect, Scopus y SpringerOpen; se seleccionó finalmente un total de 60 artículos publicados desde el año 2014. Se concluye que el uso de residuos de acero es una alternativa para incorporar a la mezcla de hormigón, pues puede reemplazar parcial o totalmente al agregado y lograr la producción de hormigones que no presenten afección en sus propiedades físico-mecánicas; e incluso, en algunos casos, mejorar dichas características.

Computational analysis of homogeneous nucleation and droplet growth applied to natural gas separators

A natural gas droplet is generated at certain thermodynamic conditions through three stages: supersaturation, where the gas has more molecules than it should have in equilibrium, forming “embryos” of liquid phase; nucleation, where embryos form groups of different shapes and sizes of nanometer order; and the droplet growth, where the number of molecules increases until equilibrium is reached. In this paper, the homogeneous nucleation and droplet growth of natural gas applied to gravitational separators operating at high pressure conditions (7MPa) are analyzed. The results showed that at a high pressure, the initial drop size reached was 8.024 nanometers and the final diameter of the drop was 4.18 micrometers.