Efecto del Li sobre la sedimentación de los compuestos intermetálicos de Fe en aleaciones de aluminio para fundición

En este proyecto se investigó el efecto de la adición de Li sobre la precipitación y sedimentación de los compuestos intermetálicos de Fe en la aleación de aluminio para fundición 380, para esto el contenido de hierro se varió dentro del rango de 0.6 a 1.7 %. Particularmente se prestó atención a los compuestos intermetálicos de hierro formados y a la morfología que éstos presentaron, así como a la composición química de las aleaciones después del tratamiento isotérmico. Para llevar a cabo el estudio se utilizó como metal base aleación comercial de aluminio para fundición 380, a la cual se le adicionaron diferentes cantidades de litio y hierro, para un total de 9 aleaciones (metal base más 8 modificaciones a la aleación). Las aleaciones una vez fundidas se vertieron en moldes de arcilla cilíndricos, los cuales fueron sometidos a un tratamiento isotérmico por 4 horas a 600 °C, lo anterior con la finalidad de promover el crecimiento y la sedimentación de los compuestos intermetálicos de hierro. Una vez terminado el tratamiento isotérmico, se cortaron las muestras de forma longitudinal para llevar a cabo el análisis microestructural y de composición química a las siguientes distancias de la base de la muestra cilíndrica: 10, 50, 100 y 150 mm. Para el análisis de la microestructura se utilizó microscopia óptica y un microscopio electrónico de barrido (MEB), para el análisis de composición química se utilizó la técnica de espectrometría de absorción (AA) y/o emisión atómica por plasma (ICP). Se observó que la adición de litio promueve el cambio de morfología de las fases ricas en hierro, la fase α aparece en forma poliédrica cuando sedimenta al fondo de la muestra cilíndrica dado que tiene un periodo de crecimiento y engrosamiento durante las 4 horas que la fundición permanece en estado líquido a 600 °C. La fase α también aparece con morfología tipo escritura china, que está presente en la parte media y superior de las muestras con y sin la adición de litio. La configuración del experimento suprimió la formación del compuesto intermetálico β, para el cual se ha reportado que presenta una morfología tipo plaqueta, por lo tanto se puede asumir que la disminución del contenido de hierro en las aleaciones estudiadas se debe a la formación y posterior sedimentación de la fase α, situación que se favoreció debido a la adición de litio, ya que el contenido de hierro pasó de 2.33 % en la parte inferior, a 10 mm del fondo, de la muestra sedimentada a 0.55 % a 150 mm del fondo, es decir, en la parte superior de la muestra sedimentada. En base a los porcentajes anteriores se obtuvo una reducción del 54 % en el contenido de hierro comparando contra la concentración inicial de 1.2 %

Comportamiento microstructural y mecánico de las aleaciones Al-5Cu y Al-7Si aplicadas en cabezales de cilindro en motores a diésel

En la actualidad una gran cantidad de los nuevos vehículos vendidos en el mercado están equipados con motores diésel. Estos motores se someten a altos niveles de esfuerzo termomecánico en los cabezales de motores a diésel, de las cuales la más importante parece ser la fatiga térmica en las cámaras de combustión y la fatiga mecánica en las zonas del conducto de agua. Es por lo anterior que se consideró de gran impacto el desarrollo de este trabajo que consiste en evaluar el comportamiento de las propiedades mecánicas de los dos tipos principales de aleaciones empleadas en cabezales de motores a Diésel, en la actualidad: las del tipo Al-5Cu y las de Al-7Si. Así mismo, existe una tendencia importante de adicionar elementos como vanadio titanio y zirconio en pequeñas cantidades para elevar su resistencia mecánica a altas temperaturas. Para poder comprobar sus beneficios, en este trabajo se adicionaron estos elementos a ambas aleaciones para conocer su efecto. Po otra parte, existe cierta controversia en cuanto a la conveniencia de adicionar magnesio en las aleaciones Al-5Cu para elevar su comportamiento mecánico a temperatura ambiente, por ello se estudió en efecto de la adición de magnesio en estas aleaciones. Adicionalmente se hicieron tratamientos térmicos convencionales a las aleaciones Al-5Cu y Al7Si para observar su efecto en conjunto con la adición de vanadio, titanio, zirconio y en su caso de magnesio. Para las pruebas de alta temperatura se aplicó un tratamiento de envejecido a alta temperatura, 250 y 300°C, durante 100 horas para analizar el deterioro de las propiedades mecánicas en las aleaciones Al-5Cu y Al-7Si, con la adición de vanadio, titanio y zirconio, así como magnesio. El comportamiento mecánico fue relacionado con el comportamiento microestructural de cada una de las aleaciones estudiadas. La caracterización se hizo mediante técnicas convencionales de microscopía óptica y electrónica de barrido. Los resultados muestran que la adición de vanadio, titanio y zirconio a la aleación Al-5Cu vaciada, elevaron su dureza y resistencia última a la tensión debido a la mayor homogeneidad de la microestructura, presencia de partículas Al2Cu más finas y homogéneamente distribuidas. El efecto combinado de adición de vanadio, titanio y zirconio más el tratamiento térmico fue favorable debido a que modifica la microestructura y disuelve las fases eutécticas durante el tratamiento por solución, mientras que durante el envejecido se produce el endurecido por precipitación. La adición de magnesio a la aleación Al-5Cu con V, Ti y Zr más tratamiento térmico, mostró que el magnesio incrementó la dureza debido a una mayor homogeneidad de la microestructura y presencia de partículas Al2CuMg. La adición de V, Ti y Zr en la aleación Al-5Cu-0.36Mn incrementó el índice de calidad en ambas temperaturas de ensayo, 250 °C y 300 °C, al igual que con la adición de Mg en la aleación Al5Cu-0.36Mn-V-Ti-Zr también presentó un incremento en ambas temperaturas de ensayo, siendo la adición de 0.25Mg la mejor condición, debido a que presenta mayor homogeneidad en su microestructura y a una mayor presencia de partículas Al2CuMg. Aunque las aleaciones tomaron una misma tendencia a reducir su resistencia mecánica conforme se incrementó la temperatura de post envejecido y de ensayo. La adición de vanadio titanio y zirconio y la aplicación del tratamiento térmico T7 resultan conveniente para la aleación Al-7Si-4Cu-0.16Mn porque produjo un aumento en la dureza y resistencia última, debido a la mayor homogeneidad de la microestructura, presencia de partículas AlSi y Al2Cu más finas y homogéneamente distribuidas, el endurecimiento por precipitación y la probable presencia de dispersoides

Removal of Te and Se anions in alkaline media in presence of cyanide by quaternary ammonium salts

Precious metals are currently associated with selenium (naumannite, Ag2Se) and tellurium (calaverite, AuTe2; sylvanite, (Au,Ag)2Te4) to form species refractory to cyanidation. The aim of this preliminary work was to study the use of the solvent extraction technique to recover tellurium and selenium ions from a synthetic solution similar to the cyanidation effluents to recycle the free cyanide back to the process. For the extraction of the Se and Te anions, the use of quaternary amines as extractants was evaluated (tallow trimethyl ammonium chloride, Quartamin TPR; hexadecyl trimethyl ammonium chloride, Amine F; and trioctyl methyl ammonium chloride, Aliquat 336) employing nonylphenol as a modifier in the organic phase (iso-octane). The results obtained showed that the extraction was strongly affected by the pH and that it was possible to recover up to 83% of Se and 10% of Te with Quartamin TPR from two synthetic solutions containing 23 mg/L of Te and 20 mg/L of Se with a molar cyanide:metal ratio of 1:4 at pH 11, a ratio of aqueous/organic (A/O) = 1 (V/V) and an extractant concentration of 0.022 mol/L. A maximum distribution coefficient (D) of 4.97 was obtained at pH 11. The McCabe-Thiele diagram indicates that two theoretical extraction stages are necessary to obtain a good extraction of Se complexes using Quartamin TPR.Precious metals are currently associated with selenium (naumannite, Ag2Se) and tellurium (calaverite, AuTe2; sylvanite, (Au,Ag)2Te4) to form species refractory to cyanidation. The aim of this preliminary work was to study the use of the solvent extraction technique to recover tellurium and selenium ions from a synthetic solution similar to the cyanidation effluents to recycle the free cyanide back to the process. For the extraction of the Se and Te anions, the use of quaternary amines as extractants was evaluated (tallow trimethyl ammonium chloride, Quartamin TPR; hexadecyl trimethyl ammonium chloride, Amine F; and trioctyl methyl ammonium chloride, Aliquat 336) employing nonylphenol as a modifier in the organic phase (iso-octane). The results obtained showed that the extraction was strongly affected by the pH and that it was possible to recover up to 83% of Se and 10% of Te with Quartamin TPR from two synthetic solutions containing 23 mg/L of Te and 20 mg/L of Se with a molar cyanide:metal ratio of 1:4 at pH 11, a ratio of aqueous/organic (A/O) = 1 (V/V) and an extractant concentration of 0.022 mol/L. A maximum distribution coefficient (D) of 4.97 was obtained at pH 11. The McCabe-Thiele diagram indicates that two theoretical extraction stages are necessary to obtain a good extraction of Se complexes using Quartamin TPR

Métricas de Registro de Imágenes y Predicción de Dolor de Rodilla por Osteoartritis Crónica: Datos de la Osteoarthritis Initiative

Osteoarthritis (OA) is the most common type of arthritis, is a growing disease in the industrialized world. OA is an incapacitate disease that affects more than 1 in 10 adults over 60 years old. X-ray medical imaging is a primary diagnose technique used on staging OA that the expert reads and quantify the stage of the disease. Some Computer-Aided Diagnosis (CADx) efforts to automate the OA detection have been made to aid the radiologist in the detection and control, nevertheless, the pain inherits to the disease progression is left behind. In this research, it’s proposed a CADx system that quantify the bilateral similarity of the patient’s knees to correlate the degree of asymmetry with the pain development. Firstly, the knee images were aligned using a B-spline image registration algorithm, then, a set of similarity measures were quantified, lastly, using this measures it’s proposed a multivariate model to predict the pain development up to 48 months. The methodology was validated on a cohort of 131 patients from the Osteoarthritis Initiative (OAI) database. Results suggest that mutual information can be associated with K&L OAI scores, and Multivariate models predicted knee chronic pain with: AUC 0.756, 0.704, 0.713 at baseline, one year, and two years’ follow-up.Osteoarthritis (OA) is the most common type of arthritis, is a growing disease in the industrialized world. OA is an incapacitate disease that affects more than 1 in 10 adults over 60 years old. X-ray medical imaging is a primary diagnose technique used on staging OA that the expert reads and quantify the stage of the disease. Some Computer-Aided Diagnosis (CADx) efforts to automate the OA detection have been made to aid the radiologist in the detection and control, nevertheless, the pain inherits to the disease progression is left behind. In this research, it’s proposed a CADx system that quantify the bilateral similarity of the patient’s knees to correlate the degree of asymmetry with the pain development. Firstly, the knee images were aligned using a B-spline image registration algorithm, then, a set of similarity measures were quantified, lastly, using this measures it’s proposed a multivariate model to predict the pain development up to 48 months. The methodology was validated on a cohort of 131 patients from the Osteoarthritis Initiative (OAI) database. Results suggest that mutual information can be associated with K&L OAI scores, and Multivariate models predicted knee chronic pain with: AUC 0.756, 0.704, 0.713 at baseline, one year, and two years’ follow-up

A generalized model for indoor location estimation using environmental sound from human activity recognition

The indoor location of individuals is a key contextual variable for commercial and assisted location-based services and applications. Commercial centers and medical buildings (eg, hospitals) require location information of their users/patients to offer the services that are needed at the correct moment. Several approaches have been proposed to tackle this problem. In this paper, we present the development of an indoor location system which relies on the human activity recognition approach, using sound as an information source to infer the indoor location based on the contextual information of the activity that is realized at the moment. In this work, we analyze the sound information to estimate the location using the contextual information of the activity. A feature extraction approach to the sound signal is performed to feed a random forest algorithm in order to generate a model to estimate the location of the user. We evaluate the quality of the resulting model in terms of sensitivity and specificity for each location, and we also perform out-of-bag error estimation. Our experiments were carried out in five representative residential homes. Each home had four individual indoor rooms. Eleven activities (brewing coffee, cooking, eggs, taking a shower, etc.) were performed to provide the contextual information. Experimental results show that developing an indoor location system (ILS) that uses contextual information from human activities (identified with data provided from the environmental sound) can achieve an estimation that is 95% correct

Analyzing Typical Mobile Gestures in mHealth Applications for Users with Down Syndrome

Mobile technology has provided many advantages for all members of the Information Society. Communication, Organization, Transportation, Health, and Entertainment are just a few areas of mobile technology application. Nevertheless, there are still some people who find difficulties using it. Although there are a lot of applications of mHealth available for almost any kind of mobile device, there is still a lack of understanding and attending users’ needs, especially those of users with disabilities. People with Down syndrome have the potential to function as active members of our society, taking care of themselves and their own, having jobs, voting, and so on, but their physical limitations prevent them from handling correctly technological tools that could enhance their performance, including mobile technology. In this paper, we had analyzed how suitable the mHealth applications are for users with Down syndrome. We tested 24 users and analyzed their physical performance in fine-motor movements while developing a set of tasks over a mHealth application. Results showed that the design of a mHealth application for users with Down syndrome must center its interaction with simple gestures as tap and swipe avoiding more complex ones as spread and rotate. This research is a starting point to understand the fundamentals of people with Down syndrome interacting with mobile technology

Speed Bump Detection Using Accelerometric Features: A Genetic Algorithm Approach

AmongthecurrentchallengesoftheSmartCity,trafficmanagementandmaintenanceareof utmostimportance. Roadsurfacemonitoringiscurrentlyperformedbyhumans,buttheroadsurface condition is one of the main indicators of road quality, and it may drastically affect fuel consumption and the safety of both drivers and pedestrians. Abnormalities in the road, such as manholes and potholes, can cause accidents when not identified by the drivers. Furthermore, human-induced abnormalities, such as speed bumps, could also cause accidents. In addition, while said obstacles ought to be signalized according to specific road regulation, they are not always correctly labeled. Therefore, we developed a novel method for the detection of road abnormalities (i.e., speed bumps). This method makes use of a gyro, an accelerometer, and a GPS sensor mounted in a car. After having the vehicle cruise through several streets, data is retrieved from the sensors. Then, using a cross-validation strategy, a genetic algorithm is used to find a logistic model that accurately detects road abnormalities. The proposed model had an accuracy of 0.9714 in a blind evaluation, with a false positive rate smaller than 0.018, and an area under the receiver operating characteristic curve of 0.9784. This methodology has the potential to detect speed bumps in quasi real-time conditions, and can be used to construct a real-time surface monitoring system.AmongthecurrentchallengesoftheSmartCity,trafficmanagementandmaintenanceareof utmostimportance. Roadsurfacemonitoringiscurrentlyperformedbyhumans,buttheroadsurface condition is one of the main indicators of road quality, and it may drastically affect fuel consumption and the safety of both drivers and pedestrians. Abnormalities in the road, such as manholes and potholes, can cause accidents when not identified by the drivers. Furthermore, human-induced abnormalities, such as speed bumps, could also cause accidents. In addition, while said obstacles ought to be signalized according to specific road regulation, they are not always correctly labeled. Therefore, we developed a novel method for the detection of road abnormalities (i.e., speed bumps). This method makes use of a gyro, an accelerometer, and a GPS sensor mounted in a car. After having the vehicle cruise through several streets, data is retrieved from the sensors. Then, using a cross-validation strategy, a genetic algorithm is used to find a logistic model that accurately detects road abnormalities. The proposed model had an accuracy of 0.9714 in a blind evaluation, with a false positive rate smaller than 0.018, and an area under the receiver operating characteristic curve of 0.9784. This methodology has the potential to detect speed bumps in quasi real-time conditions, and can be used to construct a real-time surface monitoring system

Fabricación y caracterización de un acero TWIP aleado para aplicaciones que sufren desgaste abrasivo en la industria minera

The effect that Cr, Mo and Cu exert on the behavior of TWIP steels (Fe-C-Mn-Al-Si) with high Mn content was evaluated. The proposed TWIP steel is with 20% Mn. On the other hand, currently within mining processes there are different devices that are specifically exposed to wear in the crushing process, the steel that is currently used is Hadfield steel with percentages of 10 to 14% of Mn, another aspect was to compare the mechanical properties of the TWIP steels manufactured in this project with the Hadfield steels that are currently used.Se evaluó el efecto que el Cr, Mo y Cu ejercen sobre el comportamiento de los aceros TWIP (Fe-C-Mn-Al-Si) con alto contenido de Mn. El acero TWIP propuesto es con 20% de Mn. Por otra parte en la actualidad dentro de los procesos mineros hay diferentes dispositivos que están expuestos al desgaste específicamente en el proceso de trituración, el acero que actualmente se utiliza es el acero Hadfield con porcentajes de 10 a 14% de Mn, otro de los aspectos fue comparar las propiedades mecánicas de los aceros TWIP fabricados en este proyecto con los aceros Hadfield que actualmente se emplean

Desgaste de aleaciones de hierro Cr-Mo-V-Ti para medios de molienda de minerales

Estudio sobre el comportamiento al desgaste de un hierro blanco adicionado con cromo, molibdeno, vanadio y titanio los cuales son elementos formadores de carburos para incrementar la resistencia de medios de molienda de minerales.El efecto de la composición química de elementos formadores de carburos sobre la resistencia al desgaste de hierros colados fueron evaluados por medio de ensayo con bolas de molienda. Cuatro aleaciones de hierro blanco al cromo-molibdeno, para medios de molienda con un porcentaje de cromo de 3.5 a 6.0% fueron fundidas en un horno de inducción de 20 kg en atmósfera normal y coladas en moldes de arena para producir bolas de molienda de minerales metálicos con un diámetro de 51 mm. Las aleaciones han sido sometidas a desgaste en seco en un molino experimental de pruebas de 200Lx200ϕ mm. Los factores de aleación fueron carbono de 3.9 a 5.3%, molibdeno de entre 0.5 a 1.2%, vanadio y titanio de entre 0.25 a 0.5%, manganeso de 1.8 a 3.6%; para observar su efecto en la resistencia al desgaste en la conminución de minerales metálicos de plata, oro, zinc, hierro y cobre. El mineral de prueba, presenta grandes cantidades de cuarzo, del orden del 30%, lo que lo hace ser de difícil trituración y pulverización. El propósito de los elementos de aleación, fue el de producir 'in situ', una gran cantidad de carburos masivos del tipo cementita, carburos hexagonales de alto cromo y carburos de titanio y vanadio. Las aleaciones con un mayor porcentaje de manganeso, cromo y molibdeno, aunque con un menor porcentaje de carbono, fueron las que obtuvieron las mejores respuestas al desgaste. La composición de 4C6Cr4MnMo0.5V0.5Ti obtuvo los mejores resultados

Influencia de la adición de Zr en una aleación con memoria de forma TiNi

The influence of varied amounts of Zr on the microstructure, hardness and strength of the shape memory alloy Ti50Ni50-X ZrX % atm. pct. has been analyzed in this work. An electric vacuumed arc furnace was employ in order to add varied fractions of Zr within a range 520 pct. Martensite was observed when Zr additions ranged between 05 pct; whereas, austenite phase was predominantly found if Zr addition reached the range above 1020 pct. Meanwhile, significant increased hardness values are revealed when increasing Zr content, in fact, hardness is higher if contrasted to comparable biomedical materials.En esta investigación se analizó la influencia del % de Zr que fue sustituido por el Ni, en una aleación utilizada como biomaterial con memoria de forma del tipo Ti50Ni50-X ZrX % at, sobre la microestructura, dureza y resistencia mecánica. Se realizó la fundición mediante arco eléctrico, variando las cantidades del Zr desde 5 al 20% at. El resultado fue que al incrementar la cantidad de Zr hay un cambio microestructural en las aleaciones de 0 a 5% de Zr presentándose martensita, posteriormente del 10-20% de Zr se observó una microestructura constituida de austenita con un aumento en las concentraciones de Zr en diferentes zonas. Los resultados de las pruebas de microdureza muestran un aumento significativo al momento de incrementar el contenido de Zr en la aleación, obteniéndose valores superiores a otras aleaciones de biomateriales reportadas en la literatura