Revista de Iniciación Científica

Análisis de los métodos implementados para el control de la gestión energética en vehículos eléctricos

María Serrano-Márquez, Edwin Collado, Yessica Sáez — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

Las consecuencias de la contaminación ambiental causada por los gases de efecto invernadero son cada vez más notables a nivel mundial, las cuales son provocadas en gran medida por los vehículos de combustión interna. Esto ha llevado a que con el pasar de los años se desarrollen estrategias a fin de minimizar estos problemas, siendo una de las más prometedoras la implementación de vehículos eléctricos (VEs). Panamá cuenta actualmente con un plan de movilidad estratégica cuyo año meta es el 2030. Este plan tiene como objetivo que un porcentaje de vehículos eléctricos distribuidos en el sector público, privado y gubernamental entren en circulación, no obstante, para lograr esto el país debe estar preparado para afrontar las nuevas cargas que representan los vehículos eléctricos. En esta investigación se estudiaron técnicas de gestión energética de vehículos eléctricos como lo es el hosting capacity, en donde se concluyó que con la implementación de modelos matemáticos y softwares como OpenDSS es posible conocer el punto crítico de penetración que soporta el sistema eléctrico, lo cual es una información fundamental para este tipo de estudios. Además, en cuanto al análisis de la huella de carbono, se recomienda la evaluación del Indicador de Intensidad de Carbono (ACI) desde la perspectiva de las tecnologías de movilidad eléctrica, con el fin de obtener datos que verdaderamente sean de ayuda para solucionar este problema.

La necesidad de un inventario de agua, energía y CO2 del hormigón en Panamá

Yamileth Lima, Luis Sulbarán, Yazmin L. Mack-Vergara — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

El hormigón es la sustancia más usada en el mundo después del agua y se espera que su demanda continúe en los próximos años debido al aumento de la población que requiere viviendas e infraestructura. El hormigón tiene importantes impactos sociales y económicos, ya que es el principal material de construcción. Sin embargo, también tiene potenciales impactos ambientales, de los cuales los más estudiados, a nivel internacional, son los relacionados con las emisiones de CO2 y consumo de energía. El consumo de agua en grandes volúmenes debido a la alta demanda de hormigón provoca también un impacto ambiental de gran relevancia en zonas donde se extrae dicho recurso. El objetivo de esta investigación es identificar aspectos ambientales de la producción de hormigón que sean relevantes en Panamá, así como información disponible sobre estos aspectos ambientales en el país. En Panamá, a pesar de la importancia y uso del hormigón, no se cuenta con datos de consumo de agua, energía y emisiones de CO2. De ahí la importancia de realizar un levantamiento cualitativo y cuantitativo de los procesos de producción de hormigón en Panamá incluyendo aspectos ambientales. Se busca que los resultados obtenidos sirvan de base para posteriormente ejecutar las acciones necesarias a nivel de propuestas y uso de tecnologías y elaboración de políticas públicas.

Herramienta para el análisis de licuación de suelos a partir de una columna estratigráfica

Delybeth Jiménez, Francisco Grajales-Saavedra — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

Este estudio tiene como objetivo evaluar las metodologías disponibles para estimar el potencial de licuación de suelos, utilizando como caso de estudio la Ciudad de David, Provincia de Chiriquí. En primera instancia, se realizó una revisión bibliográfica de ocurrencia de sismos a nivel mundial donde se registró el fenómeno de Licuación; también se identificaron metodologías aplicables para determinar el Potencial de Licuación del suelo. Luego, se creó y analizó una base de datos de sondeos realizados en la Ciudad de David y se evaluó el Potencial de Licuación en diferentes condiciones para cada uno de estos sondeos implementando una hoja de cálculo creada con los métodos aplicables. Los resultados indicaron que, a mayor magnitud del sismo, mayor era el potencial de licuación para las condiciones evaluadas. Se espera que este estudio sirva como punto de partida para crear una metodología que permita evaluar la vulnerabilidad sísmica de tuberías de agua potable en diferentes áreas del país, como parte importante en el Proyecto IOMA 19-011 “Vulnerabilidad Sísmica de Redes de Agua Potable en Panamá”. Se recomienda analizar otros fenómenos que son consecuencias de los sismos y realizar una caracterización apropiada de las áreas que se definan para realizar los estudios, creando bases de datos que puedan ser utilizadas por diferentes investigadores que deseen cooperar con sus conocimientos y habilidades.

Evaluación del potencial de paneles fabricados a base de paja canalera (Saccharum spontaneum), como material aislante térmico para la mejora de la eficiencia energética de un recinto

Kristel Cortez, Malena Navarro, Edgar Vásquez, Roberto Cigarruista, Nacarí Marín — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

Un camino a concretar los ideales de eficiencia energética es el uso de aislamientos térmicos. Cuando se selecciona un aislamiento se deben tomar en cuenta varios factores: la disponibilidad, el costo de aplicación, impacto ambiental y energético. Los aislamientos naturales juegan un papel fundamental en el futuro de las edificaciones sustentables. Cuando se habla de edificaciones sustentables se refiere a construcciones, remodelaciones y reacondicionamiento de los edificios, usando prácticas y materiales que no dañen al medio ambiente, con los cuales se obtengan beneficios como lo son: control de la temperatura, uso de materiales naturales y energía propia. Este proyecto, se realizó con el objetivo de evaluar y analizar el desempeño de la paja canalera (Saccharum spontaneum), mediante el estudio teórico, el diseño y fabricación de placas rígidas que contribuyan al mejoramiento de las condiciones térmicas en los espacios interiores, utilizando un prototipo de caja caliente basada en la norma ASTM C177 y la ley de Fourier de transferencia de calor.
Para los ensayos se fabricó una placa que contenía la mezcla de paja canalera triturada y goma blanca industrial. A fin de determinar la conductividad térmica se procedió a la aplicación de calor de forma constante, para posteriormente determinar el gradiente de temperatura. Los datos obtenidos permitieron conocer de forma relativa la conductividad térmica de la placa confeccionada.

Evaluación y clasificación de vías en el corregimiento de David Sur, aplicando el método PCI

Mike Justavino, Max Tiemann, Airam Morales — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

Una inversión en rehabilitación o reconstrucción de una calle es sumamente mayor al costo del mantenimiento de los pavimentos. De acuerdo con esto, este estudio tiene como objetivo exponer el estado de las tres calles en el corregimiento de David Sur, debido a el nulo mantenimiento, mala construcción y al alto volumen de tráfico. Además, se busca promover el uso del PCI (Pavement Condition Index), ya que en nuestro país es un método poco implementado. Por estos motivos, surge la decisión de usar el método conocido como PCI, que está dentro de la norma ASTM D6433-20. Los resultados obtenidos de las tres calles evaluadas fueron condición grave (Calle M Sur), condición Pobre (Calle Z Sur) y condición pobre (Calle 1ra), resaltando lo mencionado anteriormente que la gran mayoría de las calles se encuentran en mal estado con una calidad de viaje mala o pésima. Cabe resaltar que el método al existir fallas que se deben categorizar según el aspecto visual o la calidad de viaje depende en gran medida de la consideración del propio inspector o persona que evalúa la calle. También existen otros métodos conocidos para evaluar pavimentos; sin embargo, resaltamos el uso del método PCI ya que globaliza múltiples fallas causadas por distintos factores con un gran acierto a la condición real de pavimento y la comparación de estas clasificaciones con otros métodos como por ejemplo el IRI (International Roughness Index) que incluso existe una posible correlación entre los dos métodos de evaluación que también se presentará en el artículo.

Simulación matemática en estado estable del pre-floculador de una potabilizadora en La Chorrera

Gonzalo Pulido, Manuel Isaac Pérez — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

El agua potable es un recurso indispensable que el Estado debe proveer. Sin embargo, las cuencas hidrográficas se ven cada vez más afectadas y la demanda del agua va en aumento. Esto se traduce en la necesidad de hacer un mejor uso de los recursos disponibles y poner en práctica la investigación científica como una herramienta para la toma de decisiones, mediante metodologías innovadoras. En este sentido, este trabajo describe el procedimiento utilizado para simular, matemáticamente, el pre-floculador de la potabilizadora Jaime Díaz Quintero de La Chorrera. Esta simulación se realizó en el software OpenFoam aplicando las ecuaciones de Navier-Stock promediadas por Reynolds con el modelo turbulento de transporte de esfuerzos cortantes k-omega (SST, por sus siglas en inglés). Para esto se trabajó un modelo 3D del pre-floculador y se simplificaron sus características mediante AutoCAD y Blender. Adicionalmente, la discretización del dominio se realizó mediante el algoritmo cfMesh de OpenFoam y se utilizó el software Paraview para observar los resultados. La simulación se llevó a cabo con una computadora de 64 GB de RAM y 24 núcleos. Los resultados mostraron residuales del orden de 0.001 y se obtuvieron valores de y+ dentro del rango aceptable con un máximo de 37. En cuanto al campo de velocidad, la simulación mostró los flujos y su bifurcación debido a la presencia de los tablones con magnitudes entre 0.6 m/s cerca de la entrada y 0.2 m/s del otro lado del muro divisorio. Se obtuvo un modelo no calibrado con sentido físico.

Estudio experimental en morteros con ceniza de hoja de bambú como material cementante suplementario

Ana Jaramillo, Carlos González, Nehemías Lopez, Ka Lai Ng Puga — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

Dentro de los materiales de construcción que poseen tendencia a mostrar alzas significativas en sus precios debido a agentes variables se encuentra el cemento, siendo este un material de construcción imprescindible en la región. Este artículo estudia la factibilidad de una propuesta de reemplazo del porcentaje de material cementante en morteros de cemento hidráulico por un elemento de menor costo e impacto ambiental, cenizas de hojas de bambú (CHB), del cual varios autores indican que poseen propiedades puzolánicas considerables. Se presenta el procedimiento completo para la obtención de este material suplementario, que va desde la recolección de las hojas de bambú, su secado, triturado e incineración para la obtención de las cenizas. El estudio pretende justificar el uso de las cenizas de hojas de bambú en morteros a través del análisis de los resultados de ensayos de resistencia a la compresión, con el fin de evaluar su resistencia. Durante este estudio se obtuvieron resultados prometedores en los ensayos de resistencia a la compresión de los morteros que incorporan CHB, tanto a edades de ensayo tempranas (24 horas, 3 días y 7 días), como a edades avanzadas de ensayo de 28 días y 56 días, en los cuales las resistencias a compresión de los morteros con CHB fueron superiores o muy similares a las resistencias de los morteros control, teniendo estos resultados implicaciones importantes en el desarrollo de nuevos materiales sostenibles con potencial futuro a implementarse en la industria del concreto.

Evaluación del cumplimiento de la Ley No. 42 sobre equiparación de oportunidades en el Campus Víctor Levi Sasso de la Universidad Tecnológica de Panamá

Jesusa Solís, Xiaoying Yang, Tatiana Lay, Enith González — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

La inclusión educativa como enfoque global es uno de los objetivos de desarrollo sostenible de la Organización de las Naciones Unidas. Para llevar adelante el proceso de la inclusión educativa, se deben ofrecer facilidades en el entorno físico institucional. El objetivo primordial de esta investigación es evaluar el cumplimiento de la Ley No.42 sobre equiparación de oportunidades para las personas con discapacidad en el Campus Víctor Levi Sasso de la Universidad Tecnológica de Panamá. La realización del estudio de campo se hizo a través de un recorrido en las instalaciones del campus aunado a entrevistas semiestructuradas dirigidas a profesores y encuestas a la comunidad universitaria. Se obtuvieron las mediciones de las accesibilidades urbanísticas constatando el estado actual del campus relacionado a la infraestructura inclusiva y como esto afecta el nivel de productividad de las personas con discapacidad. Los datos obtenidos permitieron comprobar que algunos elementos urbanísticos poseen mediciones diferentes a las establecidas por ley, por lo que se planteó una propuesta de mejora con adecuaciones de las accesibilidades urbanísticas y arquitectónicas.

Los eco bloques, ¿la futura solución sostenible para Panamá?

Laura Díaz, José Gil, Valeria Mirones, Erick Vallester — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

La contaminación por el plástico en Panamá es abundante, y a pesar de que se hacen muchos proyectos para erradicarla este sigue convirtiéndose en algo inevitable por lo tanto hemos decidido hacer una investigación siguiendo patrones de investigaciones existentes para darle un uso provechoso: Unos bloques de concreto que contengan plástico PET triturado para darle un mejor uso. Los bloques prototipos fueron realizados con cemento, arena, gravilla y plástico triturado. Para la elaboración primero añadimos arena, después gravilla, luego cemento y, por último, plástico PET transparente triturado, lo mezclamos y fuimos añadiendo poco a poco agua hasta lograr una consistencia buena. Se hicieron varios prototipos hasta que saliera un bloque lo suficientemente bueno, es decir que la cantidad de material fueron variando hasta que encontráramos los porcentajes de materiales ideales para hacer que este resista y pueda ser utilizado de manera adecuada. El prototipo final utilizó 15 % de arena, 30 % de gravilla, 27 % de plástico PET triturado, 16 % de cemento estructural y 12 % de agua obteniendo una buena consistencia y denso.

Prototipo de tubo de caracterización acústica “NQacoustics” para evaluación de materiales naturales y sintéticos

Aristides Quintero, Adalberto Nieto, Nacarí Marín, Francisco Canto — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

En esta investigación se elabora un prototipo de tubo de caracterización acústica en el cual se colocan probetas de fibra de coco mezcladas con aglomerantes naturales y sintéticos, con el objetivo de verificar la reducción de los niveles de presión sonora en decibeles ponderación A al emitir un sonido, facilitando la selección de materiales al trabajar con escalas reducidas y permitiendo su evaluación para aplicarlos en proyectos de aislamiento y acondicionamiento acústico. De esta manera, luego de realizar los ensayos en el prototipo con diferentes cantidades de aglutinante en un material de prueba y seleccionar la mejor relación en base a los decibeles reducidos, se debe mantener la relación porcentual entre el material de estudio y el aglomerante utilizado para proyectos a mayor escala. Para el prototipo desarrollado se tomaron mediciones a una potencia sonora constante mediante un altavoz colocado en la entrada del tubo, variando la frecuencia entre 100 Hz y 2000 Hz. Se encontró un rango de frecuencia óptimo de trabajo entre 500 Hz y 2000 Hz para el prototipo, llegando a obtener una reducción de hasta 27.3 dB al emitir un sonido de entrada 93.3 dB para la mezcla fibra de coco-resina de poliéster y de 9.1 dB reducidos con 93.1 dB de entrada para la mezcla fibra de coco-almidón de yuca. Ambos resultados se obtuvieron a una frecuencia de 2000 Hz. Los resultados obtenidos son comparados con un aislante acústico comercial como lo es la espuma de poliuretano, dejando como conclusión el gran potencial que presenta este material de desecho para aislar sonido a frecuencias altas, mayores a 1000 Hz.

Análisis geomecánico mediante modelo de estabilidad de laderas en la zona de Bambito (Chiriquí)

Cristhian Caballero, Patricia Castillo, Josué Castrellón, Stephania Rodríguez — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

El distrito de Tierras Altas se caracteriza por su topografía escarpada de alta montaña y su ubicación en el arco volcánico de Chiriquí que, en conjunto con las características propias del suelo y factores tanto naturales como antrópicos, exponen la zona a numerosos riesgos de deslizamientos por caídas de rocas y deslaves superficiales. El objetivo del presente artículo es evaluar el riesgo y analizar el desencadenamiento de deslizamientos en el distrito de Tierras Altas mediante un análisis geomecánico de estabilidad de laderas. Para obtener los parámetros de entrada del modelo se recolectaron muestras y se determinaron datos geotécnicos in situ en cuatro estaciones de la zona de Bambito, que permitió una clasificación de suelos y la caracterización de la matriz rocosa a partir de análisis granulométricos, límites de Atterberg, determinación de buzamiento, dirección de buzamiento, índice de calidad de roca (RQD) y clasificación geomecánica de Bieniawski (RMR); con el fin de generar un modelo 2D de taludes con el software GeoSlope, que permitió evaluar los factores de riesgo para cada estación. Fue posible determinar la presencia de materiales con índice de plasticidad baja y poco cohesivos, así como configuraciones en la matriz rocosa favorables a la propagación de deslizamientos, relacionando los factores de riesgo más importantes directamente con el tipo de material, la estratigrafía y topografía, y se reconocen la cobertura vegetal y cargas climáticas de la zona, como los elementos desencadenantes secundarios.

Aprovechamiento de virutas metálicas como adición en la mezcla de concreto

Mauricio Miranda, Yurianis Morales, Gabriel Sánchez, Karen Caballero — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

El objetivo de la investigación es aprovechar las virutas metálicas, residuo de las industrias metal mecánica, como adición a la mezcla de concreto y verificar si ésta contribuye a generar un aumento en la resistencia mecánica. Primero, se hizo una recolección de fibras metálicas, para posteriormente clasificarlas respecto a medidas de longitud, ancho y grosor especifico. Se desarrollaron ensayos granulométricos con la finalidad de verificar si los agregados cumplían con las exigencias especificadas en la ASTM C136, de tal forma, que una vez comprobado se realizó un diseño de mezcla para una resistencia de 3000 psi. Se fabricaron probetas con porcentajes de 0.2 %, 0.4 %. 0.6 % y 0.8 % de virutas de acero, en función del peso total del elemento; para después efectuar los correspondientes ensayos a compresión a los 7 días y 28 días, aplicando los procedimiento y especificaciones técnicas estipulados en la ASTM C39. Adicional, previo a los ensayos de rotura se lleva a cabo el curado adecuado de los especímenes a evaluar, de acuerdo con los procedimientos establecidos en la Norma ASTM C192. Una vez obtenidos los datos de carga de rotura, se efectuaron los cálculos para cuantificar la densidad y la resistencia obtenida por las probetas a los 7 días y 28 días. Después, con estos valores se llevaron a cabo comparaciones de resistencia, entre las probetas simples y las probetas con fibras, además se generaron gráficas de dispersión con el objetivo de visualizar una posible correlación entre la resistencia obtenida en función del porcentaje de fibras agregadas a la mezcla de concreto.

Impacto de la pandemia por COVID-19 en la salud mental de personas con trastornos psiquiátricos

Cristina Martinez, Evelyn Rubio, Diana Oviedo — Mon, 31 Jul 2023 00:00:00 +0000

El objetivo de esta investigación fue comparar el impacto de la pandemia por COVID-19 en la salud mental y la conducta adaptativa entre un grupo de participantes con trastornos mentales y un grupo control sano residentes en Panamá. Se utilizó un diseño cuantitativo, no experimental de tipo transversal con un alcance descriptivo y correlacional. Se obtuvo una muestra de 14 sujetos con trastornos mentales (depresión, ansiedad y estrés) y 22 sujetos control sanos, con edades entre los 18 años y 30 años. Se administró un cuestionario sociodemográfico, la Escala de Impacto del Evento Revisada (IES-R), la Escala de Depresión, Ansiedad y Estrés (DASS-21) y el Cuestionario de Adaptación de Bell. Los resultados indican diferencias significativas entre las escalas para los dos grupos. El grupo con trastornos tuvo más síntomas de depresión (p=0.019), ansiedad (p<0.001) y estrés(p=0.015). Además, presentó mayores síntomas de estrés postraumático (p<0.001) y un peor nivel de adaptación general (p=0.012). Al dividir a los participantes en función de su diagnóstico (depresión, ansiedad y bipolar), los resultados arrojaron diferencias en las escalas de DASS-21 ansiedad (p=0.002), depresión (p=0.030), IES-R (p=0.030), y Bell escala de familia (p=0.005), siendo las diferencias entre el grupo control y el grupo de ansiedad. Este estudio es uno de los únicos en la región, y a nuestro conocimiento el único en Panamá en estudiar la salud mental de personas con trastornos mentales durante la pandemia por COVID-19.