Correo: macarturo@costarricense.cr

Resumen de Propuesta Doctoral

La aplicación de la colorimetría para el desarrollo de las tecnologías en los procesos de  cobertura en comprimidos es una técnica que no ha sido explorada en la actualidad.

Ante la carencia de métodos para el control de calidad de las coberturas, específicamente en el tema del control del grosor de las capas entéricas de los comprimidos, se establece el estudio de  criterios experimentales para la aplicación de los principios espectrométricos en el control de calidad de productos farmacéuticos.

Esta investigación es pionera y está enfocada en el desarrollo de criterios técnicos en productos farmacéuticos, de tal manera que se provea una solución viable en el control de calidad de los procesos productivos, que potencialmente reduzcan los tiempos y el nivel de intervención en el proceso, el desperdicio y los costos de producción.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingeniería TEC-UCR.

Desarrollo de electrodos modificados con nanotubos de carbono usados en el análisis electroquímico de plaguicidas en medios acuíferos de la producción orgánica y convencional de banano en Costa Rica.

Correo: zamoraroy@yahoo.com

Resumen de Propuesta Doctoral

El presente proyecto busca modificar electrodos con nanotubos para el análisis de detección preliminar de algunos componentes como el Cloropirifos, empleado en la producción de bananera en Costa Rica: que es sumamente dañino para las aguas y para los suelos”.

La voltametría cíclica es una técnica ampliamente usada, la cual permite estudiar una amplia gama de fenómenos en todos los campos de la ciencia. Recientes equipos portátiles reducen costos y permiten enfocarse básicamente en el desarrollo de nuevos materiales y metodologías sencillas, de bajo costo y alta sensibilidad (M. Albareda-Sirvent, 2001).

Dado que la eficacia de la metodología depende en gran parte de la especifidad del electrodo, es importante estudiar el uso de diferentes polímeros conductores tanto como nano-estructuras (nanotubos o grafeno) para mejorar la especificad y sensibilidad de la técnica en la determinación de ciertos componentes en el agua (Ciucu et al., 2003) .

Dicho sistema facilitaría a comunidades afectadas, tomar medidas preventivas cuando la concentración de dichas sustancias haga peligrosos los mantos acuíferos.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingeniería TEC-UCR.

Correo: jose.carranza.ro@gmail.com

Resumen de Propuesta Doctoral

El presente proyecto busca crear una base de datos de imágenes de hojas plantas de Costa Rica que sea la base de la Base de Datos Nacional de Imágenes de Hojas de Plantas de Costa Rica. Además, se pretende extender los algoritmos de identificación de especies de plantas basados en la curvatura de las hojas con análisis de textura de las hojas, más específicamente de la venación a múltiples niveles. Después se quiere desarrollar algoritmos para extraer automáticamente imágenes de hojas a partir de plantas montadas en pliegos en herbarios. 

Con este proyecto es requerido desarrollar algoritmos que separen la textura de la hoja en sus elementos atómicos como venación, borde y porosidad, entre otros, para entender las capacidades de clasificación de cada uno. Luego, se pretende determinar los límites computacionales de la identificación de especies de plantas basada en algoritmos de visión computacional. ¿Cuál es el porcentaje de identificaciones correctas que se puede hacer semi-automáticamente por grupo taxonómico (e.g., para familias de plantas), grupo temático (e.g., árboles en peligro de extinción, árboles maderables) y otros grupos. El trabajo doctoral busca aplicar los algoritmos a casos específicos como, por ejemplo, control de malezas e identificación de árboles con interés económico. Por último, se quiere crear una aplicación móvil que utilice georeferenciación automática para eliminar falsos positivos durante el proceso de identificación.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingeniería TEC-UCR.

Sistema integrado de adquisición de datos en alta frecuencia para aplicaciones de espectroscopía por impedancia eléctrica.

Correo: rgarcia@tec.ac.cr

Resumen de Propuesta Doctoral

El comportamiento eléctrico de una muestra de cualquier tipo (célula, líquido o componente electrónico, entre otros) con respecto a la frecuencia que se aplique a ella, se conoce como el espectro de impedancia. La técnica de medición de esta característica se conoce como espectroscopía de impedancia eléctrica.

Para aprovechar todo el potencial de esta técnica actualmente se busca automatizar la medición de muchas muestras y ampliar el rango de frecuencias para la medición con respecto a las alternativas comerciales existentes, las cuales no superan los 10 MHz.

La propuesta para el diseño de un circuito integrado para la medición de impedancia en un amplio rango de frecuencias de medición (1kHz – 10 GHz) surge para resolver esta necesidad, basándose en la hipótesis de que la reducción del tamaño del circuito de medición, así como de la longitud de sus conexiones con la muestra, permite disminuir significativamente los efectos indeseables que afectan las mediciones a alta frecuencia.

Este proyecto de doctorado busca contribuir al desarrollo del circuito integrado para espectroscopía, mediante la investigación en la parte del sistema de adquisición para este tipo de aplicaciones.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingeniería TEC-UCR.

Correo: lsancho@tec.ac.cr

Resumen de Propuesta Doctoral

El problema a resolver en este proyecto es la carencia de soluciones de captura interactiva, de edición y de facilidades para hacer análisis de información, con estructuras de información jerárquica visualizada en forma tridimensional.

Se centra en cómo utilizar ambientes (“work benches”) de visualización y análisis tridimensionales para explorar grandes volúmenes de información que permita descubrir y sintetizar conocimiento.

El área de estudio es HCI (Human Computer Interactions) como mecanismo para apoyar el pensamiento visual que las tecnologías multimedia y la Internet han hecho posible sobre grandes volúmenes de información.

En el presente proyecto se enfoca en la investigación en los siguientes aspectos:

1. Desarrollo de herramienta de captura y edición interactiva de información.
2. Uso de estándares para compartir datos con el fin de capturar información de múltiples fuentes en la Web (particularmente información de biodiversidad).
3. Creación de ambientes que van más allá de la visualización mediante la incorporación de funcionalidad para el análisis en dominios específicos.
4. Optimización de algoritmos de despliegue de árboles de conos.
5. Validación del ambiente de visualización y análisis con usuarios finales.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingeniería TEC-UCR.

Sistema electrónico integrado para el procesamiento y control de múltiples variables ambientales por medio de Internet de las Cosas

El producto final del proyecto de doctorado será un dispositivo electrónico para la medición de múltiples variables ambientales que además tenga la capacidad de utilizar el Internet de los dispositivos para el envio de la información, y su posterior procesamiento en la nube.

El dispositivo podrá integrarse incluso en una red local o en una red amplia de sensores, que garantice no solo la cobertura de amplias zonas geográficas sino también que asegure fiabilidad y altas capacidades de procesamiento de la información recopilada.

Esto se logra al proveer de capacidades de usos de software especializado por parte de los investigadores de manera directa sobre los datos, en tiempo casi real.

Proyecto de grado para el Doctorado Académico en Ingenieria TEC-UCR.

Ingeniería de cristales a sustancias bioactivas: aplicación, estudio cristalográfico y caracterización de estado sólido.

Correo: andrea.araya@gmail.com

Resumen de Propuesta Doctoral

Uno de los mayores desafíos que enfrenta la industria farmacéutica es incrementar la solubilidad y la velocidad de disolución de fármacos poco solubles.

La importancia de estas propiedades radica en que, para llegar al sitio de acción y tener el efecto terapéutico deseado, el fármaco debe solubilizarse en las inmediaciones del lugar en que será absorbido y a una velocidad adecuada para la absorción.

En este proyecto se pretende aplicar la ingeniería de cristales (IC) a la lovastatina e irbesartán, con el propósito de modificar las propiedades de estado sólido y obtener nuevos materiales más solubles que el material de partida.

Se espera obtener nuevas estructuras cristalinas y amorfas, nanocristales y co-cristales; además de modificaciones de hábito cristalino y de tamaño de cristal/cristalita de estructuras ya conocidas, con mejoras en solubilidad y cuya estabilidad química y estructural sea suficiente para cubrir el tiempo de validad de un producto farmacéutico en el mercado.

Con el fin de mitigar la contaminación de las fuentes de agua debido al vertido de aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento, principalmente generado por el sector industrial, se desarrollará en este proyecto de investigación un purificador de agua por tecnología de plasma con el fin de ser utilizado para una planta de tratamiento de aguas residuales industriales. El purificador generará las condiciones para que el plasma de origen a reacciones químicas que permitirán eliminar los patógenos presentes en el agua, debido a la exposición que enfrentaran estos a la radiación ultravioleta, campos eléctricos y ondas de choque, que ayudara en la destrucción de los contaminantes. El agua residual será acelerada a alta velocidad para convertirla en una mezcla de líquido-gas con el fin de transformarla en plasma, el cual se obtiene en el momento en que se realiza la descarga eléctrica (del tipo descarga barrera dieléctrica o DBD) en el agua por medio de electrodos con alto voltaje utilizando una fuente de corriente alterna (AC). Posteriormente se desacelera la mezcla para retornarla al estado líquido y obtener el agua limpia, todo esto sin que aumente significativamente la temperatura. El dispositivo contará además con un sistema de control eléctrico automatizado. Con lo anterior este proyecto busca implementar el primer reactor de purificación de agua en el país.

A partir del diseño de un experimento en la estación de plasmas industriales, se realizará esterilización sobre una hoja de bisturí con algún agente biológico que se desee eliminar, para lo cual se usara un plasma DC con oxigeno. Se determinaran las variables críticas del experimento a ser manipuladas intencionalmente con el fin de realizar el análisis de las muestras y valorar los resultados en función de la comparación realizada. Se propone analizar estadísticamente el impacto de las variaciones en el proceso de esterilización por plasma DC determinando así si estas son aleatorias o bien sistemáticas.

Los plasmas de baja temperatura han sido utilizados en la modificación de las propiedades superficiales de la madera. Esto, con el fin de buscar nuevas propuestas, que mejoren el rendimiento de dicho material. Algunos de los resultados obtenidos es comportamiento hidrofóbico, aumento en la resistencia a la fractura y mejor adhesividad. En Costa Rica, se cuenta con una industria maderera consolidada, pero que cuenta con gran competencia debido a los mejores rendimientos de especies foráneas. Es por esto que el estudio del mejoramiento de las propiedades superficiales, resulta primordial para hacer de las especies locales, un producto con un buen desempeño al estar a la intemperie. Entre los tratamientos de plasma de baja temperatura aplicados a la madera, se encuentran los que utilizan plasmas generados por medio de RF (Radio Frecuencia) y por medio de DBD (Descarga de Barrera Dieléctrica). El primero cuenta con múltiples estudios realizados, pero presenta la desventaja de su alto precio, debido a la necesidad de utilizar sistemas de vacío. Por su parte la descarga de barrera dieléctrica, permite la generación de plasma a presiones atmosféricas, por lo que la construcción de dichos reactores es simple y de costo bajo. Actualmente, dicho tipo de tratamiento es el más estudiado, siendo el más factible de llevar a cabo a escala industrial. Para la generación de plasma mediante DBD, se utilizan dos gases, uno denominado el gas de trabajo, mientras que el otro se llama el gas de proceso. En el caso del estudio a desarrollar, se utilizará como gas de trabajo el gas argón y como gases de proceso se utilizará metano y etano, para la generación de una capa protectora sobre la madera. Se plantea con esto generar superficies con comportamiento hidrofóbico. Al variar la composición total del gas ionizado, se pretende encontrar distintos resultados en dicho comportamiento. La caracterización de las superficies creadas mediante el plasma DBD, se llevará cabo mediante 3 estudios: ángulo de contacto, AFM y Espectroscopia-IR. El ángulo de contacto, brindará la información necesaria para determinar cuá l composición del gas ionizado genera la superficie más hidrofóbica. El AFM permitirá visualizar los cambios generados en la rugosidad de la superficie de la madera tratada.