Abstract This work proposes an open loop control for sensor systems with hysteresis. This control is achieved by the use of an equalization strategy consisting in connecting in tandem the system with its inverse Volterra. For real cases hysteresis is associated with the interchange of mechanic-electric energy in the sensing process. Though these systems are amplitude dependent, they still can be treated as Wiener kind systems and therefore a Postinverse Volterra can be built. A simulated accelerometer shows how to implement this control.

Abstract: The recent proliferation of sensors technology applications in therapies to children disabilities to promote positive behavior among such children has produced optimistic results in developing a variety of skills and abilities in them. Dolphin-Assisted Therapy (DAT) has also become a topic of public and research interest for these disorders intervention and treatment. This work exposes the development of a computational system that controls brain-computer interaction when a patient with different abilities takes a DAT. The study was carried out at Definiti Ixtapa, Guerrero facilities and shows that brain activity increases by 376 % during a DAT. A TGAM1 sensor was used to develop the system, which is connected to the Bluetooth 4.0 communication protocol, which is isolated from environmental conditions, which is brackish and humid. In this way, we explore the behavior of Obsessive Compulsive Disorder and neurotypic children using Fast Fourier Transform (FFT) from Electroencephalogram (EEG). The EEG RAW data are time series that showed the cerebral brain activity, voltage versus time, at rest and during a DAT for both children, as recorded by the first frontopolar electrode (FP1) by means of an EEG biosensor TGAM1 Module. Our findings indicate that this computational system measures the RAW EEG fluctuations during DAT display a collective behavior with positive increments of neuronal activity that could be followed by much more neural activity. Thus, the brain could react to DAT gradually over a period of time. In addition, the patient with OCD gets an apparent relaxation since its Power Spectrum Density (PSD) decreases 20 % regarding its initial rest state meanwhile the control patient increases its PSD 53 % regarding its initial rest state.

Resumen: La reciente proliferación de aplicaciones tecnológicas de sensores en terapias a niños con capacidades diferentes, que promueve un comportamiento positivo entre estos niños, ha generado resultados alentadores en el desarrollo de una variedad de habilidades y capacidades en los mismos. La terapia asistida por delfines (TAD) también ha llegado a ser una cuestión de interés público y para los científicos por el tipo de desórdenes que ayuda a tratar. En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema computacional que controla la interacción cerebro-computadora cuando un paciente con diferentes capacidades se somete a una TAD. El estudio se efectuó en las instalaciones del delfinario Delfiniti, ubicado en Ixtapa, Guerrero, México; dicho estudio señala que la actividad cerebral del paciente se incrementó 376 % durante la TAD. Para el desarrollo del sistema se utilizó un sensor TGAM1, el cual se conectó al protocolo de comunicación Bluetooth 4.0, aislándolo de las condiciones ambientales de humedad y agua salada. De esta forma, se exploró el comportamiento de un niño con Trastorno Obsesivo Compulsivo (TOC) y de un niño neurotípico (de control), aplicando para ello la transformada rápida de Fourier (FFT) para el análisis de los electroencefalogramas (EEG) de ambos niños, a través de los cuales se registró su actividad cerebral. Dichos EEG se estudiaron como series de tiempo de voltaje contra tiempo en reposo y durante la TAD, según lo registrado por el primer electrodo frontopolar (FP1) mediante un biosensor EEG TGAM1. Los hallazgos indican que el sistema desarrollado es capaz de medir las fluctuaciones en los EEG durante la TAD, las cuales despliegan un comportamiento colectivo con incrementos positivos en la actividad cerebral de ambos niños que son seguidos por mucha mayor actividad cerebral. Por ende, el cerebro reacciona gradualmente a la TAD en cierto periodo de tiempo. Asimismo, el paciente con TOC alcanzó una aparente relajación, ya que su Densidad del Espectro de Potencia (DEP) decreció 20 %, con respecto a su condición inicial de reposo, mientras que el paciente de control aumentó su DEP 53 %, con respecto a su condición inicial de reposo.

Abstract This paper presents a synthesis of a spherical parallel manipulator for a shoulder of a seven-degrees-of-freedom prosthetic human arm using a multi-objective optimization. Three design objectives are considered, namely the workspace, the dexterity, and the actuators torques. The parallel manipulator is modelled considering 13 design parameters in an optimization procedure. Due to the non-linearity of the design problem, genetic algorithms are implemented. The outcomes show that a suitable performance of the manipulator is achieved using the proposed optimization.

El biodigestor anaerobio utilizado en este estudio, se diseñó para tratar agua residual doméstica en un sanitario de prueba, y se caracteriza por ser de: flujo continuo, baja carga orgánica y tener cuatro etapas de proceso. La importancia del prototipo estudiado radicó en las condiciones reales en que se probó. La primera etapa consistió en la selección del sitio, construcción del prototipo en ferrocemento con capacidad de 1m³, impermeabilización y carga. En esta etapa se inoculó el reactor con materia orgánica procedente de las descargas del sanitario, durante el periodo de agosto a diciembre de 2011. La evaluación de este periodo consistió en la medición de parámetros de campo: pH, conductividad eléctrica, sólidos sedimentables, temperatura del influente - efluente y oxígeno disuelto del sistema que permitieron verificar el comportamiento del proceso del digestor durante la fase de arranque. Los resultados obtenidos para estas determinaciones a la entrada y salida del biodigestor respectivamente son los siguientes: pH (8.03; 8.43), conductividad eléctrica (1510.83 µS/cm; 1207.00 µS/cm), temperatura del proceso (19.2°C; 20.1°C), sólidos sedimentables (144.5mL/L; 0.02mL/L), oxígeno disuelto (4.5992 mg/L; 0.1924 mg/L) estos datos proporcionaron un punto de partida para el tratamiento de aguas residuales de tipo doméstica.

The anaerobic biodigester analyzed in the present study was designed for the treatment of domestic wastewater in a test restroom, characterized by its continuous flow, low organic load and a four-stage processing system. The value of the prototype under research consists in the real daily conditions under which it was tested. The first stage consisted of the site selection, and the manufacture of a waterproof iron reinforced cement prototype, with a 1m³ loading capacity. At this stage, during the period from august to december 2011, the reactor was inoculated with organic matter originating from the aforementioned restroom discharges. The evaluation of this stage consisted in taking measurements of the following field parameters: pH, electrical conductivity, sedimentable solids, and inflow and outflow temperature along the system. These records substantiated the behaviour of the processes within the digester during the starting phase. The results obtained through these determinations at both the biodigester entry and exit points are respectively: pH (8.03; 8.43), electrical conductivity (1510.83 µS/cm; 1207.00 µS/cm), inflow and outflow temperatures (19.2°C; 20.1°C), sedimentable solids (144.5mL/L; 0.02mL/L) and dissolved oxygen (4.5992 mg/L; 0.1924 g/L). These data provided a starting point for the treatment of domestic wastewater.

Resumen El presente artículo explora sectores que identifican la innovación en empresas farmacéuticas de España. Para ello se consideran firmas nacionales y filiales extranjeras establecidas en territorio nacional. El análisis realizado comprende el periodo de 2009 al 2011 para una población N=200 empresas afiliadas en ese momento a Farmaindustria y al Plan Profarma. El trabajo consistió en una búsqueda de información útil en las páginas web de las empresas farmacéuticas establecidas en España que pudieran describir de forma estática el perfil innovador del sector farmacéutico español a través del análisis estadístico descriptivo. De esta forma, se crea un cimiento para la documentación de los resultados en una base de datos con el propósito de obtener un panorama con determinación sobre el comportamiento del sector farmacéutico español, así como posibles tendencias. El alto contenido de aportación literaria sobre el sector farmacéutico, se expresa de forma globalizada a nivel nacional e internacional, desestimando datos e información que pudieran ofrecer señales de amenaza u oportunidad respecto al corto periodo de tiempo, ya que a su vez son equiparables a otros años puesto que la industria farmacéutica española se constituye por empresas de origen extranjero (50.5%) y de capital nacional (49.5%). De éstas últimas las pymes son las protagonistas de las pequeñas innovaciones de las firmas establecidas en Madrid y Barcelona principalmente.

Abstract This article explores sectors identified innovation in Spanish pharmaceutical companies. It also considers domestic firms and foreign subsidiaries in the country. The analysis covers the period 2009 to 2011 for a population N=200 affiliates at that time Farmaindustria and Plan Profarma. The work involved a search of useful information on the websites of pharmaceutical companies based in Spain statically describes the innovative profile of the Spanish pharmaceutical through descriptive statistical analysis. Thus a foundation for documenting the results in a database in order to get a picture with determination on the behavior of Spanish pharmaceutical sector and possible trends is created. The high content of literary contribution on the pharmaceutical sector is expressed in a globalized national and international level, rejecting data and information that could provide signals threat or opportunity regarding short period time, and which in turn are comparable to other years since the Spanish pharmaceutical industry is constituted by companies of foreign origin (50.5%) and domestic capital (49.5%). Of the latter SMEs are the protagonists of small innovations established in Madrid and Barcelona mainly.

Resumen El ritmo de vida actual, tanto sociocultural como tecnológico, ha desembocado en un aumento de enfermedades y padecimientos que afectan las capacidades físico-motrices de los individuos. Esto ha originado el desarrollo de prototipos para auxiliar al paciente a recuperar la movilidad y la fortaleza de las extremidades superiores afectadas. El presente trabajo aborda el diseño de una estructura mecánica de un exoesqueleto con 4 grados de libertad para miembro superior. La cual tiene como principales atributos la capacidad de ajustarse a la antropometría del paciente mexicano (longitud del brazo, extensión del antebrazo, condiciones geométricas de la espalda y altura del paciente). Se aplicó el método BLITZ QFD para obtener el diseño conceptual óptimo y establecer adecuadamente las condiciones de carga de servicio. Por lo que, se definieron 5 casos de estudio cuasi-estáticos e implantaron condiciones para rehabilitación de los pacientes. Asimismo, mediante el Método de Elemento Finito (MEF) se analizaron los esfuerzos y deformaciones a los que la estructura está sometida durante la aplicación de los agentes externos de servicio. Los resultados presentados en éste trabajo exhiben una nueva propuesta para la rehabilitación de pacientes con problemas de movilidad en miembro superior. Donde el equipo propuesto permite la rehabilitación del miembro superior apoyado en 4 grados de libertad (tres grados de libertad en el hombro y uno en el codo), el cual es adecuado para realizar terapias activas y pasivas. Asimismo, es un dispositivo que está al alcance de un mayor porcentaje de la población por su bajo costo y fácil desarrollo en la fabricación.

Abstract The pace of modern life, both socio-cultural and technologically, has led to an increase of diseases and conditions that affect the physical-motor capabilities of persons. This increase has originated the development of prototypes to help patients to regain mobility and strength of the affected upper limb. This work, deals with the mechanical structure design of an exoskeleton with 4 degrees freedom for upper limb. Which has the capacity to adjust to the Mexican patient anthropometry (arm length, forearm extension, geometry conditions of the back and the patient's height) BLITZ QFD method was applied to establish the conceptual design and loading service conditions on the structure. So, 5 quasi-static cases of study were defined and conditions for patient rehabilitation were subjected. Also by applying the finite element method the structure was analyzed due to service loading. The results presented in this work, show a new method for patient rehabilitation with mobility deficiencies in the upper limb. The proposed new design allows the rehabilitation of the upper limb under 4 degrees of freedom (tree degrees of freedom at shoulder and one at the elbow), which is perfect to perform active and passive therapy. Additionally, it is an equipment of low cost, which can be affordable to almost all the country population.

The main aim of this study was to characterize cooked bagasse fibers from Agave angustifolia Haw. The fibers were characterized using scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, X-ray Diffraction and chemical analysis. The tensile strength was also tested using fibers with a uniform length (30 mm). The fibers were light brown in color, with a mean diameter and length of 501 μm and 144 mm, respectively. Scanning electron microscopy images revealed elliptically shaped cells with varying lumen size. Holocellulose content was approximately 82.12 %, and total lignin content was approximately 20.69 %. Due to the crystallinity and lignin content, the fibers proved to be thermo-stable until 220 °C. The mean values of tensile strength, Young's modulus, % strain (ε), and ultimate tensile strength were determined via mechanical tests. The results are comparable to those of other common lignocellulosic fibers, confirming their potential use as a reinforcing element in a polymer matrix to form a new biodegradable composite.

El objetivo principal de este estudio fue caracterizar las fibras de bagazo cocido de Agave angustifolia Haw. Las fibras fueron caracterizadas a través de microscopia electrónica de barrido, calorimetría diferencial de barrido, análisis termogravimétricos, difracción de rayos X y análisis químico. También se realizaron pruebas de resistencia a la tracción usando fibras de longitud constante (30 mm). Las fibras presentaron un color marrón claro, con diámetro medio de 501 μm y longitud media de 144 mm. Las imágenes del microscopio electrónico de barrido mostraron células de forma elíptica con diferente tamaño de lumen. El contenido de holocelulosa fue alrededor de 82.12 % y el contenido total de lignina de aproximadamente 20.69 %. La fibra resultó ser térmicamente estable hasta 220 °C debido a la cristalinidad y el contenido de lignina. El esfuerzo de tensión, el módulo de Young, el porcentaje de deformación (ε) y el esfuerzo último de tensión fueron obtenidos de las pruebas mecánicas. Los resultados son comparables a los de otras fibras lignocelulósicas comunes, lo cual confirma que estas fibras tienen potencial como refuerzo en una matriz polimérica para formar un nuevo compuesto biodegradable.

El desgaste de los insertos de Polietileno de Ultra-Alto Peso Molecular (UHMWPE pos sus siglas en inglés) continúa afectando la longevidad de las prótesis totales de rodilla (PTR) junto con el aflojamiento aséptico, y ambos constituyen las dos principales causas de falla de las prótesis. Considerando esto, es necesario encontrar soluciones adecuadas para evitar el desgaste excesivo y hasta la ruptura de los insertos de polietileno. En este trabajo se realizó el estudio mediante simulación numérica de una PTR Scorpio II® Stryker®, la cual se retiró por desgaste del inserto de UHMWPE en el Hospital 1° de Octubre del ISSSTE en México. Se utilizaron las hipótesis de Bartel et al. (1995) y Chillag et al. (1991) para la validación del método numérico utilizado, las cuales establecen que el desgaste del polietileno puede reducirse utilizando insertos tibiales de mayor espesor, lo cual disminuye las presiones de contacto. Los análisis se realizaron mediante MEF variando el espesor del inserto de 6, 8, 10, 12 y 14 mm, suponiendo cargas axiales de tipo cuasi-estático en la articulación a cero grados de flexión, para 1.33 veces el peso de un individuo de 75 kg (736 N) empleando el ciclo normalizado de marcha. Los resultados obtenidos muestran similitud con los reportados por Bei et al. (2004) y Deen et al. (2006). Después de validar el método, se desarrolló el modelo de MEF de la PTR y se determinaron las curvas de esfuerzo y de áreas de contacto del inserto de UHMWPE, con lo que se obtuvo información importante para modificar el diseño y obtener una prótesis de geometría conforme en los planos coronal y sagital del inserto femoral y el inserto de polietileno, de acuerdo con el fenotipo mexicano.

Wear of UHMWPE inserts continues affecting the longevity of total knee replacements (TKR) together with septic loosening, and both constitute two main causes of prosthesis failure. It is necessary to find appropriate solutions to avoid excessive wear and failure of polyethylene inserts. In this work a study was carried out by means of numeric simulation of a Scorpio II® Stryker® TKR, which was retired due to wear of UHMWPE in the Hospital 1° de Octubre of ISSSTE in Mexico city. Hypotheses of Bartel et al. (1995) and Chillag et al. (1991) were used, which settle down that wear of polyethylene can decrease using thicker tibial inserts, which can be reduced contact pressures. Analyses of this work was carried out by means of FEM varying insert thickness of 6, 8, 10, 12 and 14 mm, considered quasi-static axial loads actuating on the articulation with zero degrees of flexion and loads equivalent to 1.33 times of bodyweight of a subject of 75 kg (736 N) was considered. Normalized gait cycle was employed and results obtained are similar to those reported by Bei et al. (2004) and Deen et al. (2006). After validating the method, a model of study case of TKR in FEM was developed and the curves of stress and contact areas of UHMWPE were determined, with which important information was obtained to modify the design, as well as to obtain a prosthesis of optimal conformity in both coronal and sagital planes of the femoral and UHMWPE inserts, in agreement with characteristics of the Mexican phenotype.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos para el establecimiento de los criterios en el diseño de herramientas para la manufactura, mediante la conformación en frío, de elementos mecánicos en acero inoxidable tipo 304. Además, se reportan los valores de dureza que adquieren estas piezas cuando se obtienen por trabajo en frío. Los resultados que se muestran corresponden al rendimiento de herramientas previamente diseñadas y a la manufactura de elementos mecánicos automotrices. El punto de partida para el desarrollo de este trabajo fue la aplicación de criterios de diseño de herramientas que se emplean para la conformación en frío de aceros al Carbón. Como antecedente, este tipo de acero incrementa su dureza cuando es trabajado en frío, lo cual dificulta la fabricación de componentes en serie.

This paper presents results for the establishment of criteria in the design of manufacturing tools by means of cold conformation of mechanical components made of stainless steel type 304. In addition values of hardness acquired by these pieces when they are obtained by cold working are reported. The results presented correspond to the performance of the designed tools and to the manufacture of self-propelling mechanical components. The starting point for the development of this work was to apply design criteria of tools for conformation in cold steels. It is important to keep in mind, that this type of steel increases its hardness when it is worn out in cold, this impedes the manufacture of components in series.

Debido a la gran cantidad de información generada y apoyada por la evolución explosiva de sistemas de la ciencia computacional, desde finales del siglo pasado, la expansión y transferencia de conocimiento científico ha provocado una rápida transformación de los descubrimientos científicos en productos y aplicaciones que afectan positivamente la calidad de vida de las sociedades. Actualmente, una gran cantidad de datos en medicina se obtiene por la aplicación de métodos biotecnológicos que constantemente evolucionan. De igual manera, la investigación científica sobre diabetes mantiene una mejora constante. En este contexto, tanto la productividad como la competitividad se deben apoyar con conocimiento que facilite y promueva la capacidad de innovación organizacional. Por esta razón, los sistemas basados en conocimiento emergen como una herramienta útil para coadyuvar con las organizaciones en la solución de situaciones difíciles o en la mejora de sus procesos. En este trabajo, derivado del conocido grupo de síntomas y de las interacciones que la investigación en diabetes mantiene con los procesos biotecnológicos, los autores realizan un breve análisis del conocimiento implicado y del rol que los sistemas basados en el conocimiento han desempeñado, -y continúan desempeñando, en apoyo a tales procesos. Adicionalmente, con la perspectiva sistémica obtenida por los autores respecto al conocimiento y recursos necesarios en prácticas clínicas y de laboratorio, proponen un modelo sistémico capaz de apoyar la investigación y el proceso clínico de la diabetes.

Due to the great amount of information generated and supported by the explosive evolution of computer science systems since the end of the last century, the expansion and transference of scientific knowledge has caused a rapid transformation of scientific discoveries in products and applications that have positive effects in the life quality of societies. Today, a great amount of data in medicine is obtained by the application of biotechnological methods that constantly evolve. Thus, scientific research related to diabetes keeps improving. In this context, productivity and competitiveness must be sustained on knowledge which facilitates and encourages organizational innovation capacity. For this reason, knowledge based systems emerge as a useful tool to help organizations solve difficult assignments or improve their processes. In this work, derivate from known diabetes group of symptoms and interactions that diabetes research maintains with the biotechnological processes, the authors carried out a brief analysis of the knowledge involved as well as the role that knowledge-based systems have played, and keep playing in support of them. Additionally, with the systemic perspective obtained by the authors regarding aspects like knowledge, practices and resources needed in clinical and laboratory practices, they propose a systemic model that can support diabetes research and clinical process.

En México, la mortalidad debido a enfermedades bronco-respiratorias se ubica en el sexto lugar según datos estadísticos dados por el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER). Esto genera la necesidad de incrementar la eficiencia en la aplicación de los tratamientos usados para este tipo de patología. Algunos de los métodos utilizados con mayor frecuencia para el tratamiento de estas dolencias hacen uso de micro dispositivos, también conocidos como válvulas endobronquiales. Este es un sistema alternativo que evita cirugías invasivas y logra prolongar e incrementar la calidad de vida de los pacientes. En este trabajo se presenta el análisis del desempeño de la válvula IBV®. Para el desarrollo del estudio numérico se determinaron las dimensiones y propiedades mecánicas del modelo a partir de catálogos del fabricante. Se desarrolló un modelo para el cual se consideraron las propiedades del Nitinol® y Silastic®. Asimismo, se propusieron dos condiciones de operación para la válvula, una anclada en el bronquio y la otra en la condición en la que se encuentra plegada dentro del broncoscopio. Se utilizó el Método del elemento finito (MEF) para simular las condiciones de trabajo de la válvula. Los resultados encontrados muestran el funcionamiento estructural y el nivel de los esfuerzos generados en el implante durante el ciclo de respiración forzada del individuo. Además, se proporcionan las bases para generar un nuevo dispositivo que pueda emular el funcionamiento de este tipo de implantes y aumente la eficiencia del tratamiento de dicha patología.

In Mexico, the mortality rate due to bronchial respiratory sickness is placed in the sixth position, according to statistics from the National Institute of Breathing Sickness (INER), so it is convenient to increment the efficiency of treatments for those pathologies. The intrabronchial valve is a recommended alternative method; being it main objective to avoid invasive surgery and increase the time and quality of patient´s life. Within this work a biomechanical analysis of an IBV® valve is carried out. Regarding the numerical analysis, the dimensions and mechanical properties of the valve were proposed based on catalogues published by the manufacturer as more reliable information was not available in the open literature. As a result, a new model was developed in which both materials Nitinol® and Silastic® are considered as the main valve materials. The proposed working conditions assume that the valve is implanted in folded form at the bronchus and then anchored when it is unfolded. Finite Element Method (FEM) was used to simulate the proposed working conditions. Results obtained show the structural performance and the level of stress generated in the implant during the breathing cycle. In addition, it provides the knowledge to generate a new device that could emulate the performance of these implants and develop a more efficient treatment this disease.

La espectroscopia mediante celda fotoacústica diferencial (CFD) tiene la capacidad de medir in situ el desarrollo de diversos procesos dinámicos, entre otros la difusión de agua a través de una membrana. Mediante esta técnica se realizó el estudio de permeación de agua en huesos de rata Wistar sanos y descalcificados. Los huesos descalcificados fueron tratados mediante estimulación electromagnética a fin de evaluar la actividad celular en el hueso y, en su caso, detener la descalcificación del mismo. En este trabajo fue posible determinar la viabilidad de la CFD para la evaluación de densidad ósea indirectamente, siendo posible efectuar la evaluación in situ de permeación de agua, así como la cantidad de agua retenida en la estructura ósea al finalizar las pruebas en CFD.

Differential photoacoustic cell (DPC) spectroscopy is able to measure the development of several dynamic processes in situ, such as water diffusion through a membrane. This technique was used for studying water permeation in healthy and decalcified Wistar rat bones. Decalcified bones were given electromagnetic stimulation to evaluate cell activity in bone and attempt to detain decalcification. It was possible to determine the viability of applying DPC for indirectly evaluating bone density in situ, as well as the amount of water retained within bone structure.