Ciencia en Desarrollo

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Ciencia en Desarrollo es una revista editada por el Centro de Investigación y Extensión de la Facultad de Ciencias (CIEC) de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Publica artículos de investigación en el campo de las ciencias básicas, que incluyen estudios relacionados preferentemente con las áreas de biología-ecología, medio ambiente, materiales y energía, alimentos, biotecnología, física teórica y experimental, y los modelos matemáticos y estadísticos de interés directo e impacto en las ciencias básicas. Ciencia en Desarrollo está sujeto a revisión por pares de manera doble ciego de todos los artículos recibidos escritos en español o inglés. Publicación semestral. ISSN 0121-7488.

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    Estandarización de protocolos de transformación genética en Escherichia coli y Agrobacterium tumefaciens para la generación de una colección de constructos génicos
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Gómez Arias, Linda Yhiset; Gómez Daza, Silvia; Núñez Zarantes, Víctor
    An important tool in plant genetic engineering is the vectors or genic constructs that contain reporter genes, utilized to facilitate the standardization of genetic transformation protocols. The objective of this study was evaluate genetic transformation protocols for generate in a quick and confinable manner, a base collection of genic constructs in Escherichia coli strain DH5α and Agrobacterium tumefaciens strains LBA 4404, EHA 105 y C58, using 25 binary vectors (pSK1019, pMP2482 y 23 de la serie pCAMBIA) that contain the reporter genes gfp and gus, by using the heat shock and electroporation techniques. The transformants confirmation was made by PCR amplification and by restriction enzymes assay with Eco RI and Xho I. These approaches allowed verifying the presence Successful of the 25 vectors inside the used bacteria. The results indicate that it is necessary to standardize the transformation protocols in the bacterial strains to be used because they do not all transform with the same conditions and this work can be a reference for the standardization in other laboratories of genetic transformation when working in a massive way.
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    Avifauna local : una herramienta para la conservación, el ecoturismo y la educación ambiental
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Perdomo Báez, Oscar Adolfo; Salazar Báez, María del Pilar; Fernández L., Leonardo
    Photographic records of animal species in their environment have been widely used by researchers for species identification and ecological studies. In this study, we used photography as a tool to record and identify birds of the municipality of Páez, Boyacá, located in the Llanos foothills, with a landscape dominated by cloud forests, pastures and crops. We photographed and identified 133 bird species in roads and footpaths of the municipality; we found that the families Tyrannidae and Thraupidae, and the genus Tangara had the highest species diversity. All species reported here are in the Least Concern category of the International Union for Conservation of Nature, and 11 are migratory. The bird diversity of the municipality has a great potential for sustainable use. We report local common names for 63.16% of the registered species, and the sighting of 73.68% of these birds, identified with help from the community. In consequence, we propose further scientific research to assess the ecosystem services provided by birds and the use of the diversity and attractiveness of the avifauna to establish ecotouristic programs that promote the development of local communities.
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    Mariposas en un fragmento de bosque seco tropical en Montes de María (Colombia)
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Mercado Gómez, Yarlenis Liset; Mercado Gómez, Jorge David; Giraldo Sánchez, Carlos Eduardo
    The richness of diurnal butterflies in the Montes de Maria (Serranía de Coraza) was characterized using linear transects of 600 m. long. Inside each transects eight circular plots of 15 m of radius were established. To collected butterflies, we used entomological network and Van Someren Rydon traps. To compare the composition, abundance and uniformity of the species in each transect and to establish if the samples were significant, range-abundance curves were performed. In addition, to calculated the expected number of species curve of rarefaction and extrapolation-interpolation were made. In total, 301 individuals were collected belongs to 4 families, 13 subfamilies, 22 tribes, 44 genera and 55 species. Nymphalidae have the highest abundance (235) and richness (37), while Biblidinae (120 individuals) and Hamadryas februa (56 individuals) were more abundant subfamily and species. Results suggest that tropical dry forests of Coraza, despite the anthropic impact, have a great diversity butterflies’ species. Herein we show the importance of following studying the butterfly composition and diversity that allows, not only know the structure of these communities, also to increase the knowledge inside tropical dry forest entomofauna of Serrania Coraza reserve.
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    Daño genotóxico inducido por extractos de durazno, Prunus persica cultivados en Cácota Norte de Santander
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Meléndez Gélvez, Iván; Quijano Parra, Alfonso; Yañez Urbina, Luis Fabian
    Peach Production in Colombia is concentrated in the departments of Boyacá, Cundinamarca, Norte de Santander, Santander, Antioquia, Caldas and Nariño, the main producer is Boyacá with 677 ha, especially in the municipality of Sotaquirá and in other municipalities such as Jenesano, Nuevo Colón, Combita and Tuta; the third production department is Norte de Santander with 480 Ha. Currently the production is concentrated mainly in the municipalities of Chitagá, Pamplonita and Cacota. Pesticides are considered one of the main factors of environmental pollution; As it is known they are widely used to improve the production of food in agriculture and for the control of pests and disease vectors, many have been classified as carcinogenic, because they induce damage to the genetic material. In this work the genotoxicity produced by extracts of peach (Prunus pérsica (L.) Batsch) cultivated in Cacota, Norte de Santander was determined. The comet assay was used for the evaluation of gemoxic activity. The results obtained indicate that the peach extracts induce lesions in the DNA of human lymphocytes, which vary according to the dose of the extract. Considering that the peach is an export product and high consumption in our region, the intake of this could become a risk factor for the population.
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    Método de la correlación en un cristal de ZnO
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Jaimes Suárez, Oslen Dilayder; Rincón, Isabel Cristina; Peña Pedraza, Heriberto
    La predicción de los modos de vibración de las moléculas o estructuras cristalinas basados en sus propiedades de simetría, nos permiten utilizar un poderoso método para caracterizar nuevos materiales. En el siguiente trabajo, se realizó el análisis modal teórico por medio del método de correlación, y se obtuvo los modos de vibración Raman opticamente activos para un sistema cristalino con estructura de tipo Hexagonal Wurzita. Utilizando la técnica de espectroscopia Raman, se registró el espectro de vibración Raman Stokes para un cristal de ZnO. A partir del análisis teórico y del espectro Raman registrado experimentalmente para el ZnO, se pudo observar y comparar el método teórico (método de correlación) con el experimental (técnica de espectroscopia Raman). Este análisis, sugiere que el método de correlación es preciso en la predicción de los modos de vibración de cualquier red cristalina, sin embargo, su poder se puede extender al usarse conjuntamente con los datos experimentales Raman en la caracterización de la calidad cristalina y estructural de nuevos materiales de interés tecnológico.
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    Algunas propiedades homológicas del plano de Jordan
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Gómez Parada, Jonatan Andrés; Suárez Suárez, Héctor Julio
    The Jordan plane can be seen as a quotient algebra, as a graded Ore extension and as a graded skew PBW extension. Using these interpretations, it is proved that the Jordan plane is an Artin-Schelter regular algebra and a skew Calabi-Yau algebra, in addition its Nakayama automorphism is explicitly calculated.
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    Estimación del cardinal del espectro maximal de un producto de cuerpos
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Granados Pinzón, Claudia; Olaya León, Wilson; Pinzón Durán, Sofía
    En este artículo presentamos propiedades generales de un producto de anillos conmutativos con unidad. Caracterizamos el espectro primo y maximal de una suma de anillos y probamos que el espectro de un producto de cuerpos es T1, o equivalentemente, que es Hausdorff. Por último, estimamos el cardinal del espectro maximal de un producto de cuerpo.
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    Synthesis and characterization of Pr2S3 binary compound
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Quijano Ortega, Natalia; Gaona Jurado, Sonia; Ramírez Sanabria, Alfonso Enrique
    In the current work it is shown that the synthesis method that consists in direct reaction of praseodymium and sulfur in its elemental form, using heat as a treatment, with relatively low temperatures and reaction time of one week, allows the preparation of Pr2S3 compound, with a purity of about 92%. The respective characterization of resultant materials was carried out using powder XRD, where by it was determined that the thermal treatment used, effectively leads to the binary sulfide of interest, a compound known to be semiconductor.
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    Síntesis, actividad antibacteriana e interacción del ADN con complejos de inclusión entre compuestos lantánidos y β-ciclodextrina
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Mayor Rivera, Angélica María; Aragón Muriel, Alberto; Polo Cerón, Dorian
    En este trabajo se han sintetizado complejos de lantánidos a partir de los cloruros de La(III), Ce(III), Sm (III) e Yb(III) con ligandos cinamato, presentando coordinación bidentada entre el grupo carboxilo del ligando y el metal lantánido. Estos compuestos se utilizaron como huéspedes de la β-ciclodextrina con el fin de obtener nuevos complejos de inclusión mediante el método de co-precipitación, utilizando N,N-dimetilformamida como disolvente. Los productos de inclusión obtenidos fueron caracterizados mediante espectroscopía IR-ATR, Raman, UV-vis, RMN 1H y 13C, DRX, TGA, DSC, análisis elemental y complexometría con EDTA. Se realizaron pruebas de actividad antibacteriana empleando 6 cepas ATTC (S. aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 29213, E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853, S. Typhimurium ATCC 14028 y K. pneumoniae ATCC BAA-2146) mediante el método de microdilución con caldo Mueller-Hinton; los resultados de actividad biológica para los complejos lantánidos permitieron evidenciar el efecto sinérgico entre el catión lantánido y el ligando cinamato. Igualmente, para los complejos de inclusión se observó una disminución de la concentración mínima inhibitoria (CMI) respecto a los complejos lantánidos iniciales. Los resultados obtenidos con el ADN de timo de ternera y el ADN plasmídico pBR322 permiten proponer una interacción electrostática entre los complejos evaluados y la estructura molécular del ADN.
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    Estudio termodinámico de la lixiviación de plomo reciclado con citrato de sodio
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Villa Vargas, Lina Constanza; Saldarriaga Agudelo, Wilmer; Rojas Reyes, Néstor Ricardo
    Las baterías de plomo representan el 60% de las baterías de almacenamiento de energía eléctrica del mundo. Cerca del 50% del consumo de plomo a nivel mundial proviene de materiales reciclados y reutilizados. Actualmente, los métodos pirometalúrgicos representan más del 90% de la tecnología para recuperación de plomo; sin embargo, estos procesos son criticados debido a la emisión de dióxido de azufre por la descomposición de sulfato de plomo a temperaturas elevadas, además de las emisiones de partículas. La recuperación de plomo mediante el reciclaje de baterías por procesos hidrometalúrgicos ha sido investigada como una alternativa a los procesos pirometalúrgicos. En el presente trabajo se realizó un análisis termodinámico de la lixiviación de plomo con citrato de sodio. El análisis termodinámico se basó en el estudio de tres diagramas de estabilidad construidos con el software Medusa®. Se realizaron pruebas de lixiviación que permitieron conocer el sistema, corroborar el análisis termodinámico realizado y estudiar el comportamiento del sistema. Los resultados obtenidos muestran que es posible extraer 100% de plomo con una concentración de agente lixiviante de 0.25 M, relación sólido líquido 1:1 y 25 °C.
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    Diseño y simulación de un concentrador de flujo para aumentar la potencia eólica disponible en un aerogenerador de baja potencia
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Arciniegas Arenas, Esneider; Flórez Serrano, Elkin Gregorio; Serrano Rico, Juan Carlos
    El desaprovechamiento del recurso eólico en los países emergentes no es solo por la falta de la implementación de parques de aerogeneradores de gran escala, sino porque, en la mayoría de los territorios las velocidades promedio del viento no alcanzan a contar con la magnitud mínima (3 a 4 m/s) de arranque de los aerogeneradores comerciales, lo cual hace que este recurso no sea aprovechado. Por lo anterior, en el presente artículo se describe el diseño y caracterización de un elemento mecánico (concentrador eólico) que permite aumentar la potencia eólica disponible en un aerogenerador de baja potencia. El estudio está fraccionado en tres etapas: en la primera etapa se realiza un análisis experimental con el fin de validar e identificar el perfil de velocidades circundantes en el concentrador. En la segunda etapa se realiza un modelado mediante la ecuación de 5to. orden de Bell & Mehta, implementando Matlab y exportando los datos a Solid Edge. Además, se describe el fenómeno mediante la ecuación de conservación de masa y conservación de energía. En la tercera etapa se realiza la simulación mediante elementos finitos soportado por el software ANSYS, la cual tiene como objetivo determinar la relación de área óptima de entrada y salida del concentrador. Finalmente, se concluye que el concentrador tiene un aporte significativo en el aumento del potencial eólico disponible del orden 2.37 veces.
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    Purificación de dióxido de carbono emitido en plantas de tratamiento de gas
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Gamez Valero, Nancy Esperanza; Cobo Angel, Martha Isabel
    In natural gas plants, the carbon dioxide (CO2) traveling in the extracted stream is separated and released to the atmosphere. This stream also contains hydrogen sulfide (H2S), water and hydrocarbons. The purpose of this investigation was to design a process to purify this CO2 stream, to its further use in the food industry. There, the CO2 can be employed in carbonated drinks and as supercritical fluid; requiring a purity higher than 99.95 mol%. Therefore, a real flow of 3454 ton/year CO2 was selected as case of study, which is emitted in a gas treatment plant located in Neiva, Colombia. This stream was simulated in ProMax and subjected to chemical absorption with methyl diethanolamine (MDEA), to a dehydration with diethylene glycol combined with molécular sieve, to a Ryan-Holmes cryogenic process for removing light components (methane and ethane) and their combinations. The combination of the three processes allowed us for a 99.95% CO2 recovery and a 99.99 mol% CO2 purity, requiring capital expenses (CAPEX) of USD 412.323 or 53 USD/tCO2. This CO2 could be commercialized at sell prices as high as 5000 USD/ tCO2 to the food industry. In addition, the combination of the two first processes delivered a CAPEX of 37 USD/tCO2 with a 99.85 mol% CO2 purity, suitable for other applications requiring less purity in the food industry or improved oil recovery.
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    Preparation and characterization of potato starch microparticles with acrylamide by microwave radiation
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Rodríguez Pineda, Lina María; Muñoz Prieto, Efren de Jesús; Rius Alonso, Carlos Antonio; Palacios Alquisira, Joaquín
    In this study on decreasing the particle size of the potato starch, ultrasound and acid hydrolysis methods were carried out at the same time. The starch microparticles (SMP) obtained were modified with acrylamide(AM) monomer by microwave irradiation, employing a small concentration of chemical initiator. It was found that, with a low concentration of potassium persulfate (PPS) in aqueous medium and microwave assistance, starch microparticles grafted with acrylamide could be prepared quickly. Native starch, starch microparticles and grafted copolymers were characterized by various analytical techniques. The Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis demonstrates group acrylamide attachment to starch microparticles chains. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) demonstrate an increased amorphous region of starch microparticles and grafted copolymers, while the thermogravimetric analysis (TGA) highlighted the increase in thermal stability of the copolymers in comparison to potato starch microparticles.
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    Cáscara de Piña como adsorbente de colorantes típicos de la industria textil
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-07-04) Ardila Ramírez, Carolina; Palacio Londoño, Angela María; Barrera Zapata, Rolando
    Se evaluó la adsorción de una mezcla de colorantes utilizados en la industria textil sobre cáscaras de piña cultivadas en regiones del Chocó y Urabá Antioqueño. El proceso se realizó para diferentes condiciones de pH, tamaño de partícula del adsorbente y tiempo de contacto entre los adsorbentes y la mezcla contaminante. Otros parámetros de operación como la concentración de contaminantes (50 ppm) y cantidad de adsorbente (150 mg) se fijaron de acuerdo a pesquisas en la literatura. Se encontró que para pH de 2.1, diámetro promedio de partícula de adsorbente de 0.6 mm y 8 horas de operación se logran porcentajes de recuperación del 59.2 ± 1.9 de los colorantes con las cáscaras de piña del Urabá y del 51.7 ± 2.1 con las cáscaras de piña del Chocó, mientras que bajo las mismas condiciones, la recuperación con carbón activado es del 34.1 ± 2.1, similar al que se logra recuperando las cáscaras de piña y reutilizándolas dos veces en el proceso. De acuerdo a los resultados, se concluye que el uso o implementación de cáscaras de piña como adsorbente de colorantes puede representar grandes beneficios económicos y ambientales tanto para el sector agroindustrial como para la industria textil.
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    A comparison of two graphical methods for detecting dependence
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-18) Guarín Escudero, Julieth Veronica; Jaramillo Elorza, Mario César; Lopera Gómez, Carlos Mario
    Copulas have become a useful tool for modeling data when the dependence among random variables exists and the multivariate normality assumption is not fulfilled. The copulas have been applied in several fields. In finance, copulas are used in asset modeling and risk management. In biomedical studies, copulas are used to model correlated lifetimes and competitive risks [1]. In engineering, copulas are used in multivariate process control and hydrological modeling [2]. The interest in modeling multivariate problems involving dependent variables is generalized in several areas, making this methodology in a convenient way to model the dependence structure of random variables. However, in practice a first step before modeling phenomena through copulas is to assess whether there is dependence among the variables involved. In this paper some graphical methods to detect dependence are discussed and their performance will be evaluated through a simulation study. An application of graphical methods presented to insurance data is illustrated.
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    Bifurcación de Hopf en un modelo de desarrollo sostenible
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-06) Granada Díaz, Héctor Andrés; Angel Garzón, Miguel Antonio; Moreno Oliveros, Deicy katerine; Canchila Medina, José Alberto
    This article presents a system of three first-orden ordinary differential equations to study the dynamic interaction between renewable resources, population and environmental pollution in a region. The model is achieved coupling a dynamic equation of contamination to formulated systems by Simone D’alessandro and shows that under the Hopf bifurcation can be found conditions to achieve sustainable development under the definition given in the report of Brundtland commission 1987. That is, when a harmonic balance between the state variables of the model is reached.
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    Modelo de simulación del crecimiento y desarrollo de la papa criolla
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-06) Soto Garcés, Ana María; Cotes Torres, José Miguel; Rodríguez Caicedo, Daniel
    In order to contribute to the technological development of the potato crop system, the present study was developed with the aim of adapt the supply - demand paradigm to the resource capture processes and allocation of nutrients to simulate the growth and development of the Criolla Colombia variety potato plant. In this paper the process of formulation, parameterization and evaluation of a physiology based demographic model of potato (Solanum phureja) is presented; Two climatic variables were included, the temperature as a thermal time and solar radiation to simulate the photosynthesis, respiration, selective allocation and biomass distribution. The results of the simulation were compared with the independent field data of those used to parameterize the model and found an adequate adjustment in the growth of roots, stems, leaves, stolons and tubers.
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    Propagación y tuberización in vitro de dos variedades de papa
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-06) Araque Barrera, Eyda Johanna; Bohórquez Quintero, María de los Angeles; Pacheco Díaz, José Estiben; Correa Mora, Lenny Yojana; Urquijo Ruíz, Johan Sebastian; Castañeda Garzón, Sandra Liliana; Pacheco Maldonado, José Constantino
    La investigación se realizó en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia con el propósito de conocer el comportamiento in vitro y evaluar una metodología para propagación de plántulas y producción de microtubérculos de dos variedades de papa (Solanum tuberosum L. ssp andígena) Diacol Capiro y Parda Pastusa, a partir de segmentos nodales obtenidos de tubérculos suministrados por el ICA, desinfectados con NaOCl al 10 %, multiplicados en medio MS y MS+ANA (0.02 mg L-1) y enraizados con ANA o AIB adicionados al medio de cultivo o aplicados en pulsos de 30 segundos. Posteriormente, segmentos uninodales micropropagados se cultivaron en medio para tuberización, observándose una mayor producción en MS suplementado con 2.5 mg L-1 de BA y 8 % de sacarosa en las dos variedades. Los protocolos desarrollados en el presente estudio permitieron la obtención masiva de plántulas y la producción de microtubérculos de Diacol Capiro y Parda Pastusa; las plántulas y microtubérculos desarrollados pueden ser cultivados bajo condiciones controladas para la producción de semilla pre-básica.
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    Síntesis, análisis estructural, estabilidad química, estudio magnético y efecto percolativo eléctrico del compósito GdBa2Cu3O7−δ /Sr2GdSbO6.
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-13) Montaña Quintero, Nilzon; Landinez Téllez, David Arsenio; Martínez Buitrago, Davian; Ortiz Díaz, Omar; Parra Vargas, Carlos Arturo
    This document reports the synthesis of the materials Sr2GdSbO6 (SGSO) and GdBa2Cu3O7−δ (GBCO), by the reaction method in solid state and GdBa2Cu3O7−δ /Sr2GdSbO6 (GBCO/SGSO) composites in different volumetric proportions. The structural characterization of the synthesized compounds was carried out by means of X-ray diffraction, using the Rietveld refinement method, performing a quantitative analysis of phases in volume. The results obtained confirm that the two materials (GBCO / SGSO) are chemically stable, coexisting in the same volume at 9000 C. It was also found, by means of magnetization measures, that the GBCO contained in each one of the different composites, It keeps superconducting properties, as the transition to the superconducting state was obtained below a temperature of 900 K. The morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM) and elemental analysis by means of dispersive energy spectroscopy (EDX) measurements. The electrical study was performed by means of voltage measurements as a function of the current at room temperature and subsequent calculation of the volumetric resistivity. The study of the percolative effect was carried out by calculating the critical volume and the critical exponents in each one of the insulating and conductive phases, using the Kussy model [1] and the semi-classical non-linear response model Random Resistor cum Tuning Bond Network (RRTN)[2], by contrasting critical exponents with those found in the literature.
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    A Study of the Quantum Correlations in a Tavis-Cummings System
    (Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018-02-18) Madrid Usuga, Duvalier; Villamil Barrios, Pablo Emilio
    Se estudian las correlaciones cuánticas de dos qubits en una microcavidad con disipación y un solo modo cuantificado del campo electromagnético interactuado con ella. Para estudiar nuestro sistema físico, se utiliza el modelo de Tavis-Cummings y el formalismo de la ecuación maestra del operador de densidad bajo las aproximaciones de Born-Markov. El modo de cavidad estará acoplado con un láser pulsado externo y la ecuación maestra del operador de densidad que describe la evolución del sistema será resuelta numéricamente. La concurrencia, la información mutua cuántica y la discordancia cuántica se determinan para el sistema de dos qubits. Las correlaciones se estudian como una función de la cantidad adimensional τ = gt cuando la intensidad de acoplamiento cavidad láser varía, y se consideran dos condiciones iniciales en el régimen de acoplamiento débil en los que se estudió la evolución dinámica de estas correlaciones.