Revista Athenea

Simulación computacional del impacto de emisores de aguas servidas en ecosistemas marinos costeros

Resumen En este trabajo se analiza el impacto ambiental de emisores submarinos de aguas servidas en ecosistemas marinos costeros, mediante un enfoque de simulación computacional implementado en Python. Se emplea un modelo analítico estacionario de advección-difusión-reacción, que permite representar la dispersión del contaminante en el campo lejano del penacho de descarga. Se comparan dos escenarios: uno base, que representa las condiciones actuales del emisor, y otro con medidas de mitigación, que incluyen reducción en la carga contaminante, mayor profundidad y mejor dilución inicial. Los resultados muestran diferencias significativas en las concentraciones, el área de excedencia respecto a un umbral ambiental, y la distancia de cumplimiento. Esta evidencia respalda la utilidad de modelos numéricos sencillos y accesibles como herramienta de apoyo para el diseño y evaluación de emisores, así como para la planificación ambiental en zonas costeras vulnerables.

Abstract This article analyzes the environmental impact of submarine wastewater outfalls on coastal marine ecosystems through a computational simulation approach implemented in Python. A stationary analytical model of advection-diffusion-reaction is used to represent contaminant dispersion in the far-field region of the discharge plume. Two scenarios are compared: a base scenario representing current conditions, and a mitigation scenario involving reduced contaminant load, increased depth, and improved initial dilution. The results show significant differences in concentration levels, area exceeding an environmental threshold, and compliance distance. These findings support the use of simple and accessible numerical models as a decision- support tool for outfall design, environmental assessment, and coastal management in vulnerable areas.

Educación superior y transformación digital en la sociedad: aplicaciones de la inteligencia artificial y la simulación computacional en la formación universitaria

Resumen La presente investigación aborda el impacto de la inteligencia artificial (IA) y la simulación computacional en la formación universitaria, en el contexto de la transformación digital en la educación superior. Se aplicó un enfoque cuantitativo con diseño no experimental y alcance correlacional-descriptivo, mediante un cuestionario validado aplicado a 180 estudiantes de distintas áreas del conocimiento. Los resultados muestran una alta aceptación y uso académico de herramientas de IA, especialmente en estudiantes de ingeniería y últimos semestres. Además, se identificó una correlación positiva entre el uso de IA y el rendimiento académico, así como diferencias significativas según género y nivel de carrera. Se concluye que la IA se posiciona como un recurso clave en el desarrollo de competencias digitales, potenciando la comprensión, la autonomía y la productividad académica. Este estudio aporta evidencia empírica para fortalecer estrategias de integración de tecnologías emergentes en contextos educativos universitarios.

Abstract This research examines the impact of artificial intelligence (AI) and computational simulation on university education within the framework of digital transformation in higher education. A quantitative, non-experimental, and correlational-descriptive design was employed, using a validated questionnaire administered to 180 students from various academic disciplines. The findings reveal high levels of acceptance and academic use of AI tools, particularly among engineering students and those in advanced semesters. Additionally, a positive correlation was identified bet- ween AI usage and academic performance, along with significant differences based on gender and academic level. The study concludes that AI is emerging as a key resource in developing digital competencies, enhancing students’ comprehension, autonomy, and academic productivity. This research provides empirical evidence to support the integration of emerging technologies into university education strategies.

Revisión crítica de la impresión 3D con alimentación por gránulos aplicada a elastómeros: procesos, materiales y estrategias de diseño

Resumen Esta revisión sistemática analiza la evidencia científica publicada entre 2014 y 2024 sobre la impresión 3D de elastómeros con incorporación de materiales reciclados, con énfasis en poliuretano termoplástico (TPU) y tecnologías de extrusión de gránulos. Se siguieron las directrices PRISMA, consultando bases de datos Scopus, Web of Science, ScienceDirect y SpringerLink. Se identificaron 142 estudios, de los cuales 37 cumplieron los criterios de inclusión. Los resultados muestran que el uso de cargas recicladas, como polvo de caucho, reduce moderadamente la resistencia mecánica, pero incrementa la dureza superficial y permite una significativa disminución del impacto ambiental. Asimismo, se evidencia una tendencia al empleo de optimización topológica y diseño generativo para maximizar el desempeño estructural. La síntesis de la literatura indica que la integración de elastómeros reciclados en manufactura aditiva es una alternativa sostenible con potencial en calzado, ortopedia y componentes de absorción de impactos, aunque persisten retos de compatibilización interfacial y escalabilidad industrial.

Abstract This systematic review examines scientific evidence published between 2014 and 2024 on 3D printing of elastomers incorporating recycled materials, focusing on thermoplastic polyurethane (TPU) and pellet-extrusion technologies. Following PRISMA guidelines, comprehensive searches were performed in Scopus, Web of Science, ScienceDirect, and SpringerLink. From 142 records, 37 studies met the inclusion criteria. The findings reveal that adding recycled fillers such as rubber powder slightly decreases mechanical strength while increasing surface hardness and significantly lowering environmental impact. A growing trend toward topology optimization and generative design is also observed to enhance structural performance. Overall, the literature supports pellet-based 3D printing of recycled elastomers as a sustainable manufacturing strategy with promising applications in footwear, orthotics, and impact absorbing components, although interfacial compatibility and industrial scalability remain key challenges.

Optimización de parámetros de impresión 3D de elastómeros a partir de gránulos termoplásticos y su aplicación mediante diseño topológico

Resumen Este estudio evaluó el efecto del polvo de caucho reciclado (PCR), la temperatura de extrusión y la velocidad de impresión en las propiedades de compuestos elastoméricos de poliuretano termoplástico (TPU) fabricados por impresión 3D con extrusión de gránulos. Se empleó un diseño factorial y se analizaron probetas con distintos porcentajes de PCR. El aumento de material reciclado redujo la resistencia a la tracción y la tenacidad al impacto, mientras la dureza Shore A aumentó ligeramente. El análisis térmico por DSC mostró una leve disminución en la temperatura y entalpía de fusión sin afectar la transición vítrea. Se identificaron como condiciones óptimas 220 °C, 30 mm/s y 10 % de PCR. La validación práctica, mediante la fabricación de una suela optimizada topológicamente, demostró alta fidelidad geométrica y viabilidad industrial, evidenciando el potencial de esta tecnología para aplicaciones sostenibles en calzado y dispositivos de absorción de impactos.

Abstract This study evaluated the effects of recycled rubber powder (PCR), extrusion temperature, and printing speed on thermoplastic polyurethane (TPU) elastomeric compounds produced via pellet extrusion 3D printing. A factorial design was employed to analyze specimens with varying PCR contents. Increasing PCR content decreased tensile strength and impact toughness, while slightly increasing Shore A hardness. Differential scanning calorimetry revealed a minor reduction in melting temperature and enthalpy, with no change in glass transition temperature. Optimal conditions were identified as 220 °C, 30 mm/s, and 10 % PCR. A topology-optimized shoe sole fabricated under these conditions exhibited high dimensional accuracy, confirming the feasibility of the process and its potential for sustainable applications in footwear and impact-absorbing devices.

Enfoque en el mecanismo de termoadhesión en la formación de depo´sitos cerámicos de tipo fayalita en separadores de partículas de reactores de lecho fluidizado

Abstract This study examines the thermoadhesive mechanism responsible for the formation of fayalite- type ceramic deposits in particle separators within fluidized-bed reactors. The analysis focuses on the influence of temperature, pressure, and collision-induced energy on the changes in viscosity and plasticity of the material system. Particular attention is given to operational conditions within the temperature range of 450 ◦C to 750 ◦C and pressures exceeding 5 bar. The findings suggest that deposit formation occurs when the energy released during particle collisions increases the local temperature of the particles, thereby reducing their relative viscosity and enhancing their plastic behavior. This transition promotes adhesion and the subsequent accumulation of material on the internal surfaces of the equipment. Furthermore, mathematical modeling, incorporating a modified version of McClean’s creep theory, is employed to estimate the critical conditions for deposit formation. These models provide valuable insights for optimizing process design and operational control in industrial systems involving ceramic materials.

Resumen Este artículo analiza el mecanismo termo-adherente que conduce a la formación de acumulaciones de fayalita en separadores de partículas dentro de reactores de lecho fluidizado. La investigación se centra en cómo factores como la temperatura, la presión y la energía liberada en las colisiones entre partículas influyen en el cambio de viscosidad y la plasticidad del sistema, particularmente en rangos de temperatura de 450 ◦C a 750 ◦C y presiones superiores a 5 bar. Se propone que estas adherencias se forman cuando la energía de impacto calienta las partículas, disminuyendo su viscosidad relativa y favoreciendo su viscosidad plástica, lo que facilita su adherencia y acumulación en las superficies internas del equipo. La utilización de modelos matemáticos, basados en la modificación de la teoría de McClean para la termofluencia, permite estimar las condiciones que generan estas adherencias, as´ı como su potencial aplicación en el diseño y control de procesos cerámicos similares.