Costa Rica Institute Research Articles

Advances in microalgal biotechnology in Costa Rica: contributions from the Costa Rica Institute of Technology

Advances in microalgal biotechnology in Costa Rica: contributions from the Costa Rica Institute of Technology

Kinematic and Morphometric Assessment of Fresh Semen, before, during and after Mating Period in Brahman Bulls.

The objective of the present study was to determine the effects that the reproductive season has on the motility, kinematics, morphology, and sperm morphometry of Brahman bulls evaluated with a commercial CASA system. The experiment was carried out at the Costa Rica Institute of Technology from March to August 2021. A total of eight Brahman bulls were used. A total of 28 ejaculates were collected in the pre-mating period (PMP), during it (DMP), and after it (AMP) using an electroejaculator. The sperm concentration was measured with the Accuread photometer. The motility was measured using a Spermtrack® counting chamber. The analyses were performed with the CASA-Mot ISAS®v1 system. The morphology was analyzed using a microscope with a negative phase contrast objective. Morphometry was evaluated with the CASA-Morph. The sperm concentration did not present differences between the PMP and AMP; however, it was significantly higher than DMP (p > 0.05). Regarding the progressiveness variables, linearity on forward progression (LIN), straightness (STR), and wobble (WOB) were higher (p < 0.05) DMP. A kinematic principal component analysis grouped all the variables into three factors and an effect on the reproductive period was found (p < 0.05) in the parameters of the head and middle part of the sperm, such as width and perimeter, which were greater in the PMP. The length of the sperm head in the PMP and DMP did not show differences; however, both were larger (p < 0.05) than AMP. The insertion distance of the middle piece of the sperm was significantly greater than DMP. Finally, the PMP contained cells with a larger insertion angle (p < 0.05) than AMP. These findings are important to understand the implications of reproductive status on sperm quality and to consider them in andrological evaluations.

Análisis de flujo de ventilación mediante software de CFD como mecanismo de conservación del patrimonio, aplicado a la Antigua Capitanía de Puerto Limón

Los hongos dificultan los procesos de conservación de bienes patrimoniales dado a que originan su biodeterioro. Las esporas producidas por estos organismos, las cuales también pueden inducir a complicaciones de salud en los usuarios del inmueble, dependen de la humedad acumulada en los materiales para poder germinar, por lo que controlar las condiciones ambientales resulta determinante si se desea potenciar al máximo cada intervención realizada. Aplicaciones de dinámica de fluidos asistida por computadora (CFD por sus siglas en inglés) que han sido tradicionalmente utilizados para simulaciones energéticas, están siendo empleados para determinar las corrientes de aire dentro de los espacios y con esto propiciar estrategias de conservación basadas en la ventilación natural. &#x0D; Este artículo tiene como objetivo mostrar la metodología empleada para el análisis de flujos de aire dentro de la Antigua Capitanía del Puerto de Limón en Costa Rica, utilizando el software AUTODESK FlowDesign y la estrategia de análisis de datos desarrollada por Víctor Fuentes Freixanet y Manuel Rodríguez Viqueira. El documento tiene como marco el proyecto de investigación “Conservación de la arquitectura caribeña costarricense a partir de la aplicación de técnicas de avanzada para el estudio de los agentes causantes de lesiones en las edificaciones”, desarrollada por el Instituto Tecnológico de Costa Rica y el Western Illinois University (WIU) de los Estados Unidos.

The translation task: ITCR students with no expertise in translation

&#x0D; &#x0D; &#x0D; As an English teacher at the Costa Rica Institute of Technology, I often see students from the Engineering and Business Administration majors struggling to understand study ma- terials and professional articles in English. Even though the students do not have any training in translation, they have to do this task in their regular classes. They usually use printed dictionaries or computer-assisted translation tools that have been designed for these purposes and that they can access. This observation led, as a result, to the interest in finding out if the students are really able to understand and translate a text from English to Spanish accurately. The translations are analyzed at the word, phrase and sentence levels to examine the comprehension level of the text and the quality of their translations. &#x0D; &#x0D; &#x0D;

Procesos participativos como base para el contenido y desarrollo de la aplicación móvil de realidad aumentada: Amón_RA, Costa Rica

Este artículo aborda el tema de la participación de actores clave vinculados al proyecto de investigación Amón_RA: Implementación de la realidad aumentada como herramienta para la puesta en valor y difusión del paisaje urbano histórico de barrio Amón, en San José, Costa Rica. El producto del proyecto será una aplicación móvil, con la que el visitante de barrio Amón pueda obtener, en tiempo real, información sobre las diferentes capas del paisaje urbano histórico que le rodea, permitiéndole generar un criterio del valor natural, histórico, cultural y social de este sector urbano. La entidad financiadora del proyecto fue la Vicerrectoría de Investigación y Extensión del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC).&#x0D; El artículo responde a la pregunta, cómo los procesos participativos pueden ser un medio tanto para validar como descubrir información de un barrio y la estratificación de sus diferentes componentes urbanos a través del tiempo, con el propósito de plasmar los datos en contenido para una aplicación móvil de realidad aumentada. El tipo de investigación es cualitativa, con un enfoque constructivista donde las personas relacionadas con barrio Amón participaron como fuente primaria de información, lo que le permitió al equipo investigador descubrir datos cualitativamente significativos para poner en valor el paisaje urbano histórico.&#x0D; Los procesos participativos brindaron el medio para un mayor entendimiento de los significados y experiencias de las personas que habitan o permanecen en el barrio; así como para validar la información encontrada en fuentes formales. Como principal conclusión es que por el valor de la información cualitativa de parte de los agentes sociales, tales como vivencias, anécdotas y secretos como parte del contenido en la aplicación móvil, esta toma un aspecto más cercano para los usuarios. Los procesos participativos en torno a la aplicación fueron un medio para reunir y documentar información no formal que pertenece a la intimidad de las familias vecinas, que se encuentran en un momento histórico donde buscan perpetuar la memoria e identidad de barrio Amón.

Proceso Visionario hacia el Desarrollo Biotecnológico

El Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), creado en 1994, es la unidad de investigación de la Escuela de Biología del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Como ente investigador, el CIB ofrece a la sociedad una serie de servicios técnicos especializados, como producto del conocimiento obtenido a lo largo de una cantidad creciente de proyectos de investigación, que se han desarrollado enfocados en las tres áreas de investigación: Biotecnología Vegetal, Biotecnología Ambiental y Aplicaciones&#x0D; Biomédicas. Durante los 25 años de su funcionamiento, los investigadores han mostrado un fuerte compromiso para generar ciencia y tecnología con impacto a nivel nacional e internacional. Adicionalmente, las diferentes iniciativas de cooperación entre este centro y otras instituciones son una muestra clara de la dinámica de crecimiento de esta unidad de investigación, tanto en el número de proyectos como en el nivel de los mismos, siendo referente a nivel nacional y regional.

Investigaciones en plantas con potencial bioactivo

El Centro de Investigación en Biotecnología (CIB) del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC), cuenta con un grupo multidisciplinario de profesionales que orientan sus investigaciones en tres diferentes líneas de acción: Biotecnología Vegetal, Ambiental y Biomédica. En el área de Biotecnología Vegetal se desarrollan proyectos que incluyen investigaciones en productos naturales, metabolitos secundarios, compuestos antioxidantes, etnobotánica, bioprocesos, farmacognosia y cultivo de tejidos; todos bajo un mismo objetivo “el uso de recurso biótico como fuente de compuestos bioactivos con efecto positivo sobre la salud, que puedan ser utilizados como coadyuvante o fitofármaco natural para el hombre”. En este artículo se presenta un breve resumen de los proyectos y logros que se han obtenido en esta área de investigación en el CIB.

Recuperación de los residuos sólidos en el Tecnológico de Costa Rica a 15 años de la creación de la actividad permanente Manejo de Residuos Institucionales MADI

Se realizó un análisis de la generación de los residuos producidos en el Campus Central del Instituto Tecnológico de Costa Rica, tanto para los materiales recuperados por el Centro de Acopio Institucional (MADI), así como para los residuos enviados al relleno sanitario. Las cantidades de los residuos valorizables fueron proporcionados por el MADI. Se emplearon referencias bibliográficas para contar con las cantidades de los residuos orgánicos provenientes de la Soda Comedor. Las cantidades de residuos enviados al relleno sanitario se obtuvieron mediante un estudio de composición durante el primer semestre del 2013 y 2014, basándose en la metodología recomendada por el Ministerio de Salud de Costa Rica, MINSA. Los tipos de residuos se simplificaron en tres categorías: valorizable, compostable y no recuperable. Se escogió el 50% de los centros de transferencia de materiales, que son enviados al relleno. El estudio de composición se basó en muestras que variaron entre el 23,3 y el 73,4% de la masa total de residuos de los centros de transferencia. Se encontró que del total de residuos enviados al relleno un (60 ± 1) % no eran valorizables, mientras que un (29 ± 2) % y un (12 ± 1) % pudieron ser recuperados por MADI o compostables, respectivamente. Para el 2015, el MADI recuperó el 63% de los residuos con potencial valorizable y la Soda Comedor un 66% de los residuos de alimentos. Sin embargo, se debe trabajar en una estrategia que pueda mejorar el desempeño de la gestión de residuos sólidos institucionales.

Virtual forum as a methodological strategy for the development of critical thinking at the university

Due to numerous complex changes that characterise life in the modern world, acquisition and improvement of high-quality thinking becomes one of the most crucial objectives for people all around the globe. In this context, the demand for university development of critical thinking in future professionals requires not only to modernise the content of educational courses, but also to transform existing teaching and learning methodologies. In order to reach this objective, the university level pedagogy should redefine the roles of teachers and students in the learning process as well as provide correct methodological strategies. This article focuses on the application of a virtual forum as a method of critical thinking development. The study provides a brief contextualisation of the topic and presents in part the results of the descriptive research that was conducted in the Costa Rica Institute of Technology. The results demonstrate that, according to the students’ opinion, a virtual forum as a teaching method has a positive effect on the critical thinking development. Moreover, the study clarifies the structure of the critical thinking concept, showing the preponderant roles of the attitudinal and self-regulatory dimensions and their ability to improve cognitive skills bringing them to the highest level of competence.

CubeSat constellation management using Ionic Liquid Electrospray Propulsion

The Space Propulsion Laboratory (SPL) of the Massachusetts Institute of Technology (MIT) is developing the Ion Electrospray Propulsion System (iEPS), designed to address a current need in CubeSat technology: miniaturized electric thrusters. These could be used for different applications, ranging from attitude control to interplanetary flights. In this work, performed together with the Space Systems Laboratory of the Costa Rica Institute of Technology (SETEC Lab), we explore a case study in which the iEPS is used for constellation management in Low Earth Orbit (LEO) when integrated in a 3U CubeSat. We analyze how a 180° separation in the Right Ascension of the Ascending Node (RAAN) between two CubeSats (SatA and SatB) starting in the same orbit can be achieved by modifying one of the spacecraft's orbital altitude, resulting in a difference in their rate of nodal precession (defined as the drift rate) due to the J2 effect, and therefore a difference in their relative RAAN. The method consists of SatB increasing its semi-major axis, drifting in a higher orbit with a lower drift rate, and returning to the original semi-major axis once the desired difference in RAAN in achieved relative to the other spacecraft. SatA will stay in its original orbit, using its thruster to compensate for orbital energy loss due to atmospheric drag, therefore demonstrating another application of iEPS for constellation management. Three different simulations were studied, defined as the minimum time trajectory, minimum propellant trajectory and a hybrid trajectory, consisting of reaching a higher altitude orbit, but actively changing the RAAN using the propulsion system instead of drifting. It was observed that the difference in this orbital element could be achieved using 85 g of propellant in as little as 164 days for the minimum time trajectory. The same difference could also be achieved using only 44 g of propellant in 245 days for the minimum propellant trajectory. Furthermore, the results of the hybrid trajectory showed that the goal could be achieved in 161 days, but using 158 g of propellant mass, demonstrating the benefit of using a drift orbit. The results proved the feasibility of implementing iEPS for constellation management using 3U CubeSats in LEO.

Diseño de un regulador de corriente eléctrica para las bobinas modulares del Stellarator SCR-1

El &lt;em&gt;stellarator&lt;/em&gt; de Costa Rica 1, llamado SCR-1, es un dispositivo de confinamiento magnético de plasmas de alta temperatura, diseñado, construido y en fase de implementación en el Instituto Tecnológico de Costa Rica. Durante su operación el plasma será confinado por el campo magnético (~43,8 mT) de 12 bobinas modulares, con seis vueltas de cable de cobre AWG#4 por bobina, y alimentadas por un banco industrial de baterías (150 A-h, 120 V), que debe suministrar en forma constante 767,8 A por un periodo de 4 s a 10 s. El cambio de la resistencia eléctrica por el calentamiento óhmico en el cable conductor de las bobinas planteó la necesidad de diseñar, construir e implementar un regulador de corriente eléctrica que suministrara en forma constante 767,8 A por el periodo de tiempo indicado. Este artículo presenta el diseño de un circuito de potencia eficiente y de bajo costo, para regular la corriente eléctrica en las bobinas modulares del SCR-1, así como el diseño de un control digital PID con algoritmo de velocidad, que permite disminuir la magnitud de los armónicos para no generar errores en el campo magnético del &lt;em&gt;stellarator&lt;/em&gt;.

Initial evidence to validate an instructional design-derived evaluation scale in higher education programs

Instructional design has been a key strategy in ensuring the quality of higher education; therefore, it is essential to evaluate its effects on learning processes through the use of tools that comply with defined technical standards. Hence, the purpose of this study is to validate a scale used to evaluate the degree to which the students perceive the five aspects of instructional design: objectives, curricular content, learning activities, educational resources, and the existing evaluation strategy at the Costa Rica Institute of Technology (TEC). Through the use of an analytical and descriptive study, as well as qualitative and quantitative techniques, a Likert evaluation scale was designed. According to the results, the final version of the instrument consisted of 33 items and had a confidence coefficient of 0.923. In regards to the evidence associated to its validity, it was possible to verify the representability and relevance of the instructional design components and their factorial structure. The main conclusion obtained from this study is the importance of measuring, from a systemic perspective, the instructional design components, in classroom, blended learning and virtual courses with tools that are properly validated in order to guarantee the confidence level and valid interpretation of the results.

Validación del constructo, contenido y confiabilidad de indicadores de proceso para la evaluación de la dimensión curricular en la educación superior: el caso del Instituto Tecnológico de Costa Rica

&lt;p class="p1"&gt;En este trabajo se presentan los resultados de la validación efectuada a un conjunto de indicadores con el propósito de utilizarlos en la evaluación de la dimensión Proceso Curricular en una instancia de educación superior, en este caso el Instituto Tecnológico de Costa Rica. Se muestran los resultados relativos a los tres tipos de validez: de constructo, contenido y confiabilidad, incluyendo las correspondientes conclusiones del estudio. El trabajo se enmarca en una investigación evaluativa de enfoque cuantitativo de corte doctoral con la Universidad de Valencia y el Instituto Tecnológico de Costa Rica, utilizando como metodología el juicio de expertos.&lt;/p&gt; &lt;p class="p1"&gt;Se concluye que los resultados de validez alcanzados ofrecen evidencia suficiente para respaldar los indicadores como ítems de calidad, ampliamente confiables para proporcionar información válida en la evaluación de la dimensión Proceso Curricular. Asimismo, se estima que estos indicadores proveerán información pertinente y serán un insumo importante para la toma de decisiones sobre políticas curriculares y evaluativas en la educación superior.&lt;/p&gt;

Evaluación de los aprendizajes en la educación media: características técnicas de las pruebas escritas en matemática

El artículo reporta resultados del proyecto de investigación ?Evaluación de los aprendizajesen matemática en la educación media: características técnicas de las pruebas escritas?, desarrolladoen la Escuela de Matemática del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR) en el año 2011, bajo elcódigo 5402-1440-3101. El estudio, de tipo exploratorio y descriptivo, utilizó como parámetros para laevaluación los establecidos en la obra La prueba escrita, por ser el documento oficial del Ministerio deEducación Pública (MEP) en la materia. Los hallazgos indican que existe, en términos generales, unalto grado de cumplimiento de las directrices emitidas por el MEP para la formulación de las pruebas.Situación similar se observa con algunas de las directrices establecidas para el diseño de los ítems,aunque se detectaron algunas donde el cumplimiento no es satisfactorio.

Detección de estudiantes en riesgo académico en el Instituto Tecnológico de Costa Rica

This study presents a statistical analysis conducted to determine a model which detects students at risk of academic failure at the Costa Rica Institute of Technology. The population is composed of students who were admitted to undergraduate programs in 1995. The dependent variable was the students´ performance for seven years: drop-outs in the first semester, drop-outs in the second semester, drop-outs in any other semester, students currently registered and graduate students. The independent variables were: the Institute’s entrance examination score and its components (High School, Math and Oral Components of the Academic Aptitude Test), type of high school (private or public, academic, technical or agricultural) geographic area, academic achievement indicators during the first semester, gender and major. A Logistic Regression Analysis model was used for an accurate classification of the 79.9% of the students in the categories of undergraduate and graduate. The model includes indicators of both academic performance and the number credits obtained in the students´ majors.

A framework for extending computer aided process planning to include business activities and computer aided design and manufacturing (CAD/CAM) data retrieval

Computer aided process planning (CAPP) systems have had limited success in integrating business functions and product manufacturing due to the inaccessibility and incompatibility of information residing in proprietary software. While large companies have developed or purchased complex order management and engineering applications, smaller manufacturers continue to use semi-automated and manual methods for managing information throughout the lifecycle of each new product and component. There is a need for reconfigurable and reprogrammable systems that combine advances in computer aided design (CAD/Computer Aided Manufacturing (CAM) technology and intelligent machining with product data management for documentation and cost control. The goal of this research is to demonstrate an architecture in which customer service, CAPP and a costing methodology known as activity based costing (ABC) are incorporated into a single system, thereby allowing companies to monitor and study how expenditures are incurred and which resources are being used by each job. The material presented in this paper is the result of a two year university and industry sponsored research project in which professors and students at the Costa Rica Institute of Technology developed a software application for FEMA Industrial S.A., a local machining and fabrication shop with sixty five employees and both conventional and CNC capabilities. The final results represent not only a significant contribution to local industry and to the students’ education but, also to the continuing growth of CAPP. Implementing better decision making tools and standardizing transactions in digital format would reduce the workload on critical personnel and archive valuable knowledge for analyzing company methods and expertise.