Análisis metodológico de la distribución espacial de la precipitación y la estimación media diaria

Methodological analysis of the spatial distribution of rainfall and the average daily stimation

MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS WALDO OJEDA BUSTAMANTE CARLOS DIAZ DELGADO KHALIDOU MAMADOU BA (2011, [Artículo])

El objetivo del trabajo consistió en mostrar un análisis metodológico geoestadístico, para generar un patrón espacial de la lluvia, asociado a la precipitación media diaria. Caracterizar y conocer la distribución espacial de la precipitación, también conocida como “campo de tormenta” y asociarla a un modelo de distribución o sustituirla por una precipitación media por métodos convencionales, es un reto importante en estudios de las ciencias del agua. La metodología propuesta requiere de la construcción de un variograma, elaborado por un ajuste de datos experimentales de un campo de tormenta, que sirva como base para generar la distribución espacial de la lluvia con la aplicación del método geoestadístico del “krigeado”.

Agricultura Agua de lluvia Predicción INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diagnóstico integral de planeación y modelación hidráulica de la Comisión de Agua Potable y Alcantarillado de Cancún (CAPA)

RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ (2017, [Documento de trabajo])

Con el propósito de fortalecer la recuperación ecológico-ambiental de la Península de Yucatán, el proyecto ha tenido como objetivo elaborar un programa jerarquizado de acciones e inversiones, para la gestión y mejora de eficiencias del sistema de abastecimiento de agua potable de la ciudad de Cancún, en el estado mexicano de Quintana Roo, proyectado a corto y mediano plazo. Lo anterior, con el fin de modernizar los servicios de agua potable, alcantarillado y saneamiento en un marco de autosuficiencia técnica, financiera y ambiental. Para lograrlo, se realizó un diagnóstico integral de planeación, así como un modelo de simulación hidráulica de la red de abastecimiento con el que se obtiene un programa de acciones jerarquizado, para orientar la gestión y mejora de eficiencias e inversiones del organismo operador.

Organismos operadores Organización y administración Protección ambiental Cancún, Quintana Roo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación hídrica teórica de plantas en zonas urbanas: estudio de caso "Vertical Farm"

Jorge Flores Velazquez JUAN MANUEL ANGELES HERNANDEZ (2018, [Ítem publicado en memoria de congreso])

La gestión integrada de recursos hídricos es un proceso que promueve la gestión y el desarrollo coordinados del agua, el suelo” y demás recursos para potenciar su uso “sin comprometer la sostenibilidad de los ecosistemas vitales”. En la zona metropolitana de la ciudad de México habitan más de 22 millones de una población apostada en aproximadamente 8000 km2, lo que implica una densidad de habitantes de las más altas del mundo que ha ido absorbiendo la zona rural por la urbana. Frente a ello, se han puesto en marcha tecnologías disruptivas con el fin de atender la transformación del sector. Pero, además, implica gestión del recurso mediante tratamiento de aguas residuales, reciclaje del agua, cosecha de lluvia y de gestión de la demanda. En este trabajo se expone la viabilidad en la implantación de estas tecnologías, sus ventajas y requerimientos desde el punto de vista hídrico.

Agricultura urbana Riego Áreas verdes Gestión integrada de recursos hídricos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Inferencia de estructuras vorticosas del flujo que pasa alrededor de un obstáculo, mediante un modelo euleriano tridimensional

Cecia Millán-Barrera HERMILO RAMIREZ LEON (2001, [Artículo])

Hace más de cien años, se infirió la existencia de corrientes secundarias basándose en el hecho de que la velocidad máxima en canales se encuentra justo debajo de la superficie libre, y el de la variación cíclica de sólidos suspendidos en la dirección transversal de un canal. A pesar de su aparente debilidad, las corrientes secundarias juegan un papel esencial en la transferencia lateral de cantidad de movimiento, calor y masa en un canal, por tanto, su variación es tridimensional. Asimismo, son responsables en gran parte de las formas de fondo, en flujos con gran contenido de sedimentos suspendidos. En este artículo se presentan los resultados obtenidos con un modelo euleriano tridimensional que incluye la ecuación estadística de la vorticidad.

Vórtices Modelos tridimensionales Turbulencia INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Determinación del efecto de promotores de turbulencia en el arrastre de la película de enfriamiento de álabes de turbina de gas

EDER URIEL MARTÍNEZ SANDOVAL (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo de investigación se presenta un estudio numérico para

analizar el efecto que tiene el uso de promotores de turbulencia dentro del

canal de enfriamiento sobre la eficiencia de la película de enfriamiento de los

álabes de una turbina de gas. Se compara el aumento de la rugosidad dentro

del canal de enfriamiento (uso de promotores de turbulencia) contra una pared

lisa (condición normal) y cómo estos cambios influyen en la eficiencia de la

película de enfriamiento. Se emplea el modelo de turbulencia a k-ε RNG para

resolver el flujo turbulento, debido a las buenas aproximaciones que se

presentan entre cálculos de CFD y mediciones experimentales de la eficiencia

de la película de enfriamiento. Se varió la relación de soplado con el objetivo

de encontrar la relación que beneficie a la película de enfriamiento, además,

se varió la relación de K=L/h, donde L es la distancia entre los promotores y h

es la altura del promotor de turbulencia dentro del canal de enfriamiento. Los

resultados mostraron que con una relación de soplado M=0.5, la eficiencia de

la película de enfriamiento, la cobertura de protección de la película y la

temperatura en la superficie de la placa plana aumentan significativamente con

el uso de los promotores de turbulencia en el canal de refrigeración, además

que, la mejor eficiencia de la película de enfriamiento se encontró para una

relación de K=11.

In this research work, a numerical study is presented to analyze the effect of

turbulence promoters within the cooling channel on the film cooling

effectiveness of the gas turbine blades. The increase in roughness within the

cooling channel (use of turbulence promoters) is compared against a smooth

wall (normal condition) and how these changes influence the film cooling

effectiveness. The k-ε RNG turbulence model is used to solve the turbulent

flow, due to the good approximations between CFD calculations and

experimental measurements of the cooling film efficiency. The blowing ratio

was varied to find the condition that benefits the film cooling effectiveness, in

addition, the K=L/h ratio was varied, where L is the distance between the

promoters and h is the height of the turbulence promoter inside the cooling

channel. The results showed that with a blowing ratio M=0.5, the film cooling

effectiveness, the protective coverage of the film, and the temperature on the

surface of the flat plate increase significantly with the use of the turbulence

promoters in the cooling channel, in addition to that, the best efficiency of the

cooling film was found for a ratio of K=11.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Modelo de negocio para la comercialización de cursos especializados autogestivos mediante una plataforma de e-learning

MIGUEL ANGEL VALENCIA SERRANO (2022, [Tesis de maestría])

Este trabajo reporta un modelo de negocio novedoso orientado a la

comercialización de cursos especializados en formato autogestivo. Los cursos son

generados por los investigadores, tecnólogos y científicos, de los centros públicos

de investigación mexicanos. Diseñar modelos de negocios no es una tarea sencilla,

principalmente porque cuando se emprende un proyecto de innovación tecnológica,

en la mayoría de los casos, es común no tener identificado el segmento de clientes

al que nos vamos a dirigir, ni la propuesta de valor que va a diferenciarnos de la

competencia. En este proyecto se usó la metodología de cinco etapas de

Osterwalder y Pigneur [1] para la generación de nuestro modelo de negocio. Es

importante aclarar que en este trabajo solo se implementaron las primeras tres

partes asociadas a la movilización, comprensión y diseño del modelo de negocio.

Y, las etapas 4 y 5, aplicación y gestión respectivamente, son parte del trabajo futuro

derivado de esta tesis.

Como herramienta central del proyecto se empleó el Lienzo del Modelos de Negocio

(o Business Canvas Model en inglés). Este lienzo nos permite describir nuestro

modelo de negocios con nueve bloques esenciales que todo modelo debe tener: 1)

propuesta de valor, 2) segmentos de clientes, 3) canales, 4) relación con los

clientes, 5) flujo de ingresos, 6) recursos clave, 7) socios clave, 8) actividades clave

y, 9) estructura de costos. Una vez teniendo el Lienzo de Modelo de Negocio inicial,

se aplicaron estrategias para validación de las hipótesis preliminares, de tal modo

que de manera iterativa e incremental el lienzo se fue actualizando hasta tener la

versión final que es presentada en esta tesis. Al mismo tiempo que se hacía el

diseño, se estudiaron los patrones de modelos de negocio dejando como base de

nuestro modelo el patrón de modelo de plataformas multilaterales.

This thesis work reports an innovative business model oriented to the

commercialization of specialized courses in a self-management format. The courses

are generated by researchers, technologists and scientists from Mexican public

research centers. Designing business models is not an easy task, mainly because

when undertaking a technological innovation project, in most cases, it is common

not to have identified the customer segment that we are going to target, nor the value

proposition that will differentiate us. In this project, the five-stage methodology of

Osterwalder and Pigneur [1] was used to generate our business model. It is

important to mention that in this work only the first three stages associated with the

mobilization, understanding and design of the business model were implemented.

And, stages 4 and 5, application and management respectively, are part of the future

work derived from this thesis. The Business Canvas Model was used as the central

tool of the project. This canvas allows us to describe our business model with nine

essential blocks that every model must have: 1) value proposition, 2) customer

segments, 3) channels, 4) customer relationship, 5) revenue stream, 6) key

resources, 7) key partners, 8) key activities and, 9) cost structure. Once having the

initial Business Canvas Model, strategies were applied to validate the preliminary

hypotheses, in such a way that the canvas was updated iteratively and incrementally

until it had the final version that is shown in this thesis. At the same time that the

design was made, the patterns of business models were studied, leaving the pattern

of the multilateral platforms model as the basis of our model.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Evaluación in vitro de la actividad antibiopelícula de nanocompositos con y sin antibiótico en biopelículas monoespecie de aislados clínicos

MONTSERRAT LOPEZ CARRIZALES (2019, [Tesis de maestría])

El tratamiento de infecciones en pacientes con catéter venoso central (CVC) se ha convertido en un desafío para el sector salud, debido a su asociación con agentes patógenos formadores de biopelículas, las cuales son definidas como un consorcio de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos. Estas estructuras les proporcionan a los microorganismos resistencia contra los antibióticos y el sistema inmune del huésped, además de conferirles la capacidad de diseminarse a otros sitios del cuerpo. Con la finalidad de evitar la formación de biopelículas en sus etapas tempranas, se han propuesto estrategias como el recubrimiento antimicrobiano y modificaciones superficiales de los dispositivos médicos. El uso de nanopartículas de plata (AgNPs) y polímeros naturales como el quitosán, son de gran interés por su actividad antimicrobiana y biocompatibilidad, respectivamente. El propósito de este estudio fue formular hidrogeles de quitosán cargados con diferentes concentraciones de AgNPs y ampicilina (AMP), antimicrobianos que previamente mostraron acción sinérgica, para prevenir la formación temprana de biopelículas de microorganismos multirresistentes de aislamientos clínicos. Los hidrogeles de quitosán se caracterizaron utilizando diferentes técnicas analíticas: reometría, espectroscopía infrarroja por transformada de fourier (FTIR), espectroscopía Raman y microscopía electrónica de barrido (MEB). El efecto antibiopelícula se estudió contra cuatro aislados clínicos multirresistentes (Acinetobacter baumannii, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecium y Staphylococcus epidermidis) por el modelo de colonia. Además, el efecto citotóxico de los hidrogeles se evalúo sobre fibroblastos dérmicos humanos (FDH). Se encontró que los hidrogeles formulados fueron biocompatibles con los FDH y capaces de inhibir la formación de biopelículas de microorganismos multirresistentes. Los resultados sugieren que los hidrogeles de quitosán cargados con agentes antimicrobianos (AgNPs y AMP) podrían ser utilizados como tratamiento profiláctico en pacientes con CVC, al inhibir la formación de biopelículas en etapas tempranas.

The treatment of infections in patients with central venous catheter (CVC) has become a challenge for the healthcare services, due to its association with biofilm-forming of pathogen agents, which is defined as a consortium of microorganisms that grow embedded in an exopolysaccharide matrix. These structures provide resistance against antibiotics and the host’s immune system, as well as the ability to spread to other sites in the body. In order to avoid the formation of biofilms in their early stages, strategies such as antimicrobial coating and surface modifications of medical devices have been proposed. The use of silver nanoparticles (AgNPs) and natural polymers such as chitosan, are of great interest for their antimicrobial activity and biocompatibility, respectively. The purpose of this study was to generate chitosan hydrogels loaded with different concentrations of AgNPs and ampicillin (AMP) to prevent early biofilm formation of multi-resistant microorganisms isolated from patients with medical devices. Chitosan hydrogels were characterized using different analytical techniques such as rheological test, fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The antibiofilm effect of the different formulations was studied against four representative multi-resistant clinical isolates (Acinetobacter baumannii, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecium y Staphylococcus epidermidis) using the colony biofilm model. Moreover, the cytotoxic effect of chitosan hydrogels was evaluated on human dermal fibroblasts (HDF). It was found that the formulated chitosan hydrogels were biocompatible with HDF and able of inhibiting the formation of biofilms of multi-resistant microorganisms. The results suggest that chitosan hydrogels loaded with antimicrobial agents (AgNPs and AMP) could be used as prophylactic treatment in patients with CVC, by inhibiting the formation of biofilms in early stages.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio termodinámico de los procesos de transporte en semiconductores: cuasineutralidad, rectificación del flujo de carga y efectos de escala

VICTOR HERNANDEZ GARCIA (2023, [Tesis de doctorado])

El estudio de transporte de calor y carga en semiconductores tiene sus orígenes

alrededor de la primera mitad del siglo XIX, con los trabajos pioneros de Fourier,

Ohm y Fick sobre la conducción de calor, la conducción de electricidad y los fenómenos de difusión respectivamente, sin embargo, aún hoy en día prácticamente 200 años

después, cobran cada vez más relevancia los estudios de transporte debido al desarrollo

de la tecnología y consecuentemente el surgimiento de nuevos sistemas de estudio

como lo son las películas delgadas de apenas unos pocos nanómetros de espesor,

sistemas nanoestructurados o multicapa en la nanoescala, los cuales han permitido

descubrir el importante papel de distintos fenómenos (trampas de calor, rectificación térmica, captura de luz, etc.) en las escalas mencionadas, no solo en un sentido

teórico o experimental, sino también en un sentido industrial y comercial. Conocer

los mecanismos involucrados en el transporte de calor y carga en semiconductores

u otros materiales puede ayudar a desarrollar nuevos y mejores dispositivos termoeléctricos o de conversión de energía, así como mejorar el desempeño y la eficiencia de los existentes. Para lograr estos propósitos, diferentes modelos de transporte han sido derivados a partir de la termodinámica irreversible lineal o de la termodinámica estadística u otros marcos teóricos, tales modelos han sido una herramienta de gran valor que se van acercando a una descripción más completa, detallada y precisa de los fenómenos de transporte.

Desde mediados del siglo pasado se han hecho importantes contribuciones al estudio de los fenómenos de transporte, por ejemplo el estudio teórico de uniones p-n

en semiconductores y transistores [1], o el de la estadística de la recombinación de

electrones y huecos [2], o las condiciones físicas que simplifican las ecuaciones de

transporte como la condición de cuasineutralidad y el modelo de transporte ambipolar [3].

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Low thermal conductivity solar domestic water heater

MIGUEL ANGEL PORTA GANDARA JOSE LUIS FERNANDEZ ZAYAS JUAN FRANCISCO VILLA MEDINA NORBERTO CHARGOY DEL VALLE (2022, [Artículo])

"Solar domestic water heaters (SWH) with thermosyphon circulation are the most common commercial applications of solar energy in Mexico. They are also becoming popular in the rest of the world, given their simplicity, good economic returns, and sustainability. Traditionally the solar collector, the piping, and the storage tank are built of copper and steel. However, wáter quality in many parts of the Mexican Northwest has high mineral contents and, when heated, results in early metal pitting corrosion of SWH parts. Short-lived water heaters are bad promoters of the technology. In this work, a SWH thermoplastic Chlorinated Polyvinyl Chloride (CPVC) is built and tested under real operating conditions in La Paz, BCS, Mexico. The optimal design is detected with the aid of a suitable numerical model. Results reveal that a full SWH-CPVC can be technically and economically convenient for the weather conditions of the Northwestern states of Mexico."

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Arreglos de antenas para radiación tipo Isoflux en satélites LEO con diferentes alturas orbitales

Antenna arrays for Isoflux radiation in LEO satellites at various orbital altitudes

Paulina Díaz De la Paz (2023, [Tesis de maestría])

En los últimos años, las constelaciones de satélites en órbita baja han ganado popularidad como infraestructura para ofrecer el servicio de Internet satelital, y se espera que su presencia siga en aumento. Para minimizar la latencia en la transmisión de datos, estos satélites suelen situarse en el rango inferior y medio de la órbita baja terrestre. Comúnmente, los satélites de estas constelaciones emiten una radiación que consiste en un único haz que concentra la potencia en una sola dirección. Sin embargo, debido a la curvatura de la Tierra, las ondas electromagnéticas radiadas por el arreglo de antenas abordo del satélite viajan distancias diferentes. Las ondas que se desplazan en dirección del nadir del satélite hacen un recorrido más corto en comparación con las que se propagan en las direcciones más distantes a este. Este fenómeno ocasiona pérdidas de potencia en los bordes del área de cobertura. Para compensar estas pérdidas, se propone el uso de arreglos de antenas de radiación tipo Isoflux. Estos arreglos distribuyen la densidad de potencia de manera uniforme en el área de cobertura, aumentando la ganancia en direcciones donde el trayecto es más largo. Lograr este tipo de radiación para satélites en órbita baja se vuelve más desafiante. Debido a la proximidad del satélite a la Tierra, es necesario que la radiación se extienda sobre una gran parte del plano de elevación, requiriendo un haz Isoflux que sobrepasa los 100 grados. Esta tesis presenta 18 diseños de arreglos de antenas para satélites en las alturas orbitales de 340 km, 550 km y 1150 km. Para el diseño de estos arreglos, se emplean las geometrías lineales, planares y anillos concéntricos, tanto periódicas como aperiódicas. La distribución de excitaciones de amplitud y la separación entre elementos de antena se optimizan utilizando algoritmos genéticos. La presente tesis incluye un análisis comparativo de las prestaciones de radiación y cantidad de elementos de los diseños presentados, categorizados por altura orbital.

In recent years, the utilization of low-Earth orbit satellite constellations as infrastructure for providing satellite Internet services has experienced substantial growth. The rise of this trend is likely to continue. These satellites are typically placed in the lower to mid-range of low-Earth orbit in order to reduce latency in data transmission. It is common for the antenna arrays on these satellites to emit a single radiation beam that concentrates power in a singular direction. Due to the curvature of the Earth, the electromagnetic waves radiated by the antenna array travel different distances. Waves traveling in the satellite’s nadir direction cover a shorter distance compared to those propagating in more distant directions. This phenomenon causes power losses at the edges of the coverage area. To compensate for these losses, the use of Isoflux radiation antenna arrays is proposed. These arrays distribute the power density evenly across the coverage area, increasing gain in directions where the path is longer. Achieving such radiation characteristics becomes more difficult for low-Earth orbit satellites. Due to the satellite’s proximity to Earth, radiation needs to extend over a large portion of the elevation plane, requiring an Isoflux beam that exceeds 100 degrees. This thesis presents 18 antenna array designs for satellites at the orbital altitudes of 340 km, 550 km, and 1150 km. Linear, planar, and concentric ring geometries are employed, with both periodic and aperiodic antenna element distributions. The distribution of amplitude excitations and the spacing between antenna elements are optimized using genetic algorithms. This thesis includes a comparative analysis of the radiation performance and the number of elements of the presented designs, categorized by orbital altitude.

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