Verificación de procedimientos numéricos de simulación de maniobras en compuertas

GILBERTO DE JESUS LOPEZ CANTEÑS JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA MAURICIO CARRILLO GARCIA LAURA ALICIA IBAÑEZ CASTILLO (2014, [Artículo])

La aplicación de las ecuaciones de Saint Venant en los tramos de canales de riego requiere definir condiciones de frontera interna en los sitios donde se ubican estructuras de control como compuertas, considerando su ecuación dinámica para transmitir información hidráulica hacia ambos lados de la estructura, por lo que en el trabajo se verifican tres procedimientos numéricos de ejecución de maniobra de compuertas, con la finalidad de representar el movimiento de las estructuras de control, minimizándose el desfasamiento de caudales posteriores a una ejecución. Para ello se utilizó el canal Rehbock, de la Universidad Autónoma Chapingo, México, realizándose de forma automatizada la medición de los niveles de agua y gasto, obteniéndose que en la maniobra progresiva con reinicialización de tirante, la tendencia del gasto en la vecindad y la compuerta es similar, atenuándose las oscilaciones en el tiempo, el cual se corresponde con la dinámica del agua en los canales; además, cuando la variable a regular es el tirante, se recomienda usar la ejecución de maniobra instantánea o la progresiva con reinicialización de gasto; pero si la variable es el gasto, es preferible la maniobra progresiva con reinicialización de tirante; además, el procedimiento de simulación de la maniobra progresiva con reinicialización de tirante es el que mejor representa la dinámica del agua en la estructura.

Movimiento de compuertas Simulación Régimen no permanente Estructuras de control INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Monitoreo con drones en gráficas con viento dinámico

Jovanni Manuel López Elisea (2024, [Tesis de maestría])

108 páginas. Maestría en Optimización.

Dada una gráfica completa no dirigida, se desea recorrer un subconjunto de sus aristas usando una flotilla de drones. Los drones tienen baterías limitadas que pueden recargarse al regresar a la base y, en principio, el tiempo para recorrer una arista está en función de la distancia entre sus vértices. Sin embargo, ante la presencia de viento el tiempo de recorrer una arista puede depender del sentido en el que se haga. La dificultad del problema aumenta si además la intensidad del viento puede variar de un instante a otro. En esta tesis se aborda el problema anteriormente descrito para el caso particular en el que los vértices son puntos en el plano, el impacto del viento en los tiempos de recorrido de las aristas está relativamente acotado y el subconjunto de las aristas a recorrer inducen un árbol que abarca todos los vértices excepto la base de los drones. Dado que los drones operan simultáneamente y pueden recorrer distintas partes de la gráfica de manera independiente, se desea minimizar el tiempo que emplea el dron con el recorrido más tardado. Esta tesis presenta un modelo matemático para resolver el problema de manera exacta, así como tres heurísticas diferentes para obtener buenas soluciones factibles. La primera de estas heurísticas transforma una solución sin viento y sin batería en una solución con viento y batería. La segunda heurística es un algoritmo glotón sin comunicación entre los drones y la última heurística también es un algoritmo glotón, pero con comunicación entre los drones. Aunque el problema abordado resulta ser lo suficientemente difícil como para que su resolución exacta sea inviable en la práctica, las heurísticas diseñadas son fáciles de implementar y obtuvieron resultados razonables en un tiempo corto de cómputo.

Drone aircraft--Control systems. Drone aircraft--Mathematical models. Mathematical optimization. Heuristic programming. Dynamical systems. Graph theory. Micro vehículos aéreos. Optimización matemática. Programación heurística. Teoría de grafos. TL589.4 CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA MATEMÁTICAS INVESTIGACIÓN OPERATIVA DISTRIBUCIÓN Y TRANSPORTE

Does access to improved grain storage technology increase farmers' welfare? Experimental evidence from maize farming in Ethiopia

Hugo De Groote Bart Minten (2024, [Artículo])

Seasonal price variability for cereals is two to three times higher in Africa than on the international reference market. Seasonality is even more pronounced when access to appropriate storage and opportunities for price arbitrage are limited. As smallholder farmers typically sell their production after harvest, when prices are low, this leads to lower incomes as well as higher food insecurity during the lean season, when prices are high. One solution to reduce seasonal stress is the use of improved storage technologies. Using data from a randomised controlled trial, in a major maize-growing region of Western Ethiopia, we study the impact of hermetic bags, a technology that protects stored grain against insect pests, so that the grain can be stored longer. Despite considerable price seasonality—maize prices in the lean season are 36% higher than after harvesting—we find no evidence that hermetic bags improve welfare, except that access to these bags allowed for a marginally longer storage period of maize intended for sale by 2 weeks. But this did not translate into measurable welfare gains as we found no changes in any of our welfare outcome indicators. This ‘near-null’ effect is due to the fact that maize storage losses in our study region are relatively lower than previous studies suggested—around 10% of the quantity stored—likely because of the widespread use of an alternative to protect maize during storage, for example a cheap but highly toxic fumigant. These findings are important for policies that seek to promote improved storage technologies in these settings.

Hermetic Storage Randomised Controlled Trial CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA STORAGE PILOT FARMS SEASONALITY WELFARE MAIZE

PROPUESTA DE MANEJO DE LA PESQUERÍA EMERGENTE DE MERLUZA DEL PACÍFICO NORTE Merluccius productus EN EL GOLFO DE ULLOA, BAJA CALIFORNIA SUR

PABLO MORA ZAMACONA (2023, [Tesis de doctorado])

"La merluza del Pacífico Merluccius productus se distribuye desde Alaska hasta el sur de México, con una población particular descrita al sur de la península de Baja California conocida como merluza enana, de la que poco se sabe. Dicha población actualmente no es pescada comercialmente, por lo que representa un recurso con potencial de explotación. Las pesquerías potenciales y emergentes crean desafíos y oportunidades para los administradores pesqueros que necesitan tomar decisiones sobre cómo gestionar de forma sostenible una pesquería previa a su inicio. Este trabajo propone y analiza posibles medidas alternativas de gestión pesquera para esta potencial pesquería, bajo incertidumbre biológica y de mercado. Debido al desconocimiento de diversos aspectos de la biología del recurso primeramente se analizó el crecimiento individual del stock y posteriormente se realizó un análisis bioeconómico de la potencial pesquería.

Para el análisis del crecimiento individual se utilizó un total de 240 otolitos y datos de longitud patrón de 932 especímenes muestreados de mayo a diciembre de 2015. La formación anual de incrementos en los otolitos se verificó mediante la relación de incremento marginal y el análisis de borde. La edad se estimó a partir de recuentos de anillos en secciones sagitales de otolitos y el crecimiento se analizó mediante un enfoque de inferencia multimodelo. Se consideraron los modelos de crecimiento de von Bertalanffy (VBGM), VBGM generalizado, Gompertz, Logístico y Johnson, los cuales se ajustaron a conjuntos de datos de talla a la edad observados y retrocalculados agrupados por sexo. Según el criterio de información de Akaike, el VBGM generalizado fue el más apropiado para las hembras (L∞= 31.36 cm, k= 0.15 cm año-1), mientras que el VBGM proporcionó el mejor ajuste para los machos (L∞= 25.35 cm, k= 0.28 cm año-1).

El análisis bioeconómico de alternativas de manejo para una potencial pesquería de merluza enana indicó que una nueva pesquería de dicho stock podría ser biológicamente sostenible y económicamente rentable, bajo un conjunto de estrategias de gestión y reglas de control. Se recomienda un acceso limitado con bajo esfuerzo pesquero ya que resulta más redituable por barco y biológicamente precautorio, considerando la alta incertidumbre asociada con la explotación de una población virgen..."

"The Pacific hake Merluccius productus is distributed from Alaska to southern Mexico, with a particular population described south of the Baja California peninsula known as dwarf hake, about which little is known. This population is not currently commercially fished; hence it represents a resource with potential for exploitation. Potential and emerging fisheries create challenges and opportunities for fishery managers who need to make decisions about how to sustainably manage a fishery prior to its initiation. This work proposes and analyzes possible alternative fishery management measures for this potential fishery, under biological and market uncertainty. Due to the lack of knowledge of various aspects of the biology of the resource, the individual growth of the stock was first analyzed and subsequently a bioeconomic analysis of the potential fishery was carried out.

A total of 240 otoliths and standard-length data from 932 specimens sampled from May to December 2015 were used for the analysis of individual growth. The annual formation of otolith increments was verified using the marginal increment analysis and the edge analysis. Age was estimated from annuli counts in sagittal sections of otoliths and growth was analyzed using a multi-model inference approach. The von Bertalanffy growth models (VBGM), generalized VBGM, Gompertz, Logistic and Johnson growth models were considered, which were fitted to observed and back calculated length-at-age data sets grouped by sex. According to Akaike's information criterion, the generalized VBGM was the most appropriate for females (L∞= 31.36 cm, k= 0.15 cm year-1), while the VBGM provided the best fit for males (L∞= 25.35 cm, k= 0.28 cm year-1).

The bioeconomic analysis of management alternatives for a potential dwarf hake fishery indicated that a new fishery for said stock could be biologically sustainable and economically profitable, under a set of management strategies and control rules. Limited access with low fishing effort is recommended as it is more profitable by boat and biologically precautionary, considering the high uncertainty associated with the exploitation of an unfished stock. Despite the combination of high fishing costs and low prices, the fishery could still be profitable in the long term, although there is risk of overexploitation if high fishing effort is allowed..."

Merluza enana, stock no explotado, crecimiento individual, análisis bioeconómico, pesquería potencial Dwarf hake, unexploited stock, individual growth, bioeconomic analysis, potential fishery CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PECES Y FAUNA SILVESTRE REGLAMENTACIÓN Y CONTROL REGLAMENTACIÓN Y CONTROL

Rescatando el Salto de San Antón: una historia reciente de construcción institucional

MARCO ANTONIO GARZON ZUÑIGA (2007, [Artículo])

El presente artículo es una crónica del surgimiento y evolución de una red de coordinación comunitaria e intersectorial que ha buscado detener y revertir el deterioro ambiental de San Antón, comunidad urbana ubicada en un afluente del río Apatlaco, uno de los más importantes y contaminados de la ciudad de Cuernavaca, Morelos. El artículo muestra un ejemplo vívido de un proceso autónomo de ordenamiento y manejo de ecosistemas emprendido por una comunidad urbana. Brinda una ventana de estudio de la dinámica de las instituciones socioeconómicas, y el papel que pueden jugar en la resolución de las fallas de coordinación y en la internalización de externalidades ambientales en nuestro país.

Control de la contaminación Desarrollo sostenible Tratamiento de aguas residuales Cuernavaca INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diseño de riego por melgas empleando las ecuaciones de Saint-Venant, y Green y Ampt

Heber Saucedo MANUEL ZAVALA TREJO CARLOS FUENTES RUIZ (2015, [Artículo])

Se presenta un método de diseño de riego por melgas basado en la aplicación de un modelo que emplea las ecuaciones de Saint-Venant, para describir el flujo del agua sobre el suelo, y la ecuación de Green y Ampt, para representar el flujo del agua en el suelo. La principal ventaja del modelo presentado es el poco tiempo de cómputo que requiere para su aplicación, en comparación con el necesario para ejecutar un modelo hidrodinámico completo reportado en la literatura, mismo que emplea las ecuaciones de Saint-Venant para el flujo del agua sobre el suelo, acopladas internamente con la ecuación de Richards, que permite modelar el flujo del agua en el suelo.

Riego por inundación controlada Modelos matemáticos Gasto óptimo CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Nuevas tecnologías para prevención y análisis de inundaciones

ALBERTO GUITRON GABRIELA COLORADO RUIZ Eduardo Alexis Cervantes Carretero (2012, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Modelación hidrológica de la cuenca del río Conchos – Modelación de la cuenca del río Yautepec – Interfaz del usuario – Resultados – Conclusiones y recomendaciones – Referencias.

Existen diversos métodos para el pronóstico de avenidas que se han aplicado a la prevención de inundaciones en el país, pero la falta de datos suficientes y apropiados frecuentemente conduce a errores significativos. Sin embargo, la base para aplicar las medidas de apoyo que minimizan los riesgos es conocer las zonas afectadas y la magnitud del evento hidrometeorológico durante una inundación con el mayor detalle posible con los modelos de simulación y sistemas de información geográfica, que son las herramientas más importantes para lograr un manejo del riesgo y los daños por eventos extremos en zonas de interés. Por lo tanto, para la determinación de la zona afectada, actualmente la herramienta principal son los mapas de riesgo. Por otra parte, se estima que el cambio climático global modificará el régimen hidrológico significativamente. Aunque en México los cambios en el régimen anual de precipitación apuntarán a la baja de acuerdo con las estimaciones publicadas hasta el momento, los fenómenos extremos podrán no seguir la misma tendencia. Por tanto, es necesario revisar los parámetros de diseño de las obras hidráulicas existentes y estimar cómo se modificarán por los efectos del cambio climático. Para abordar esta problemática, se desarrolló un algoritmo que permite la comunicación de dos modelos, uno que transforma la lluvia en escurrimiento y otro que transita el escurrimiento en una corriente natural. Con los resultados del caudal transitado y asociado a un modelo digital de elevación, se tienen elementos para definir el área de inundación con la precisión requerida.

Introducción – Modelación hidrológica de la cuenca del río Conchos – Modelación de la cuenca del río Yautepec – Interfaz del usuario – Resultados – Conclusiones y recomendaciones – Referencias.

Control de crecidas Modelos hidrológicos Programas de computación Informes de proyectos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Regulación de una red de canales de riego

FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA LUIS RENDON PIMENTEL (2002, [Artículo])

La mayor parte de la producción agrícola de México se genera en las zonas denominadas distritos y unidades de riego. En estas áreas, la disponibilidad y la competencia por el agua ha obligado a emprender programas de tecnificación integral que permitan mejorar el uso eficiente del agua y su productividad. Así, de 1996 a 2001 se tecnificaron alrededor de 700 mil hectáreas con sistemas de riego de baja y alta presión y se construyeron redes colectivas de baja presión en superficies de 500 a 4000 hectáreas en varios de estos distritos. Asimismo, la transformación de los sistemas de riego parcelario y de la distribución inter-parcelaria necesita de un cambio en la regulación de los canales principales, a fin de que se pueda brindar a los usuarios un servicio de riego flexible, seguro, equitativo y eficiente. En varias zonas de riego del país los canales laterales se han sustituido por redes colectivas de baja presión, entubadas con materiales plásticos y alimentadas por estaciones de bombeo o por los propios canales cuando ha existido carga suficiente. La regulación de canales de riego consiste en optimar el proceso de conducción y distribución del agua desde la fuente de abastecimiento hasta los sitios de utilización para satisfacer la demanda evapotranspirativa de los cultivos existentes en una zona de riego. Esta optimación consiste en generar y aplicar reglas de control para adaptar el transporte y la distribución del agua en los canales principales a los programas de extracción de las tomas laterales. Aunque la regulación de canales puede abordarse bajo diferentes puntos de vista, la metodología de regulación propuesta resulta fácilmente adaptable a redes de canales de diferente configuración sujetas a variaciones temporales. Los resultados obtenidos permiten concluir que la aplicación de la teoría de control en la regulación de canales es una alternativa que ayuda a reducir las pérdidas de agua debidas a la operación, así como a mejorar el servicio de la irrigación en los distritos de riego.

Regulación de canales Algoritmos de control CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Object manipulation by collaborative autonomous underwater vehicles driven by a model-free second-order sliding mode controller with finite-time convergence

JOSUE GONZALEZ GARCIA (2023, [Artículo])

https://orcid.org/0000-0001-5657-380X

The use of Autonomous Underwater Vehicles (AUV) has expanded in recent years to include them in inspection, maintenance, and repair missions. These missions require the automation of tasks such as autonomous navigation and station-keeping, which are pretty challenging due to the complexity of the vehicle itself and the underwater environment. Traditional control strategies have been used to deal with those problems before, but their performance is limited since they do not consider non-linearities, external disturbances, or model uncertainties. Non-traditional controllers have been explored too, but have shortcomings such as being model-based, parameter-dependant, or so. Additionally, the nature of some objects implies the involvement of multiple vehicles to manipulate them, making the manipulation mission even harder. Collaboration of AUVs is a strong challenge since underwater communications are limited or null. An advanced control strategy dealing with the trajectory tracking and the station-keeping problem would be desirable for simplicity and robustness. If this controller could also help coordinate multiple vehicles without requiring them to communicate with each other, it would make collaborative manipulation tasks reachable. For this purpose, a model-free high-order Sliding Mode Controller (SMC) is presented in this project. Unlike other control approaches, the proposed control strategy achieves finite-time convergence to a practical zero error in a time-base that the user can arbitrarily define. This characteristic will be used to coordinate the navigation of two AUVs to manipulate an object underwater. The performance of the proposed controller was evaluated by numerical simulations and experiments in a semi-Olympic swimming pool and compared with classic and state-of-the-art control strategies regarding trajectory tracking and station-keeping problems. Results have shown that the proposed controller can achieve finite-time convergence of the tracking errors to a practical zero value in the predefined time-base. Results also demonstrated that the convergence time could be arbitrarily selected by the user and achieved by the controller resulting in, as far as the author knows, the first controller with this characteristic for AUVs navigation. The simulations and experiments also showed that the proposed controller outperformed classical and state-of-the-art controllers regarding the Root Mean Square of the tracking errors and energy consumption. Finally, the proposed model-free high-order SMC coordinated two BlueROV2 vehicles in a collaborative manipulation mission without vehicle-to-vehicle communication. Numerical simulation results confirmed that the proposed controller could manage the vehicles to follow a predefined coordinated trajectory to approach, grip, transport, and release an object without communicating with each other.

Doctor of Philosophy In Engineering Science

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN INGENIERÍA DE CONTROL INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA NAVAL VEHÍCULOS SUBMARINOS

COORDINATED CONTROL OF A 6-DOF ROBOTIC MANIPULATOR EMPLOYING VIRTUAL MODELS OF ITS ACTUATORS

Jessica Villalobos (2023, [Tesis de doctorado])

"This study proposes a scheme that combines the model reference control with the internal model control to impose a first-order behavior on the speed control system of direct current motors. This scheme is used as the internal loop to control the position of a model to use it as the reference for the physical motor.

This work also presents an inverse kinematic solution for the UR5 and algorithms to choose angles that do not lead to singularities. These algorithms can be used in independent joint control schemes such as the one proposed in this document."

Internal model control Model reference control Independent joint control Direct current motor UR5 manipulator Inverse kinematics INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS