Desarrollo de interfaces de electrodos para la detección electroquímica de Bisfenol A: Estudio teórico

JAZMIN DELGADO AVILEZ (2023, [Tesis de maestría])

El bisfenol A (BPA), es un contaminante de origen industrial presente en efluentes y

aguas naturales, que representa un alto riesgo para el entorno ambiental y para la salud humana debido a su inherente toxicidad y su limitada capacidad de degradación. En este contexto, los sensores electroquímicos, generalmente basados en electrodos de carbono, son herramientas fundamentales con el propósito de detectar y cuantificar esta molécula. Sin embargo, estos dispositivos enfrentan desafíos sustanciales derivados de la inactivación electroquímica, un fenómeno atribuido a la formación de una capa aislante o polimerización durante el proceso de detección. La descripción de los mecanismos de reacción BPA/superficie del electrodo puede ser útil para identificar los sitios activos y contribuir a la elucidación del proceso de polimerización.

En esta investigación, se implementó un estudio teórico mediante Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT) con el propósito de analizar con profundidad las interacciones entre el BPA en sus diversos estados de oxidación: oxidada (O), reducida (R) y monoprotonada (r*) y materiales de carbono. A tal efecto, se empleó el grafeno funcionalizado (plano basal, borde tipo silla y zigzag) como modelo representativo de la superficie del electrodo. Finalmente se evalúan las posibilidades de la dimerización del BPA o polimerización sobre varios grupos funcionales. El objetivo principal radica en la detección de grupos funcionales específicos que puedan inducir procesos secundarios, los cuales actúan como obstáculos para la eficaz detección electroquímica del BPA. La información resultante se instituye como un recurso valioso con miras al diseño y la optimización de sensores electroquímicos con un desempeño más robusto y sofisticado.

A continuación, se detalla la sinopsis general de este trabajo describiendo cada capítulo y las etapas involucradas en el estudio del modelo teórico de DFT para el sistema de reacción BPA/superficie del electrodo.

Capítulo 1. Estado del arte tanto de los usos industriales como las implicaciones

ambientales asociadas al Bisfenol A. Una de las problemáticas que se destacan es la necesidad de una detección precisa de esta molécula mediante sensores electroquímicos cuya limitación es la inactivación que presentan. También se describe la justificación del trabajo, así como el uso del modelo computacional, además de los objetivos y la hipótesis del mismo.

Capítulo 2. Descripción de los fundamentos teóricos basados en primeros principios, de la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT), con un enfoque especial en las aproximaciones para desarrollar modelos representativos que optimicen el tiempo de cálculo. Además, se detallan las características de la estructura y la superficie de los materiales de carbono considerados en el proceso de modelado.

Capítulo 3. Detalle del proceso de construcción del modelo de superficie para el estudio de las interacciones BPA/superficie del electrodo, donde se empleó el modelo del plano basal,así como los bordes tipo silla y zigzag del grafeno, con funcionalizaciones que incluyen COOH, OH, éter, epóxido, cetona y terminaciones de hidrógeno.

Bisphenol A (BPA) is a contaminant of industrial origin present in effluents and natural waters. It represents a high environmental and human health risk due to its inherent toxicity and limited degradation capacity. In this context, electrochemical sensors, generally based on carbon electrodes, are fundamental to detecting and quantifying this molecule. However, these devices face substantial challenges from electrochemical inactivation, a phenomenon attributed to forming an insulating layer or polymerization during the sensing process. The description of the BPA/electrode surface reaction mechanisms can be helpful to identify the active sites and contribute to the elucidation of the polymerization process.

In this research, a theoretical study was implemented using Density Functional Theory (DFT) to analyze in depth the interactions between BPA in its various oxidation states: oxidized (O), reduced (R), and monoprotonated (r*) and carbon materials. For this purpose, functionalized graphene (basal plane, saddle edge, and zigzag) was used as a representative model of the electrode surface. Finally, the possibilities of BPA dimerization or polymerization on various functional groups are evaluated. The main objective is detecting specific functional groups that can induce secondary processes, which act as obstacles to the effective electrochemical detection of BPA. The resulting information is a valuable resource for designing and optimizing electrochemical sensors with more robust and sophisticated performance.

The general synopsis of this work is detailed below, describing each chapter and the

stages involved in the study of the theoretical DFT model for the BPA/electrode surface reaction system.

Chapter 1. State of the art of industrial uses and the environmental implications associated with Bisphenol A. One of the problems that stands out is the need for precise detection of this molecule using electrochemical sensors, whose limitation is the inactivation they present. The justification of the work is also described, as well as the use of the computational model, in addition to its objectives and hypothesis.

Chapter 2. Description of the theoretical foundations based on first principles of Density Functional Theory (DFT), focusing on approaches to develop representative models that optimize calculation time. Additionally, the structure and surface characteristics of the carbon materials considered in the modeling process are detailed.

Chapter 3. Detail of the construction process of the surface model for the study of BPA/electrode surface interactions, where the basal plane model was used, as well as the chair- type and zigzag edges of graphene, with functionalizations that include COOH, OH, ether, epoxide, ketone, and hydrogen endings.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Oxidación de fenoles, Teoría de funcionales de la densidad (DFT), electrodos de carbono, desactivación electroquímica, Bisfenol A (BPA). Phenol oxidation, Density Functional Theory (DFT), carbon electrodes, electrochemical deactivation, Bisphenol A (BPA).

“Efecto marzo”: impacto de los nuevos médicos residentes en la salud de los pacientes

Jose Miguel Manrique Velasco (2021, [Tesis de maestría])

Al inicio de los ciclos educativos de los residentes, estos individuos proveen servicios de salud bajo una inadecuada supervisión como un proceso de aprendizaje en el que adquieren nuevas habilidades y conocimientos salud bajo la premisa de “aprender haciendo”, mas la falta inicial de estas expone a los pacientes a una baja calidad de atención que repercute en su salud lo cual no es ético. En consecuencia, la presente tesina evalúa los posibles efectos que tiene la masiva entrada de médicos residentes en México durante el mes marzo. Para lo cual emplea dos métodos con datos administrativos de las Secretaría de Salud. El primero es Diferencias en Diferencias, el cual tiene el objetivo de estimar el contrafactual de forma creíble suponiendo que las características de los individuos son invariantes en el tiempo y que en ausencia de la intervención el grupo de tratamiento seguirá la misma tendencia que el grupo de control. El segundo método es un event study cuyas virtudes son aportar evidencia de una buena identificación del método DID y descomponer el efecto en ventanas de tiempo para analizar como los cambios en el tiempo de la inexperiencia, el burnout, las fallas de coordinación y el learing-by-doing afectan al análisis. Bajo estos diseños se encuentra que hay efectos negativos en la salud de los pacientes a causa de la rotación de residentes los cuales pueden ser explicados por los altos niveles de estrés y cansancio documentados, la falta de práctica real en los procedimientos médicos, la baja supervisión de los residentes y el paradigma educativo de “aprender haciendo”. Además, se observa que estos efectos negativos solo ocurren en las primeras semanas después de la entrada de residentes para después desvanecer su efecto en los meses siguientes, lo cual indica que los residentes logran superar las limitaciones y sobrecarga del trabajo para finalmente otorgar un servicio de salud correspondiente a otros meses.

Patients -- Care -- Effect of residents (Medicine) on -- Mexico -- Econometric models. Public health -- Effect of residents (Medicine) on -- Mexico -- Econometric models. CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

La relación entre el crimen y ciclo económico en México: un enfoque espacial

Ricardo Masahiro Solis Ichien (2021, [Tesis de maestría])

En este trabajo se analiza la influencia del ciclo económico sobre los niveles de crimen en México desde el marco conceptual de la teoría de Cantor y Land (1985), los cuales distinguen el efecto de oportunidad y motivación criminal. Se presenta el análisis para el caso mexicano y se evalúa empíricamente el modelo de Cantor y Land para las 32 entidades federativas con datos trimestrales del 2010 a 2019. Utilizando un modelo econométrico que incorpora la interacción espacial en la tasa de crímenes y en el término de error, así como su rezago temporal, al que se le denomina como modelo espacial autorregresivo con errores autorregresivos de orden 1 (SARAR (1,1)) dinámico, se evalúa el modelo para siete tipos de crímenes: homicidios dolosos, secuestros, extorsiones, robo a negocios, robo a casa-habitación, robo de vehículo y robo a transeúnte. Los resultados muestran que se verifica la teoría de Cantor y Land (1985) para cuatro de los siete tipos de delitos. Los robos analizados se caracterizan como robos de necesidad y robos de especialización. Se encuentra evidencia del comportamiento espacial de la actividad criminal donde algunos delitos tienen un efecto regional y otros se concentran.

Crime -- Effect of business cycles on -- Mexico -- Econometric models. Violence -- Effect of business cycles on -- Mexico -- Econometric models. CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

El impacto de la violencia en los flujos migratorios procedentes de Guatemala

Thania Berenice Hernández Alarcón (2021, [Tesis de maestría])

Con este trabajo buscamos entender cómo la violencia en el lugar de origen de una persona puede motivar su decisión de migrar. La aproximación teórica al fenómeno de la migración sugiere que la provisión relativa de bienes públicos es un factor en el análisis costo beneficio mediante el cual el agente evalúa la rentabilidad de la migración. Desde esta perspectiva, la búsqueda de beneficios pecuniarios, como un mayor salario, es compatible con la búsqueda de beneficios no pecuniarios, como mayores niveles de seguridad. Nos interesamos por evaluar lo anterior para el caso de Guatemala. Sirviéndonos de la variación trimestral de trecientos veintinueve municipios en una ventana de once años buscamos evidencia de que la tasa de migración de personas de origen guatemalteco que buscan empleo en México o Estados Unidos se correlaciona de manera positiva con la tasa de homicidios en sus municipios de origen. Nuestros resultados sugieren que esto se cumple y que aumentos en los niveles de violencia homicida pueden propiciar desplazamientos laborales.

Guatemala -- Emigration and immigration -- Effect of violence on -- Econometric models United States -- Emigration and immigration -- Econometric models. CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

Diseño de redes de conformación de haz para arreglos circulares de antena basadas en estructuras periódicas de radiación coherente

Design of beamforming networks for circular antenna arrays based on periodic coherent radiation structures

Itzel Mota Castañeda (2023, [Tesis de maestría])

La tesis se enfoca en abordar los desafíos en sistemas de comunicación inalámbrica, con el objetivo principal de diseñar redes de conformación de haz eficiente para un arreglo circular de antenas. Esta red debe reducir la dependencia de cambiadores de fase o dispositivos activos y cumplir con patrones de radiación específicos. Para lograr esto, se propone una solución que combina una red de excitación cofasal y una red CORPS cilíndrica. La red de alimentación cofasal, optimizada mediante algoritmos genéticos, demuestra la capacidad de generar un haz de radiación que puede ser escaneado en todo el plano azimutal. Esto se logra aprovechando las propiedades de rotación y simetría del arreglo circular. Además, se alcanza un rendimiento destacado en la supresión de lóbulos laterales, con una reducción significativa de -16 dB en comparación con el caso sin optimizar. Esta mejora en la calidad del haz de radiación es crucial para la transmisión confiable de señales en sistemas de comunicación. La red CORPS cilíndrica presentada en la investigación simplifica la red de alimentación en un 50%. Permite generar una cantidad distribuida de haces en todo el plano azimutal, y la dirección de escaneo de cada haz se ajusta según el número de puertos de entrada. Cada puerto de entrada controla un haz de radiación, lo que simplifica la complejidad del sistema y permite un mayor control sobre los lóbulos laterales. A medida que se aumenta el número de elementos y puertos de entrada en el arreglo, se mejora aún más el rendimiento en la supresión de lóbulos laterales. Esto ofrece la flexibilidad de ajustar el nivel de lóbulos laterales según los requisitos específicos de diseño. La investigación ha demostrado que la combinación de una red de alimentación cofasal optimizada y una red CORPS cilíndrica ofrecen una solución efectiva para la conformación de haz en arreglos circulares de antenas. Esta solución reduce significativamente la dependencia de dispositivos activos, mejora la calidad de la señal y simplifica la operación del sistema. Estos resultados abren oportunidades para futuras investigaciones y prometen mejoras en la industria de las comunicaciones inalámbricas.

This work is focused on the challenges in wireless communication systems, with the main objective of designing efficient beamforming networks for a circular antenna array. This network must reduce the reliance on phase shifters or active devices and meet specific radiation patterns. To achieve this, we propose two possible solutions: a cophasal excitation network and a cylindrical CORPS network. The cophasal feed network, optimized by genetic algorithms, generates a radiation beam that can be scanned in the whole azimuth plane. It is possible by taking advantage of the rotation and symmetry properties of the circular array. Furthermore, we achieve an outstanding performance in sidelobe suppression, with a significant reduction of -16 dB compared to the unoptimized case. This improvement in the quality of the radiation beam is crucial for the reliable transmission of signals in communication systems. The cylindrical CORPS network (presented in this research) simplifies the power network by 50%. It allows the entire azimuth plane to generate a distributed number of beams and adjust the scanning direction of each beam in according to the number of input ports. Each input port controls one radiation beam, simplifying the complexity of the system and allowing greater control over the side lobes. As the number of elements and input ports increases, sidelobe suppression performance is further improved. This proposal offers the flexibility to adjust the level of side lobes based on specific design requirements. Research has shown that the optimization of a cophasal feeder network and a cylindrical CORPS network offers an effective solution for beamforming in circular antenna arrays. This solution significantly reduces dependency on active devices, improves signal quality, and simplifies system operation. These results open up opportunities for future research and promise improvements in the wireless communications industry.

Arreglo circular de antenas, algoritmos genéticos, Red CORPS cilíndrica Circular array of antennas, Genetic algorithms, Cylindrical CORPS network INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES ANTENAS ANTENAS

“Mexico half way of making”: Carlos Chávez and the foundation of the National Institute of Fine Arts (INBA) (1945-1947)

Ana Garduño (2023, [Artículo, Artículo])

I am focusing on the interaction between a cultural agent, Carlos Chávez, and the government elite, related to the circumstances of the enunciation of a public and official organism, INBA (The National Institute of Fine Arts), because I assume that political relations are fundamental to understand a process that endorsed the official culture as an appendage of politics. In spite of its relevance, this subject has not been studied. Based on archival documentation (at the National Archive of Mexico and the archive of INBA) I am examining the cultural policies derived from the foundation of INBA. Due to the current pandemic situation, it was not possible to consult other documental sources. I am formulating that the concept of “high culture” was at the core of a wider conflict between governmental interests and those of representative social actors, and I conclude that this obstacle would have conferred a major political and symbolical importance to the Institute, and consequently, would restrict its budget.

Carlos Chávez INBA Agentes culturales Políticas institucionales Centralización artística HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA Foundation of the National Institute of Fine Arts in Mexico (INBA), Cultural agents Institutional policies Artistic centralization

Study, suspend and optimization a spread of epidemic infections. The dynamic Monte Carlo approach

Gennadiy Burlak (2020, [Artículo])

We study a dynamics of the epidemiological infection spreading at different values of the risk factor β (a control parameter) with the using of dynamic Monte Carlo approach (DMC). In our toy model, the infection transmits due to contacts of randomly moving individuals. We show that the behavior of recovered critically depends on theβ value. For sub-critical valuesβ<βc~0.6, the number of infected cases asymptotically converges to zero, such that for a moderate risk factor the infection may disappear with time. Our simulations shown that over time, the properties of such a system asymptotically become close to the critical transition in 2D percolation system. We also analyzed a next ended system, which includes two additional parameters: the limits of taking on/off quarantine state. It is found that the early quarantine off does result in the irregular (with positive Lyapunov exponent) oscillatory dynamics of infection. If the lower limit of the quarantine off is small enough, the recovery dynamics acquirers a characteristic non monotonic shape with several damped peaks. The dynamics of infection spreading in case of the individuals with immunity is studied too.

Estudiamos una dinámica de la propagación de la infección epidemiológica a diferentes valores del factor de riesgo β (un parámetro de control) con el uso del enfoque dinámico de Monte Carlo (DMC). En nuestro modelo de juguete, la infección se transmite debido a los contactos de individuos que se mueven al azar. Mostramos que el comportamiento de los individuos recuperados depende críticamente del valor de β. Para valores subcríticos β<βc~0,6, el número de casos infectados converge asintóticamente a cero, de modo que para un factor de riesgo moderado la infección puede desaparecer con el tiempo. Nuestras simulaciones mostraron que, con el tiempo, las propiedades de dicho sistema se acercan asintóticamente a la transición crítica en el sistema de percolación2D. También analizamos un sistema extendido, que incluye dos parámetros adicionales: los límites de activación/desactivación del estado de cuarentena. Se encuentra que la cuarentena temprana da como resultado la dinámica oscilatoria irregular (con exponente de Lyapunov positivo) de la infección. Si el límite inferior de la cuarentena es lo suficientemente pequeño, la dinámica de recuperación adquiere una forma característica no monótona con varios picos amortiguados. También se estudia la dinámica de la propagación de la infección en el caso de los individuos con inmunidad.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS optimization of a spread of epidemic infections; dynamic Monte Carlo, numeric simulations.

How a holobiome perspective could promote intensification, biosecurity and eco-efficiency in the shrimp aquaculture industry

Eric Daniel Gutiérrez Pérez RICARDO VAZQUEZ JUAREZ FRANCISCO JAVIER MAGALLON BARAJAS MIGUEL ANGEL MARTINEZ MERCADO GRISEL ALEJANDRA ESCOBAR ZEPEDA Paola Magallón Servín (2022, [Artículo])

"The aquaculture industry faces many challenges regarding the intensification of shrimp rearing systems. One of these challenges is the release of excessive amounts of nitrogen and phosphorus into coastal areas, causing disruption in nutrient cycling and microbial equilibrium, which are important for coastal productivity. Biosecurity within the shrimp rearing systems can also be compromised by disruption to the nutrient fluxes, and as consequence the microbiome of the system. In certain conditions, these changes could lead to the blooming of potentially pathogenic bacteria. These changes in the external microbiome of the system and the constant fluctuations of nutrients can affect the intestinal microbiome of shrimp, which is involved in the growth and development of the host, affecting nutrient absorption, regulating metabolic processes, synthesising vitamins, modulating the immune response and preventing growth of pathogenic bacteria. It has been suggested that specific changes in the intestinal microbiome of Litopenaeus vannamei may be an avenue through which to overcome some of the problems that this industry faces, in terms of health, growth and waste. Recent research, however, has focussed mainly on changes in the intestinal microbiome. Researchers have overlooked the relevance of other aspects of the system, such as the microbiome from the benthic biofilms; zooplankton, plankton and bacterioplankton; and other sources of microorganisms that can directly affect the microbial status of the intestinal and epiphytic communities, especially in rearing systems that are based on intensification and microbial maturation processes, such as a biofloc system. It is therefore necessary to place holobiome studies into context, including the ‘holobiome of the aquaculture system’ (microbiomes that make up the culture system and their interactions) and not only the intestinal microbiome. Thus, we describe factors that affect the shrimp microbiome, the methodology of study, from sampling to bioinformatic workflows, and introduce the concept of the ‘holobiome of the aquaculture system’ and how this enables us to promote the intensification, biosafety and eco-efficiency of shrimp farming. The holobiome perspective implies a greater investment of resources and time for research, but it will accelerate the development of technology that will benefit the development and sustainability of the aquaculture industry."

litopenaeus vannamei, microbiome, intensification, biofloc, holobiome of aquaculture systems CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PRODUCCIÓN ANIMAL NUTRICIÓN NUTRICIÓN

El complejo Xyleborus glabratus - Rafaela lauricola en México: un análisis sobre los costos económicos asociados con la plaga

Luis Gerardo Zapata Barrientos (2020, [Tesis de maestría])

Este trabajo hace una evaluación de los costos económicos asociados con la llegada del complejo ambrosial Xyleborus glabratus – Rafaela lauricola a México. Hay tres objetivos de estudio: realizar una estimación de los efectos de la plaga sobre la industria productora de aguacate, hacer un análisis insumo producto para calcular su impacto indirecto en otras industrias y realizar una evaluación de sus efectos sobre la provisión de servicios ecositémicos en México. Este trabajo concluye que el costo económico de la plaga oscilaría entre 1,352.38 y 4,509.84 millones de pesos para los productores de aguacate y entre 581.09 y 2,905.47 millones de pesos en servicios ecosistémicos. Además, el choque afectaría otras industrias de forma indirecta: proveedores agrícolas en su mayoría. Dichos efectos estarían focalizados en el estado de Michoacán y en los bosques de encino y de encino pino.

Avocado industry -- Effect of agricultural pests on -- Mexico -- Econometric models. Biotic communities -- Effect of agricultural pests on -- Mexico -- Econometric models. CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

Barreras de demanda a la inclusión financiera, un análisis de la ENIF 2018

Karla Isayuvi Amaro Estrada (2021, [Tesis de maestría])

La inclusión financiera es un factor importante en el desarrollo económico global. Existe una gran cantidad de literatura enfocada en el estudio de las barreras de oferta que impiden que las personas tengan acceso a diferentes productos y servicios financieros formales, sin embargo, resulta igualmente importante estimar el efecto que las barreras del lado de la demanda tienen, pues son éstas las que podrían estar afectando la elección de tener un producto financiero o no cuando el acceso esté disponible. Este trabajo hace uso de un modelo Probit para intentar aislar el efecto causal que tiene el Ingreso Anual, la Informalidad Laboral y la Alfabetización Financiera sobre la probabilidad de tenencia de Cuentas, Créditos y AFORES, utilizando datos de la ENIF 2018.

Financial exclusion -- Effect of financial literacy on -- Mexico -- Econometric models. Encuesta Nacional de Inclusión Financiera (2018 : México) CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES