Sobre la descripción de las transferencias de masa y energía en sistemas de drenaje agrícola con las ecuaciones de Richards y Boussinesq

MANUEL ZAVALA TREJO HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ (2012, [Artículo])

Se analizan dos modelos mecanicistas para simular el funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje agrícola subterráneo; el primer modelo resuelve la ecuación de Richards sobre un dominio bidimensional, usando una condición de frontera tipo radiación no lineal en el perímetro del dren; el segundo modelo aplica la ecuación de Boussinesq con coeficiente de almacenamiento variable en un dominio unidimensional, imponiendo en los drenes condiciones de frontera de radiación fractal. Se evalúa la capacidad de descripción de ambos modelos de simulación, considerando el caso de un acuífero libre somero con recarga vertical nula, obteniéndose que la aproximación basada en la ecuación de Richards proporciona mejores descripciones de los procesos de transferencia de masa y energía que ocurren en los sistemas de drenaje agrícola, y que la ecuación de Boussinesq no puede describir simultáneamente las transferencias de masa y energía descritas con la ecuación de Richards.

Drenaje agrícola subterráneo Modelos matemáticos Flujo de drenaje INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Implementación de algoritmos basados en la teoría de grafos en proyectos de sectorización de redes de agua potable

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2011, [Artículo])

Los proyectos de sectorización de redes de agua potable, en proceso en diferentes ciudades mexicanas actualmente, consisten en dividir la red de la ciudad en varias subredes o sectores más pequeños con una o máximo dos entradas de agua por sector. Para diseñar los sectores se emplean modelos de redes de agua potable que revisan si la sectorización propuesta puede funcionar hidráulicamente de manera adecuada. Para los proyectos de sectorización en redes grandes se requieren, sin embargo, facilidades algorítmicas adicionales, como análisis de conectividad, zona de influencia y contribución de cada fuente sobre el consumo. En el presente artículo se discuten eficientes algoritmos de este tipo basados en la teoría de los grafos, implementados en un sistema de cómputo.

Modelos de redes de distribución Redes de distribución de agua Algoritmos sobre grafos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Efectos de interacción suelo-estructura en edificios con planta baja blanda

LUCIANO ROBERTO FERNANDEZ SOLA JAVIER AVILES LOPEZ (2008, [Artículo])

Las estructuras con planta baja flexible son muy vulnerables a la acción de sismos. Esto es debido, principalmente, a la falta de rigidez y resistencia en el piso blando. Las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del RCDF tratan el problema como una condición de irregularidad estructural, limitándose a reducir el factor de comportamiento sísmico que controla las resistencias de diseño. De esta forma se aumenta la capacidad de rigidez y resistencia de toda la estructura, pero no se corrige el contraste que existe entre el piso blando y el resto de los entrepisos. En este trabajo se desarrolló un modelo numérico para estimar la respuesta dinámica de estructuras con planta baja flexible desplantadas sobre suelo blando.

Estructuras flexibles Sismos Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio geotécnico-estructural del comportamiento de los apoyos marginales de los puentes Pigua I, II y III en Villahermosa, Tabasco

José Alfredo González Verdugo Ricardo Andrés Álvarez Bretón MARIA JOSELINA CLEMENCIA ESPINOZA AYALA Amparo Rosario Pérez Salazar JUAN ANTONIO LOPEZ OROZCO (2016, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto fue realizar estudios y análisis en materia de ingeniería geotécnica – estructural para definir, de manera conceptual, la solución a la problemática de los deslizamientos en la margen derecha de los puentes los cuales muestran signos de inestabilidad y ponen en riesgo su operación y la seguridad de los usuarios.

Puentes Mecánica de suelos Estructuras [construcción] Deslizamientos de tierra INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Strategies for dam safety risk management in Mexico

EDUARDO BOTERO JARAMILLO ALEXANDRA OSSA LOPEZ JOSE RAUL FLORES BERRONES (2015, [Artículo])

Actualmente, a nivel mundial, los protocolos de seguridad de presas se basan de manera principal en el entendimiento de las posibles fallas; la evaluación cuantitativa del riesgo; la justificación de los riesgos que se toman (con referencia a las normas aceptadas y buenas prácticas); el catálogo de desempeño histórico de presas; los nuevos criterios y el estado del arte de los diseños; la necesidad de priorizar la investigación; las soluciones a los problemas conocidos; a una mejor comunicación de riesgos para el público, las organizaciones civiles y los que toman las decisiones; y la mejoría de la gestión de riesgos, a través de la definición clara y la asignación de responsabilidades (Bowles, 2013). Además, estos protocolos se aplican de igual forma a los propietarios de las presas, organismos reguladores, compañías de seguros, y empresas de consultoría. Este artículo discute el marco actual para la evaluación de la seguridad de presas en el plano internacional, y propone una metodología específica para la evaluación de las presas existentes en México. También se discute la necesidad urgente de estudiar la posibilidad de retirar las presas que presentan riesgos más allá de lo tolerable y cuya rehabilitación no es rentable.

Seguridad en presas Medición de riesgo Rehabilitación de presas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Fórmulas para el coeficiente de arrastre y la ecuación Navier-Stokes fraccional

PEDRO ANTONIO GUIDO ALDANA JORGE SANCHEZ SESMA MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS (2014, [Artículo])

Se quiere encontrar la relación entre la ecuación de Navier-Stokes fraccional y las fórmulas para el coeficiente de arrastre, como las de Kármán-Schoenherr, Prandtl- Kármán, y Nikuradse. Los cambios de escala producen una renormalización para las ecuaciones de la capa límite, que contiene la hipótesis esencial de la delgadez de dicha capa, y da lugar a una descripción multifractal. Se obtiene una generalización del resultado experimental de Blasius para el factor de fricción. Si se reajustan las relaciones del número de rasgos del multifractal, se infieren las fórmulas, objeto de este estudio, y se las representa como un bi-multifractal, lo que permite un camino analítico para el número de Reynolds crítico y señala a la de Kármán-Schoenherr como la fórmula apropiada para el límite a la derecha de la subcapa viscosa. Los reajustes se traducen en matizar las aproximaciones de la relación entre los números de Euler y Reynolds, o bien en los decaimientos relativos del coeficiente de arrastre. Se aplican los resultados a la descripción de la capa límite turbulenta y a las interacciones entre corrientes y fondos (en ríos, desiertos y huracanes).

Ecuación Navier-Stokes Coeficiente de arrastre Capa límite INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Optimización de los diámetros de las tuberías de una red de distribución de agua mediante algoritmos de recocido simulado

HECTOR SANVICENTE SANCHEZ JUAN FRAUSTO SOLIS (2003, [Artículo])

La determinación de los diámetros de las tuberías en el diseño de menor costo de una red de distribución de agua es un problema con restricciones, fuertemente no lineal, con múltiples óptimos locales, cuyo espacio de soluciones posee muchas regiones no factibles. El algoritmo heurístico de optimización llamado recocido simulado (RS) es un método global que ha sido usado para hacer búsquedas estocásticas en el espacio de soluciones del problema, mejorando el desempeño de otros métodos. Este trabajo propone una formulación penalizada del problema que permite al algoritmo RS, entre otras ventajas, la posibilidad de que la caminata estocástica que efectúa sea menos sinuosa al cruzar regiones no factibles. Este enfoque mejora la eficiencia del algoritmo RS para un mismo nivel de error en relación con su desempeño para una formulación clásica del problema con restricciones.

Redes de distribución de agua Optimización Métodos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Propiedades de transporte en grafeno

MOHAMMED MINIYA (2023, [Tesis de doctorado])

En esta tesis se ha investigado las propiedades de transport y termoelectricidad de

un sistema auto-similar multi-barrera basado en monocapa de grafeno. Este sistema se

construyó escalando la altura de la barrera mediante la proporción áurea y con varias

generaciones. Investigamos las propiedades de auto-similaridad en los espectros y entre

generaciones del coeficiente de transmisión, factor de Fano, conductancia, coeficiente de

Seebeck y factor de potencia. Se calcula el coeficiente de transmisión resolviendo la ecua-

ción de Dirac del grafeno y usando el método de la matriz de transferencia.

Encontramos propiedades de la auto-similardiad en los espectros del coeficiente de

transmisión, las curvas de diferentes generaciones de este último se conectan por lo que llamamos reglas de escalamiento. Estas reglas están en función del número de generación, la altura de las barreras principales y la longitud total del sistema, se establecen como expresiones analíticas generales. Las reglas de escalamiento representa una evidencia de auto-similaridad.

Luego, se ha investigado el factor de Fano en dos tipos de estructuras de potencial

auto-similar en una monocapa de grafeno. Estas estructuras están construidas por el potencial basado en el sustrato y el potencial electrostático. Encontramos que la estructura

potencial auto-similar basada en el sustrato manifiesta un comportamiento auto-similar

en el factor de Fano y la conductancia. Por lo tanto, propusimos reglas de escalamiento

que representan una invariancia de escala entre las generaciones, las alturas de las barreras

principales y las longitudes totales de las estructuras. En particular, reportamos el valor

máximo del factor de Fano para los potenciales electrostáticos auto-similares. Además, se

analizan en términos de generación, alturas de barrera principal y longitudes totales de las estructuras.

En este trabajo, exploramos también las propiedades auto-similares en los efectos

termoeléctricos usando misma estructura mencionada anteriormente. Se ha utilizado el formalismo de Landauer-B ̈uttiker y la fórmula de Cutler-Mott para calcular la conductancia, el coeficiente Seebeck y el factor de potencia. Encontramos el comportamiento

auto-similar y formulamos las reglas de escalamiento.

El uso de la proporción áurea como factor de escalamiento de las alturas de barreras

proporciona nuevas reglas de escalamiento, de hecho es uno de los factores únicos que da

reglas de escalamiento. Además, cambiando los parámetros de geometría de la barrera o

la estructura, afecta el comportamiento auto-similar.

Finalmente, a partir el coeficiente de transmisión y usando formalismo de matriz

de transferencia, se realizó un estudio de estados cuasi-localizados (en sus siglas inglés

(QBSs)), en monocapa de grafeno inducido por barrera simple y doble barrera. Encontramos que las QBSs se localizan dentro de la región de barrera, a energías superiores a

la barrera simple. Además, observamos QBSs en la barrera doble y su posición depende

de la distancia y anchura del pozo entre las dos barreras. La anchura y la altura de la

barrera influyen significativamente en los QBS, mientras que la anchura del pozo influye

en los niveles de energía de resonancia de los QBS en la barrera doble. Curiosamente, los

QBS pueden manipularse en el sistema de grafeno.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Fabrication of PVDF/PMMA Polymer for Sustainable Energy Harvesting .

JOSE RAYMUNDO LEPPE NEREY FERNANDO ZENAIDO SIERRA ESPINOSA MIGUEL ANGEL BASURTO PENSADO JOSE ALFREDO RODRIGUEZ RAMIREZ (2023, [Artículo])

The synthesis of blends that combine properties of two or more polymeric materials is increasingly investigated due to the versatility of the synthesis and its growing potential for many applications, including sustainability. Their characteristics are defined mainly by the synthesis conditions. Therefore, this paper details the synthesis process of easy-to-handle films using mixing method. The procedures and drawbacks found during the preparation of composite films are described. Polymeric compounds formed by the mixture of polyvinylidene fluoride (PVDF) and polymethyl methacrylate (PMMA) are addressed, varying the concentration, and evaluating their impact on the piezoelectric capacity. Films were formed through the spin-coating technique and characterized by optical and holographic microscopes. The results showed that composites with a concentration of 50 wt.% or larger of PVDF in the blend acquire a morphology with a granular appearance, however at lower concentrations they present a homogeneous morphology similar to that of PMMA. A homogeneous distribution of PVDF in the PMMA stands out. However, excessive contents of PMMA are associated to peaks and non-uniformities detected like multicolored regions by digital holography. Controlled strength-strain laboratory tests allowed to evaluate the film blends performance. The results indicate noticeable improvements in voltage output for a composition 70wt% PVDF and 30 wt% PMMA.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Polymer blends, Power generation, Energy harvesting, Piezoelectricity,

Medición y caracterización estocástica de la demanda instantánea de agua potable

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Felipe Arreguin (2003, [Artículo])

Este artículo reporta un estudio de resolución temporal ultra fina del comportamiento real e instantáneo de la demanda de agua potable doméstica. En tres viviendas de diferente nivel socioeconómico de Culiacán, Sinaloa, México, se colocaron micromedidores nuevos, equipados con sensor magnético de impulsos y registradores, todos ellos con la capacidad de registrar el consumo en la vivienda cada segundo. De esta manera se conoció el consumo en las viviendas por segundo durante 101 días. El consumo se presenta en pulsos instantáneos de intensidad y duración aleatorias. Los datos de la medición se procesaron para obtener los parámetros estadísticos de esos pulsos, como duración, intensidad y volumen, con sus valores promedio, desviación estándar, coeficiente de variación y otros. El factor de utilización medio (la relación del tiempo durante el cual hubo uso del agua y el tiempo total de la medición) fue entre 3 y 5%. Estos parámetros posteriormente pueden ser usados en el modelo de pulsos rectangulares de Poisson, de Buchberger y Wu para generar series de consumo para los fines de modelos dinámicos de las redes de agua potable u otros usos. Además, la información obtenida ayuda en una estimación más precisa en la variación de la demanda de agua potable y, en general, para un mejor entendimiento de los patrones reales del consumo doméstico de agua potable.

Consumo doméstico de agua Modelos estocásticos Estimación de parámetros Agua potable INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA