Historical use of water resources. Civil works evolution in Zacatecas state

Carlos Bautista-Capetillo Georgia González-Pérez Hiram Badillo-Almaraz (2021, [Artículo, Artículo])

Availability and demand are essential aspects for the human being when planning is made to provide water to the different sectors that may have need of it; still, the demand of suitable volume of water increases day by day, while the supply decreases gradually. In this inverse relationship, anthropogenic and environmental dynamics are decisive to guarantee the needs of the population, specifically due to the climatic transformations evidenced in recent decades. Throughout history, the state of Zacatecas has suffered the ravages of extreme environmental events, mainly those related to drought. Likewise, but on a lesser extent, severe floods have occurred that have caused socioeconomic damage. In this work, the climatic variations of temperature and precipitation and their influence on the evolution of hydraulic systems for the supply of drinking water in the municipality of Nochistlán de Mejía, Zacatecas are analyzed during the period 1930-2015.

drinking water supply historical development of waterworks climate and its transformations Abasto de agua potable desarrollo histórico de obras hidráulicas clima y sus transformaciones CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Colaboración y co-creación de conocimiento para una agricultura sostenible

Jelle Van Loon (2021, [Objeto de congreso])

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA SUSTAINABLE AGRICULTURE AGRIFOOD SYSTEMS FOOD SECURITY CLIMATE CHANGE ADAPTATION

Análisis de la disminución de emisiones de CO2 en el acondicionamiento de un espacio con un sistema pasivo

JULIO CESAR BRITO REYNA (2023, [Tesis de maestría])

En el contexto global de la dependencia de fuentes de energía fósil en el modelo energético actual, la electricidad desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo de las ciudades. Derivado del consumo excesivo de estas fuentes, se genera la presencia de fenómenos como el Cambio Climático, evidenciando así el uso generalizado de sistemas de climatización en edificaciones durante la temporada de verano en áreas geográficas con climas tropicales y cálidos.

El trabajo presenta un estudio comparativo anual de los impactos ambientales de dos sistemas de climatización en un espacio construido previamente: un sistema activo y un sistema pasivo. El estudio se llevó a cabo mediante la simulación de procesos sustentables utilizando el software TRNSYS® y también se evaluaron los indicadores de Calentamiento Global, Agotamiento de la Capa de Ozono y Agotamiento de combustibles fósiles, por mencionar a algunos, utilizando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en el software OpenLCA. Los resultados demuestran una reducción de los impactos ambientales mediante el uso de elementos pasivos en comparación con el uso de dos aires acondicionados y su consumo eléctrico, evitando una huella de carbono de un 98% en su etapa de construcción y hasta en un 100% en su etapa de operación.

Este estudio contribuye al conocimiento sobre la importancia de implementar estrategias de climatización pasiva en edificaciones existentes como una alternativa sostenible y de bajo impacto ambiental. Los hallazgos respaldan la necesidad de promover soluciones más eficientes y respetuosas con el medio ambiente en el sector de la climatización, en línea con la transición hacia un modelo energético más sostenible y la mitigación del Cambio Climático.

In the global context of dependence on fossil fuel energy sources in the current energy model, electricity plays a crucial role in the growth and development of cities. This is evident in the widespread use of air conditioning systems in buildings during the summer season in areas with tropical and warm climates.

This work presents an annual comparative study of the environmental impacts of two cooling systems in a pre-existing space: the active system and the passive system. The study was carried out through the simulation of sustainable processes using the TRNSYS® software, and various indicators such as Global Warming Potential (GWP100a), Ozone Depletion Potential, and Fossil Fuel Depletion were evaluated using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology in the OpenLCA software. The results demonstrate a reduction in environmental impacts through the use of passive elements compared to the use of two air conditioning units and their electricity consumption, avoiding a carbon footprint of 98% during its construction stage and up to 100% during its operational stage

This study contributes to the understanding of the importance of implementing passive cooling strategies in existing buildings as a sustainable and low-impact alternative. The findings support the need to promote more efficient and environmentally-friendly solutions in the cooling sector, in line with the transition towards a more sustainable energy model and the mitigation of Climate Change.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Energía electrica, climatización, sustentabilidad, Cambio Climático Electricity, cooling, sustainability, Climate Change

Agricultura, agua y cambio climático en zonas áridas de México

SALVADOR EMILIO LLUCH COTA JUAN ALBERTO VELAZQUEZ ZAPATA César Nieto Delgado (2022, [Artículo])

"En este artículo se expone cómo a pesar de que la ciencia y la tecnología han permitido aumentar históricamente la productividad agrícola, hoy día existen grandes retos derivados del cambio climático y la crisis global de abastecimiento de agua. Se comentan algunas medidas de adaptación y manejo del recurso agua, con algunas referencias a nuestra realidad nacional, y se argumenta cómo el enfoque de Nexo, que implica la toma de decisiones sobre el uso del recurso agua de forma transectorial, representa una alternativa de adaptación al cambio climático."

Cambio climático, agricultura, agua, Nexo, adaptación Climate change, agriculture, water, nexus, adaptation CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO CLIMATOLOGÍA CLIMATOLOGÍA REGIONAL CLIMATOLOGÍA REGIONAL

Transición de leña a gas licuado a presión (GLP) en el sur de México, oportunidad para la mitigación del cambio climático en la región menos desarrollada del país

Transition from biomass to LP gas in southern Mexico, an opportunity for climate change mitigation in the least developed region in the country

Elio Guarionex Lagunes Díaz María Eugenia González Rosende Alfredo Ortega Rubio (2015, [Artículo])

"En los estados del sur de México, entre un 25% y un 55% de los hogares dependen de la leña para cocinar, lo cual trae consecuencias en el ambiente, el desarrollo y la salud. No obstante, el conocimiento de estas consecuencias y la migración hacia combustibles modernos ha permanecido relegada de las políticas de desarrollo. En este trabajo, partiendo de una descripción del panorama de uso de leña en el país y su importancia como fuente de energía, se presenta una aproximación para estimar ahorros en emisiones de CO2 logrables por la transición a gas licuado a presión (GLP), los cuales pueden alcanzar 3.14 Mt CO2e, 26% menos que el escenario base. Se finaliza con una discusión de la transición hacia combustibles modernos, las barreras que la impiden y los logros y fallos de la distribución de estufas ahorradoras de leña, la principal iniciativa gubernamental para aliviar el consumo de leña en el país."

"Between 25% and 55% of households in southern Mexico depend on biomass for cooking, which carries serious consequences on the environment, development and health. In spite of the knowledge of these consequences, transition from biomass to modern fuels has remained outside energy and development policies. In the present work, after describing the panorama of fuelwood use in the country and its importance as an energy source, an approach is presented for estimating CO2 savings achievable by transition to pressurized liquefied gas (LP). These savings can reach 3.14 Mt CO2e, 26% less than the baseline scenario. At the end we discuss on the transition to modern fuels in Mexico, the barriers that hinder it and the achievements and failures of the distribution of fuelwood saving cookstoves, as the only and most important governmental initiative to alleviate biomass use, comparing it with other priorities in the government's agenda."

Transición energética, cambio climático, política energética. Energy transition, climate change, energy policy. CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO METEOROLOGÍA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Escenarios futuros de eventos extremos de precipitación y temperatura en México

Future changes of precipitation and temperature extremes in Mexico

Ernesto Ramos Esteban (2024, [Tesis de maestría])

Diferentes estudios a escala mundial indican un incremento en frecuencia de eventos climáticos extremos debido al calentamiento global y sugieren que podrían intensificarse en el futuro. El objetivo de este trabajo es analizar los posibles cambios de 12 índices climáticos extremos (ICE) de precipitación y temperatura en 15 regiones de México, el sur de los Estados Unidos y Centroamérica para un período histórico (1981-2010), un futuro cercano (2021-2040), un futuro intermedio (2041-2060) y un futuro lejano (2080-2099). Se utilizó el reanálisis ERA5 como referencia en la evaluación histórica de los modelos climáticos globales (MCG) y para las proyecciones se analizaron los ICE de diez MCG del Proyecto de Intercomparación de Modelos Climáticos, fase 6 (CMIP6), de acuerdo con dos escenarios de Vías Socioeconómicas Compartidas (SSPs), uno de bajas emisiones (SSP2-4.5) y otro de altas emisiones (SSP3-7.0). Los MCG reproducen muy bien los índices extremos de temperatura histórica y los días consecutivos secos, pero subestiman la lluvia promedio y la lluvia extrema en las zonas más lluviosas desde el centro de México hasta Centroamérica. Históricamente, se observaron tendencias positivas de las temperaturas extremas (TXx y TNn) en todas las regiones, pero sólo en algunas regiones fueron significativas, mientras que los índices de lluvia extrema (R95p, R10mm y R20mm) presentaron tendencias negativas, pero pequeñas. Las proyecciones indican que las temperaturas extremas podrían seguir incrementándose en el futuro, desde 2° C hasta 5° C a mitad y final de siglo, respectivamente. La contribución de la precipitación extrema arriba del percentil 95 (R95p) se podría incrementar entre un 10 % y 30 %, especialmente en la región subtropical, mientras que la precipitación podría disminuir en las regiones tropicales. Este estudio es el primero que analiza los cambios futuros de índices extremos del CMIP6 a escala regional (en 15 regiones) de México, el sur de Estados Unidos y Centroamérica.

Global-scale studies indicate an increase in the frequency of extreme weather events due to global warming and suggest that they could further intensify in the future. This study aims to assess potential changes in 12 extreme climate indices (ECI) related to precipitation and temperature in 15 regions in Mexico, the southern United States, and Central America for different periods: a historical period (1981-2010), a near future (2021-2040), an intermediate future (2041-2060), and a far future (2080-2099). The ERA5 reanalysis was used as a reference for the historical evaluation of global climate models (GCMs), and ECI from ten GCMs of phase 6 (CMIP6) from the Coupled Model Intercomparison Project were employed for the projections and examined under two Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) scenarios, one characterized by low emissions (SSP2-4.5) and another representing high greenhouse gas emissions (SSP3-7.0). The GCMs reproduce historical extreme temperature indices and consecutive dry days very well. However, they underestimate average and extreme rainfall from central Mexico to Central America in the wetter areas. Historically, positive trends in extreme temperatures (TXx and TNn) were observed across all regions. However, statistical significance was only present in certain regions, while extreme rainfall indices (R95p, R10mm, and R20mm) exhibited small negative trends. The projections suggest that extreme temperatures could continue to increase in the future, from 2°C to 5°C by the mid and late century, respectively. The contribution of extreme precipitation above the 95th percentile (R95p) could increase by 10% to 30%, particularly in the subtropical regions, while precipitation might decrease in tropical regions. This study is the first to analyze future changes in extreme indices from CMIP6 at a regional scale (across 15 regions) in Mexico, the southern United States, and Central America.

Centroamérica, CMIP6, escenarios SSP, extremos climáticos, intercomparación de modelos climáticos, México Central America, climate extremes, CMIP6, intercomparison of climate models, Mexico, SSP scenarios CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04) OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04)

Contratos inteligentes para la gestión de datos de sensado móvil y vestible para aplicaciones en salud

Smart contracts for mobile and wearable sensing data management for health applications

José Ricardo Cedeño García (2023, [Tesis de maestría])

El aumento en la producción de datos derivado de la adopción de tecnologías móviles y de IoT está revolucionando la salud, pero también plantea importantes retos éticos y de privacidad. Los recientes avances en el aprendizaje automático han resaltado la importancia de recopilar y etiquetar datos correctamente, en especial para fines críticos, como el desarrollo de aplicaciones para cuidados médicos. La recopilación de datos médicos para tareas de aprendizaje automático presenta limitaciones en cuanto a la cantidad, variedad y calidad de las fuentes disponibles. Una forma de abordar este dilema es el uso de Blockchain para la recopilación y el uso de datos de pacientes. El anonimato de una red centralizada permite proteger la identidad del paciente. La estructura formada por nodos permite que la información esté siempre disponible y no dependa de un servidor principal. La inmutabilidad de los registros en la cadena garantiza la trazabilidad inequívoca del flujo de los datos del paciente. Por último, los mecanismos de consenso y recompensa de la red podrían motivar a nuevos usuarios a participar del sensado activo. Presentamos TRHEAD, una arquitectura de referencia basada en la Blockchain para recopilar datos sanitarios, firmar consentimientos, anotar datos y obtener crédito por los mismos, permitiendo a los usuarios rastrear el uso de sus datos, a los científicos rastrear su procedencia y proteger al mismo tiempo la privacidad de los pacientes. Exponemos dos implementaciones de nuestra arquitectura aplicadas a distintas campañas de sensado para comprobar su viabilidad, así como los resultados de su aplicación en estos escenarios y las conclusiones que desprendieron de su análisis. Dado que uno de los objetivos principales de TRHEAD es la recopilación de datos mediante sensado activo para el entrenamiento legal/consciente de modelos de aprendizaje automático, se realizó el entrenamiento de un modelo con los datos obtenidos de la campaña de sensado correspondiente a imágenes de rostros humanos, con el fin de detectar estados de ánimo. Finalmente se discute el papel de TRHEAD en el aseguramiento del trato justo y consciente de la información de los pacientes y el camino por recorrer en el perfeccionamiento de la arquitectura.

The increase in data production resulting from the adoption of mobile and IoT technologies is revolutionizing healthcare, but it also poses significant ethical and privacy challenges. Recent advances in machine learning have highlighted the importance of collecting and labeling data correctly, especially for critical purposes such as deploying healthcare software. Collecting medical data for machine learning tasks presents limitations in terms of the quantity, variety, and quality of available sources. One way to address this dilemma is the use of Blockchain for the collection and use of patient data. The anonymity of a centralized network allows the patient’s identity to be protected. The structure formed by nodes allows information to be always available and not dependent on a main server. The immutability of the records in the chain guarantees the unequivocal traceability of the flow of patient data. Finally, the network’s consensus and reward mechanisms could motivate new users to participate in active sensing. We present TRHEAD, a Blockchain-based reference architecture for collecting healthcare data, signing consents, annotating data and getting credit for it, allowing users to track the use of their data, scientists to track its provenance while protecting patients privacy. We present two implementations of our architecture applied to different sensing campaigns to test their feasibility, as well as the results of their application in these scenarios and the conclusions drawn from those results. Since one of the main objectives of TRHEAD is the collection of data through active sensing for the legal/conscious training of machine learning models, a model was trained with the data obtained from the sensing campaign corresponding to images of human faces, in order to detect moods. Finally, the role of TRHEAD in ensuring the fair and conscientious treatment of patient information and the road ahead in refining the architecture is discussed.

Contratos Inteligentes, Blockchain, Privacidad, Aprendizaje de Máquina Etico, Recopilación Consciente de Datos, Consentimiento, Arquitectura de Referencia Smart Contracts, Blockchain, Privacy, Ethical Machine Learning, Conscious Data Collection, Consent, Reference Architecture INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES INTELIGENCIA ARTIFICIAL INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Offshore wind energy climate projection using UPSCALE climate data under the RCP8.5 emission scenario

MARKUS SEBASTIAN GROSS (2016, [Artículo])

In previous work, the authors demonstrated how data from climate simulations can be utilized to estimate regional wind power densities. In particular, it was shown that the quality of wind power densities, estimated from the UPSCALE global dataset in offshore regions of Mexico, compared well with regional high resolution studies. Additionally, a link between surface temperature and moist air density in the estimates was presented. UPSCALE is an acronym for UK on PRACE (the Partnership for Advanced Computing in Europe)-weather-resolving Simulations of Climate for globAL Environmental risk. The UPSCALE experiment was performed in 2012 by NCAS (National Centre for Atmospheric Science)- Climate, at the University of Reading and the UK Met Office Hadley Centre. The study included a 25.6-year, five-member ensemble simulation of the HadGEM3 global atmosphere, at 25km resolution for present climate conditions. The initial conditions for the ensemble runs were taken from consecutive days of a test configuration. In the present paper, the emphasis is placed on the single climate run for a potential future climate scenario in the UPSCALE experiment dataset, using the Representation Concentrations Pathways (RCP) 8.5 climate change scenario. Firstly, some tests were performed to ensure that the results using only one instantiation of the current climate dataset are as robust as possible within the constraints of the available data. In order to achieve this, an artificial time series over a longer sampling period was created. Then, it was shown that these longer time series provided almost the same results than the short ones, thus leading to the argument that the short time series is sufficient to capture the climate. Finally, with the confidence that one instantiation is sufficient, the future climate dataset was analysed to provide, for the first time, a projection of future changes in wind power resources using the UPSCALE dataset. It is hoped that this, in turn, will provide some guidance for wind power developers and policy makers to prepare and adapt for climate change impacts on wind energy production. Although offshore locations around Mexico were used as a case study, the dataset is global and hence the methodology presented can be readily applied at any desired location. © Copyright 2016 Gross, Magar. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reprod

atmosphere, climate change, Europe, Mexico, sampling, time series analysis, university, weather, wind power, climate, risk, theoretical model, wind, Climate, Models, Theoretical, Risk, Wind CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA

¿Desvinculación o decrecimiento? Un marco analítico para abordar la transición socioecológica desde los estudios urbanos

Jerónimo Aurelio Díaz Marielle (2023, [Artículo])

Artículo número 1 de la Sección Articulos de Investigación.

La transición socioecológica se perfila como un nuevo paradigma científico centrado en las interacciones sociedad-naturaleza y es, al mismo tiempo, la punta de lanza de una nueva agenda urbana y ambiental que no está exenta de contradicciones y dilemas. Con un pie en la divulgación de los conceptos y las metodologías que conforman este paradigma, y con otro en el análisis sociológico de los nuevos ecologismos, el artículo ofrece una revisión de dos corrientes de ecología política que buscan orientar el sentido de la transición: la desvinculación ecológica y el decrecimiento. La primera coloca sus expectativas en el desarrollo tecnológico y el mercado, es favorable al modelo de la ciudad compacta y promueve las llamadas soluciones basadas en la naturaleza. La segunda reconoce el valor de los saberes urbanos vernáculos, pero apela a la descentralización de las urbes y pugna por una reducción equitativa y democrática de los estándares de vida de la población. El artículo concluye que los estudios urbanos (en particular la sociología urbana y la planeación territorial) pueden contribuir a comprender el funcionamiento de los metabolismos urbanos y aportar soluciones a las dificultades que impiden el tránsito hacia una sociedad sustentable, esto es, una sociedad que sea capaz de autolimitarse, ajustando su metabolismo a los ciclos y a los tiempos que requiere la naturaleza para regenerarse.

The socio-ecological transition is emerging as a new scientific paradigm focused on the interactions between society and nature, and at the same time, it is the spearhead of a new urban and environmental agenda. With one foot in the dissemination of the concepts and methodologies that make up this paradigm, and with the other in the sociological analysis of the new environmental movements, the article offers a review of two political ecology forces that seek to guide the direction of the transition: ecological decoupling and degrowth. The former places its expectations on technological development and the market, is favorable to the compact city model and promotes so-called nature-based solutions. The latter recognizes the value of vernacular urban knowledge, but calls for the decentralization of cities and advocates for an equitable and democratic reduction of the population standards of living. The article concludes that urban studies (particularly urban sociology and territorial planning) can contribute to understanding the functioning of urban metabolisms and providing ways to address social inertia regarding climate change.

Cambio climático, metabolismo urbano, planeación territorial. Climate change, urban metabolism, territorial planning. HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA CIENCIAS DE LAS ARTES Y LAS LETRAS ARQUITECTURA URBANISMO

Contrasting spatial patterns in active-fire and fire-suppressed mediterranean climate old-growth mixed conifer forests

Danny L. Fry  (2014, [Artículo])

In Mediterranean environments in western North America, historic fire regimes in frequent-fire conifer forests are highly variable both temporally and spatially. This complexity influenced forest structure and spatial patterns, but some of this diversity has been lost due to anthropogenic disruption of ecosystem processes, including fire. Information from reference forest sites can help management efforts to restore forests conditions that may be more resilient to future changes in disturbance regimes and climate. In this study, we characterize tree spatial patterns using four-ha stem maps from four old-growth, Jeffrey pine-mixed conifer forests, two with active-fire regimes in northwestern Mexico and two that experienced fire exclusion in the southern Sierra Nevada. Most of the trees were in patches, averaging six to 11 trees per patch at 0.007 to 0.014 ha-1, and occupied 27-46% of the study areas. Average canopy gap sizes (0.04 ha) covering 11-20% of the area were not significantly different among sites. The putative main effects of fire exclusion were higher densities of single trees in smaller size classes, larger proportion of trees (≥56%) in large patches (≥10 trees), and decreases in spatial complexity. While a homogenization of forest structure has been a typical result from fire exclusion, some similarities in patch, single tree, and gap attributes were maintained at these sites. These within-stand descriptions provide spatially relevant benchmarks from which to manage for structural heterogeneity in frequent-fire forest types.

article, climate, controlled study, ecosystem fire history, forest structure, geographic distribution, geographic mapping, land use, mathematical computing, mathematical model, Mexico, spatial analysis, taiga, United States, comparative study, conife CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA