Modelación hidráulica de un reactor de electrocoagulación tubular de sección anular

JAVIER DE JESUS CANTO RIOS Alejandra Martín-Domínguez Sara Pérez-Castrejón VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2017, [Artículo])

El presente trabajo se enfoca en el estudio de las pérdidas de carga totales en un reactor de electrocoagulación con flujo a presión y sección transversal anular simple y múltiple, donde esta última característica depende del arreglo de los electrodos. Se presenta el análisis de las pérdidas de carga por cortante y accesorios, las cuales se modelaron utilizando diferentes expresiones empíricas y se compararon con las mediciones realizadas a escala semipiloto. Como resultado del análisis se observó que la ecuación de Bahramir, Yovanovich y Culham (2006) asemeja las pérdidas reales en secciones anulares múltiples, mientras que la expresión propuesta por Davis describe mejor la sección anular simple. Estos resultados permitirán tener herramientas para diseñar reactores de electrocoagulación a escala real.

Electrocoagulación Modelación Pérdidas de carga hidráulica Secciones anulares INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Saneamiento de cuerpos de agua e impacto sobre la emisión de gases de efecto invernadero: primera fase.

Anne M. Hansen DANGELO ANTONIO SANDOVAL CHACON (2019, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto es evaluar experimentalmente y mediante modelación, las cargas externa (CE) e interna (CI) de carbono (C) en un cuerpo de agua. El sitio seleccionado para la realización de esta investigación, es la presa Valle de Bravo. La presa forma parte del sistema Cutzamala que suministra 345 Mm3 de agua potable para uso residencial e industrial tanto a la Ciudad como al Estado de México.

Carbono Gases del efecto invernadero Recursos hídricos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Simulación del escurrimiento directo de eventos en cuencas pequeñas con el modelo Hidras

Antonio Quevedo Tiznado NABIL MOBAYED KHODR CARLOS FUENTES RUIZ Enrique Gonzalez Sosa CARLOS ALBERTO CHAVEZ GARCIA (2016, [Artículo])

El escurrimiento directo es el efecto integrado de la lluvia, intercepción, evapotranspiración, infiltración y el escurrimiento en lámina sobre el terreno, en un punto específico de una cuenca. La conversión de las lluvias a escurrimiento es un proceso complejo que depende tanto de la distribución espacial y temporal de las lluvias como de las características físicas de la cuenca. Este estudio tuvo por objetivo plantear procedimientos para simular el escurrimiento directo a escala de evento en cuencas pequeñas. Como casos de estudio se eligieron dos cuencas experimentales de México con características diferentes en cuanto a tamaño, ubicación, tipo de vegetación, topografía y régimen pluviométrico: río Mixcoac, en el valle de México; y la unidad de escurrimiento Cerro Blanco, en Tabasco.

Hidrogramas sintéticos Modelación hidrológica Calibración de hidrogramas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Ecología Forense: al rescate de los manglares

Diana Jacqueline Cisneros de la Cruz JORGE ALFREDO HERRERA SILVEIRA CLAUDIA TEUTLI HERNANDEZ (2022, [Artículo])

Cuando hablamos de series en la tv, no cabe duda de que las más populares son las de detectives y forenses que resuelven crímenes. Pero ¿ecología forense en manglares? Si, cuando los manglares mueren o se degradan, antes de cualquier intento de rescate, o mejor dicho, de restauración, es fundamental descubrir cuál fue la causa. La ecología forense durante la restauración ecológica de manglares es parte de una estrategia que, además de la cooperación entre diferentes sectores, será fundamental para recuperar diversos servicios que nos brindan los manglares y con ello ser aliados ante el cambio climático.

CAMBIO CLIMATICO CARBONO AZUL ECOSISTEMAS COSTEROS RESTAURACION ECOLOGICA VARIABLES INDICADORAS BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Análisis de la dinámica del monzón de Norteamérica usando modelos globales y regionales

SALVADOR CASTILLO LIÑAN (2021, [Tesis de maestría])

Maestro en Ciencias y Tecnología del Agua - Hidrometeorología) -- Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Coordinación de Desarrollo Profesional e Institucional. Subcoordinación de Posgrado.

El Monzón de Norteamérica (NAM) es un sistema atmosférico intraestacional causante de aproximadamente el 70% de las precipitaciones anuales en el noroeste de México y suroeste de Estados Unidos. Su estudio utilizando modelos numéricos es un reto debido a la compleja dinámica asociada a la abrupta orografía y al contraste térmico océano-continente que contribuyen a su desarrollo durante el verano. A pesar de que la gran mayoría de los modelos globales del experimento CMIP5 (Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados), logran describir el periodo intraestacional de precipitaciones máximas sobre el dominio del NAM y reproducir su variabilidad espacial y temporal, se han identificado sesgos en las simulaciones con respecto a las observaciones y los datos de Reanálisis. Con el propósito de abordar estos sesgos, así como identificar y explicar el inicio-final del monzón, en este estudio se analiza el papel de los mecanismos entre la atmósfera, del continente y el océano, utilizando simulaciones numéricas regionales generadas con el modelo sueco RCA4 (Rossby Centre regional atmospheric model 4), el cual fue forzado con 10 modelos globales del CMIP5.

Monzón de Norteamérica Modelación numérica Precipitaciones INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Comparación entre un modelo hidrodinámico completo y un modelo hidrológico en riego por melgas

Comparison between a hydrodynamic full model and a hydrologic model in border irrigation

LEONID VLADIMIR CASTANEDO GUERRA HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ (2013, [Artículo])

Con el fin de conseguir un manejo más eficiente del agua en la producción agrícola, se llevó a cabo una comparación entre el modelo hidrodinámico completo y el modelo hidrológico en riego por melgas. Para reducir las variaciones, originadas por diferencias en la lámina infiltrada, obtenidas con las ecuaciones de Green-Ampt y de Richards utilizadas en los modelos hidrológico e hidrodinámico completo, se realizó el ajuste del parámetro de succión en el frente de humedecimiento de la ecuación de Green-Ampt; con ello se reproduce el cambio de la lámina infiltrada obtenida con la ecuación de Richards. La comparación se efectuó a partir del análisis de los perfiles de flujo superficial y subsuperficial, que se presentan en el riego, y de la distribución final de la lámina infiltrada.

Hidrodinámica Modelos hidrológicos Modelación hidrológica Riego de superficie INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Pérdidas por intercepción de la vegetación y su efecto en la relación intensidad, duración y frecuencia (IDF) de la lluvia en una cuenca semiárida

ALVARO ALBERTO LOPEZ LAMBRAÑO CARLOS FUENTES RUIZ ENRIQUE GONZALEZ SOSA (2017, [Artículo])

Se cuantifica el componente hidrológico de la intercepción en vegetación semiárida y se evalúa el efecto en la relación

intensidad-duración-frecuencia de la precipitación. La intercepción se determina mediante la simulación de lluvias a diferentes intensidades sobre muestras con cubierta vegetal herbácea; se obtienen los componentes del balance hidrológico, como lámina precipitada, lámina escurrida, lámina almacenada en un espesor de suelo a un contenido de humedad inicial dado y lámina drenada. A partir de precipitaciones máximas, en 24 horas se obtienen las curvas intensidad-duración-frecuencia (IDF) de la precipitación para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años, estableciendo cuatro escenarios con diferentes cubiertas vegetales para evaluar el efecto del componente de la intercepción en dichas curvas.

Balance hídrico Modelación hidrológica Lluvias Simulación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Modelación numérica de la circulación de la bahía de Todos Santos, B.C., México

Efraín Mateos Farfán Gabriela Colorado Ruiz (2017, [Documento de trabajo])

La modelación numérica fue la principal herramienta empleada en este trabajo. Para conocer la dinámica de la bahía de Todos Santos, se realizaron distintas corridas numéricas tanto del océano como de la atmósfera, con el modelo ROMS y WRF respectivamente. Para el caso de la modelación del océano, se incluyeron experimentos para conocer los efectos de baja frecuencia (viento sinóptico y Sistema de la Corriente de California) y altas frecuencias (mareas). En los experimentos realizados se encontró que las bajas frecuencias pueden generar variabilidad, en los campos de velocidad, de tres a cinco días a través de la propagación de una onda baroclínica que viaja desde la región de Punta Banda hasta la boca noroeste de la bahía. Para las altas frecuencias, se encontraron evidencias que la componente M2 de la marea es dominante en la región sur de la bahía, mientras que la brisa marina es importante en la región costera.

Hidrometeorología Modelación númerica CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

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).

Neyman-Scott-based water distribution network modelling

Modelación de redes de agua potable basado en el proceso de Neyman-Scott

VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2012, [Artículo])

Uno de los parámetros más difíciles de estimar al modelar las redes de distribución de agua potable es el del consumo doméstico. Se ha demostrado que este sigue un proceso estocástico posible de caracterizar a través de pulsos rectangulares, con ciertas intensidad, duración y frecuencia de arribo, por medio de esquemas estocásticos como el modelo de pulsos rectangulares de Neyman-Scott (NSRPM). El esquema NSRPM se basa en la solución de un problema de optimización no lineal que involucra momentos teóricos de las series sintéticas (equiprobables) y los momentos observados (mediciones de campo). Se ha publicado la metodología, así como trabajos orientados a la generación de la demanda en los domicilios, sin embargo, no su validación en una red de distribución real, con la conjunción y agregación de las demandas de los domicilios, y su comparación con los métodos tradicionales. En el presente artículo se comparan resultados obtenidos empleando series sintéticas con carácter estocástico, producto del esquema NSRPM aplicado a la determinación de presiones y caudales, con los obtenidos por el método tradicional que utiliza curva de variación horaria de la demanda, y con mediciones de presión y caudal hechas en el sector Humaya, en Culiacán, Sinaloa, México.

Distribución de agua Demanda de agua Consumo doméstico de agua Modelación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA