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Destilación solar tubular una opción para obtener agua potable a partir de aguas salobres para comunidades rurales

Tubular solar distillation: an option to obtain dinking water from saline waters to supply rural communities

ARTURO GONZALEZ HERRERA Sofía Garrido Hoyos (2007, [Artículo])

El objetivo del presente trabajo fue el diseñar un sistema de desalación de fácil instalación y poco mantenimiento, que utilice energía solar para este propósito, pensado para comunidades rurales a nivel familiar y obtener 10 litros del agua potable al día. Los reactores evaluados fueron: un destilador tubular solar (DTS) modificado, un concentrador solar parabólico (CPC) con un DTS acoplado y un destilador convencional de escalera.

Tratamiento del agua Desalación Energía solar Zonas rurales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Control de sistemas usando aprendizaje de máquina

Systems control using machine learning

Jesús Martín Miguel Martínez (2023, [Tesis de maestría])

El aprendizaje por refuerzo es un paradigma del aprendizaje de máquina con un amplio desarrollo y una creciente demanda en aplicaciones que involucran toma de decisiones y control. Es un paradigma que permite el diseño de controladores que no dependen directamente del modelo que describe la dinámica del sistema. Esto es importante ya que en aplicaciones reales es frecuente que no se disponga de dichos modelos de manera precisa. Esta tesis tiene como objetivo implementar un controlador óptimo en tiempo discreto libre de modelo. La metodología elegida se basa en algoritmos de aprendizaje por refuerzo, enfocados en sistemas con espacios de estado y acción continuos a través de modelos discretos. Se utiliza el concepto de función de valor (Q-función y función V ) y la ecuación de Bellman para resolver el problema del regulador cuadrático lineal para un sistema mecánico masa-resorte-amortiguador, en casos donde se tiene conocimiento parcial y desconocimiento total del modelo. Para ambos casos las funciones de valor son definidas explícitamente por la estructura de un aproximador paramétrico, donde el vector de pesos del aproximador es sintonizado a través de un proceso iterativo de estimación de parámetros. Cuando se tiene conocimiento parcial de la dinámica se usa el método de aprendizaje por diferencias temporales en un entrenamiento episódico, que utiliza el esquema de mínimos cuadrados con mínimos cuadrados recursivos en la sintonización del crítico y descenso del gradiente en la sintonización del actor, el mejor resultado para este esquema es usando el algoritmo de iteración de valor para la solución de la ecuación de Bellman, con un resultado significativo en términos de precisión en comparación a los valores óptimos (función DLQR). Cuando se tiene desconocimiento de la dinámica se usa el algoritmo Q-learning en entrenamiento continuo, con el esquema de mínimos cuadrados con mínimos cuadrados recursivos y el esquema de mínimos cuadrados con descenso del gradiente. Ambos esquemas usan el algoritmo de iteración de política para la solución de la ecuación de Bellman, y se obtienen resultados de aproximadamente 0.001 en la medición del error cuadrático medio. Se realiza una prueba de adaptabilidad considerando variaciones que puedan suceder en los parámetros de la planta, siendo el esquema de mínimos cuadrados con mínimos cuadrados recursivos el que tiene los mejores resultados, reduciendo significativamente ...

Reinforcement learning is a machine learning paradigm with extensive development and growing demand in decision-making and control applications. This technique allows the design of controllers that do not directly depend on the model describing the system dynamics. It is useful in real-world applications, where accurate models are often unavailable. The objective of this work is to implement a modelfree discrete-time optimal controller. Through discrete models, we implemented reinforcement learning algorithms focused on systems with continuous state and action spaces. The concepts of value-function, Q-function, V -function, and the Bellman equation are employed to solve the linear quadratic regulator problem for a mass-spring-damper system in a partially known and utterly unknown model. For both cases, the value functions are explicitly defined by a parametric approximator’s structure, where the weight vector is tuned through an iterative parameter estimation process. When partial knowledge of the dynamics is available, the temporal difference learning method is used under episodic training, utilizing the least squares with a recursive least squares scheme for tuning the critic and gradient descent for the actor´s tuning. The best result for this scheme is achieved using the value iteration algorithm for solving the Bellman equation, yielding significant improvements in approximating the optimal values (DLQR function). When the dynamics are entirely unknown, the Q-learning algorithm is employed in continuous training, employing the least squares with recursive least squares and the gradient descent schemes. Both schemes use the policy iteration algorithm to solve the Bellman equation, and the system’s response using the obtained values was compared to the one using the theoretical optimal values, yielding approximately zero mean squared error between them. An adaptability test is conducted considering variations that may occur in plant parameters, with the least squares with recursive least squares scheme yielding the best results, significantly reducing the number of iterations required for convergence to optimal values.

aprendizaje por refuerzo, control óptimo, control adaptativo, sistemas mecánicos, libre de modelo, dinámica totalmente desconocida, aproximación paramétrica, Q-learning, iteración de política reinforcement learning, optimal control, adaptive control, mechanical systems, modelfree, utterly unknown dynamics, parametric approximation, Q-learning, policy iteration INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES INTELIGENCIA ARTIFICIAL INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Análisis preventivos de variables para la industria cerámica con base en la metodología de análisis a modo y efecto de falla (FMEA method)

Preventive analysis of variables for the ceramic industry based on the failure mode and effect analysis (FMEA method)

Rigel Hugo Carreón Reyes Juan Carlos Neri Guzmán (2023, [Artículo])

El presente estudio indica de una forma tangible la aplicación de la herramienta FMEA (Failure Mode And Effects Analysis -por sus siglas en inglés) en la aplicación de fabricación de cerámica sanitaria, en donde se evalúan las variables que están relacionadas con el proceso de diseño, procesamiento de piezas cerámicas y de su relación existente para poder alcanzar los requisitos normativos y que estos a su vez sean alcanzables. Dentro del estudio se presenta el análisis y elaboración de la matriz riesgos en modo de fallas, así como una serie de definiciones estadísticas con las cuales son evaluados los procesos de fabricación, así como la explicación clara de la metodología FMEA en donde se indica la adecuación de estos conceptos a este tipo de manufacturas (cerámica sanitaria). Este trabajo también describe a través del estudio de caso de las variables una metodología que detalla los conceptos básicos tales como severidad, detección y ocurrencia combinando el desarrollo de tablas parametrizadas y / o acopladas al tipo de proceso de manufactura cerámica .En los resultados que se obtienen se observa la disminución de la incertidumbre hasta de 85% en los valores de RPN y una mejora en el cpk >1,33 como índice de calidad los riesgos o incertidumbres disminuidos son de forma numérica a través de la comprobación de nuevas acciones y el reanálisis de los conceptos de ocurrencia y detección derivados de la implementación de acciones. Las conclusiones indican como una herramienta adecuada el uso de FMEA para el campo de aplicación de la manufactura de cerámica sanitaria.

The present study indicates in a tangible way the application of the FMEA tool (Failure Mode and Effects Analysis) in the application of sanitary ceramic manufacturing, where the variables that are related to the process of design, processing of ceramic pieces and their existing relationship are evaluated in order to achieve the regulatory requirements and that these in turn are achievable. The study presents the analysis and elaboration of the risk matrix in failure mode as well as a series of statistical definitions with which the manufacturing processes are evaluated as well as the clear explanation of the FMEA methodology (failure mode and effects analysis) where the application and adequacy of these concepts to this type of manufactures (sanitary ceramics) is indicated. This paper also describes through the case study of the variables a methodology that details the basic concepts such as severity, detection and occurrence combining the development of parameterized tables and / or coupled to the type of ceramic manufacturing process. In the results obtained, the decrease in uncertainty of until 85% in the values of RPN and an improvement in the cpk >1.33 as a quality index, the risks or uncertainties decreased are numerically through the verification of new actions and the reanalysis of the concepts of occurrence and detection derived from the implementation of actions. The conclusions indicate as an appropriate tool the use of FMEA for the field of application of the manufacture of sanitary ceramics.

AMEF (Análisis de Modo de Efecto y Falla) Productos cerámicos Cerámica sanitaria Procesos cerámicos Severidad Detección Ocurrencia FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) Ceramic products Standard ASME Sanitary ceramic Ceramic processess INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Uso de energía renovable con tecnología propia para su aplicación en el subsector agrícola

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA César Calderón Mólgora Olga Xochitl Cisneros Estrada (2012, [Documento de trabajo])

Antecedentes – Objetivos – Resultados: Desarrollo tecnológico para la desalación de agua salobre con generación híbrida de paneles solares y aerogeneradores; Desarrollo tecnológico para bombeo con energía fotovoltaica y eólica, empleando tanques elevados. 

Energía no convencional Tecnología apropiada Desalación Abastecimiento de agua CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Desalinización de agua subterránea salobre mediante energía solar para aplicaciones de riego agrícola en zonas rurales

ULISES DEHESA CARRASCO José Javier Ramírez Luna Pedro Rivera Ruiz Eduardo Venegas Reyes (2019, [Documento de trabajo])

RD1718.6

El objetivo del presente proyecto se enfoca en el estudio de la factibilidad del uso de la nanofiltración u osmosis inversa de baja presión, alimentada con energía solar fotovoltaica para el tratamiento de agua subterránea salobre destinada al riego agrícola en zonas rurales del estado de Zacatecas, México, donde la salinidad de los mantos acuíferos sub-superficiales limita las actividades agrícolas.

Riego Desalación Nanofiltración Ósmosis inversa Energía solar Estudios de factibilidad INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

La deserción en la educación media superior en Hermosillo: el caso de la educación profesional técnica: CONALEP

MARIA FERNANDA LOPEZ BORBON (2014, [Tesis de maestría])

La educación media superior (EMS) en México es el grado de estudio en el que los jóvenes recién egresados de secundaria, en edad típica de 15 a 17 años, ingresan para adquirir competencias académicas medias con dos objetivos principales: el primero de ellos es continuar con los estudios superiores y, el segundo, con el fin de capacitarse para su inserción en el mercado laboral. La oferta actual de la EMS según el Instituto Nacional para la Evaluación Educativa (INEE) (2012), son los modelos educativos: bachillerato general, bachillerato tecnológico y profesional técnico.

La problemática primordial que acontece en la actualidad en el nivel medio superior es el alto índice de deserción escolar que presenta, mostrando a nivel nacional un abandono del 14.9% específicamente durante el ciclo escolar 2010-2011. En el estado de Sonora se exponen cifras de deserción escolar que se asemejan a las presentadas a nivel nacional, revelando un abandono del 14.4% durante el mismo período (INEE, 2011). Sin embargo, el modelo educativo que destaca en cuanto a abandono escolar en Sonora y a nivel nacional es el profesional técnico, precisamente el subsistema que se atiende en la presente investigación.

Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio es conocer y analizar los factores que se involucran en el abandono escolar de los jóvenes del modelo de profesional técnico en Hermosillo Sonora, así como también indagar en las trayectorias laborales y de vida de los jóvenes a partir de su deserción de dicho modelo educativo.

La metodología empleada para atender tal objetivo fue de tipo cualitativa y cuantitativa. La primera fue pertinente para la comprensión del fenómeno de deserción escolar a través de entrevistas en profundidad ejecutadas a desertores, padres de familia de éstos, estudiantes y personal institucional de la institución seleccionada, ésta fue el CONALEP III Plantel Hermosillo; el principal motivo de selección fue la gran deserción escolar que presenta esta escuela, particularmente en el trayecto del primero al segundo semestre.

La metodología cuantitativa se requirió para tres funciones: atender los estudios previos que expresan las principales estadísticas acerca del abandono escolar en México, para exponer los índices de deserción, reprobación y eficiencia terminal a nivel nacional y en Sonora, y por último, para realizar un análisis cuantitativo de la problemática observada en CONALEP III Plantel Hermosillo.

Los referentes teóricos seleccionados para el sustento de la información obtenida en el trabajo empírico son tres: “turning point” de Guerrero (2008), el cual se refiere a modificaciones importantes en la trayectoria de vida de los individuos a partir de un punto de quiebre; “trayectorias regresionales” de Velázquez (2007), este referente permite definir el tipo de trayectoria que experimentan los jóvenes a partir del abandono escolar; y por último, “acumulación de desventajas” de Saraví (2009), el cual determina la vulnerabilidad de los jóvenes ante la deserción escolar mediante el análisis de las condiciones previas de éstos.

Los principales resultados obtenidos del análisis del trabajo de campo y de los referentes teóricos anteriormente planteados arrojaron que: los factores que intervienen en la deserción escolar en CONALEP III varían entre hombres y mujeres. En el caso de los hombres, la reprobación tuvo lugar en su mayoría como consecuencia de la precariedad económica en el hogar de dichos jóvenes. No obstante, para las mujeres las causas principales de su deserción escolar fueron: los problemas económicos y los embarazos inesperados.

Las trayectorias de vida de los jóvenes a partir del abandono también variaron según el sexo, dejando claro que son las mujeres las más vulnerables ante la deserción escolar, ya que la mayoría de ellas carecen de una trayectoria laboral estable y se han encargado primordialmente del cuidado de sus hijos, quienes en su totalidad son madres. Por otro lado, a pesar de que son pocos los hombres que retomaron sus estudios medios a partir de su abandono de CONALEP III, la mayoría de ellos cuenta actualmente con un empleo formal que les permite solventar sus gastos y, aquellos jóvenes que retomaron sus estudios medios y concluyeron satisfactoriamente han comenzado a estudiar la educación superior, al contrario de las mujeres, quienes no presentaron dicha característica.

CIENCIAS SOCIALES Deserción escolar Educación media superior Estudiantes Educación técnica

Detección de la tendencia local del cambio de la temperatura en México

RENE LOBATO SANCHEZ MIGUEL ANGEL ALTAMIRANO DEL CARMEN (2017, [Artículo])

Registros de temperatura indican que tres de cada cuatro estaciones climáticas evaluadas en México señalan un calentamiento en el periodo 1950-2013, tomando como referencia al periodo base 1961-1990. Después de un análisis completo de registros climáticos en México, se determinó que solamente 112 registros cumplen con la calidad y estándares requeridos para el presente estudio, de ahí se seleccionó, de forma aleatoria, un subconjunto de 20 estaciones con tendencia positiva, representativas de entornos rurales y urbanos, distribuidas en las regiones de México. Se identificó que el periodo más reciente de calentamiento intenso inicia por lo general a mediados de la década de 1970, lo cual es congruente con la señal identificada por el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático para la temperatura media global. En las zonas rurales se observa un desfase de hasta 10 años en el inicio del periodo reciente de calentamiento en comparación con zonas urbanas para una misma región del país. El calentamiento y la diferencia entre periodos cálidos y fríos son mayor, regularmente, en áreas urbanas en comparación con las rurales.

Cambio climático Temperatura ambiental Determinación México CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable

Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000, [Artículo])

Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelo hidráulico para redes de agua potable con tomas domiciliarias

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2002, [Artículo])

Se presenta un modelo de simulación hidráulica para redes de agua potable en el cual se incluyen elementos que no se toman en cuenta actualmente, como las tomas domiciliarias, los tubos de distribución con gasto espacialmente variado y la red secundaria, resolviendo el número de ecuaciones que sería necesario plantear en un modelo convencional mediante un procedimiento indirecto para la solución de grandes sistemas de ecuaciones. En las tomas domiciliarias se considera que su funcionamiento depende de las presiones y la forma en que los usuarios operan las llaves de las mismas. Este planteamiento permite conocer mejor el funcionamiento de las redes de abastecimiento de agua potable y solucionar problemas que requieren de una simulación hidráulica más precisa, como el comportamiento de la calidad del agua, las fugas en las redes y la influencia reguladora de los tinacos de las casas.

Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Tomas domiciliarios Tubos a presión INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Comparación de metodologías de análisis de declinación de la productividad en pozos

ALFONSO ARAGON AGUILAR GEORGINA IZQUIERDO MONTALVO (2014, [Artículo])

Se presentan aplicaciones y resultados de dos de los diversos métodos existentes para el análisis de declinación de la producción: a) método gráfico de ajuste por medio de curvas-tipo y b) método de normalización de flujo. Los valores obtenidos representan propiedades de los cuatro pozos productores analizados. Extendiendo la aplicación del método a cuando menos el 75% de pozos de cada campo es posible caracterizar los yacimientos. El diagnóstico general del comportamiento de la producción a partir del flujo másico y presión contra el tiempo, aplicado en este trabajo, se puede sugerir como una metodología confiable al inicio del análisis completo.

Declinación de la producción Ritmo de declinación Recuperación esperada Vida operativa INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA