Simulación del movimiento del aire en un invernadero tipo Venlo

Simulation of air movement in a Venlo-Type greenhouse

JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ ABRAHAM ROJANO AGUILAR FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO MAURICIO CARRILLO GARCIA LAURA ALICIA IBAÑEZ CASTILLO VICENTE ANGELES MONTIEL IRINEO LORENZO LOPEZ CRUZ (2013, [Artículo])

En años recientes se ha observado que los modelos matemáticos basados en las ecuaciones completas de Navier-Stokes representan adecuadamente la ventilación en invernaderos y ofrecen información detallada de la distribución espacial de la masa de aire; sin embargo, resulta muy costosa la adquisición de los permisos de uso de los paquetes de cómputo comerciales por lo que es necesario investigar sobre modelos simplificados con el fin de reducir los costos de los estudios. En este trabajo se simuló la circulación de aire en un invernadero tipo Venlo en diferentes condiciones de ventilación, mediante dos modelos: uno de ellos considera las ecuaciones completas de Navier-Stokes, y el otro resuelve un modelo simplificado de Navier-Stokes en el que no se considera la aceleración convectiva en la ecuación de cantidad de movimiento.

Invernaderos Ventilación natural Método del elemento finito Simulación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Una solución de elemento finito para la transferencia de agua en un sistema de drenaje agrícola subterráneo

Heber Saucedo CARLOS FUENTES RUIZ MANUEL ZAVALA TREJO (2002, [Artículo])

Se ha desarrollado una solución de elemento finito de la ecuación bidimensional de Richards, para describir el movimiento del agua en un sistema de drenaje agrícola subterráneo. La solución de elemento finito ha sido parcialmente validada con una solución analítica exacta de la ecuación de Richards para una columna semi-infinita de suelo sujeta a una condición de flujo constante sobre la superficie del suelo, la cual describe la evolución temporal del perfil de humedad sobre el dren mientras la posición del frente de humedecimiento sea menor que la profundidad del dren. La comparación de los perfiles de humedad en un suelo arenoso y otro arcilloso ha permitido seleccionar un solo paso de tiempo numérico para aproximar la solución exacta en ambos suelos con un error relativo máximo menor de 0.25%. La solución de elemento finito ha sido aplicada para describir el funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje instalado en una parcela agrícola de un distrito de riego ubicado en la zona semiárida del noroeste de México, aceptando la presencia de una superficie de filtración en el dren. El suelo de textura esencialmente arcillosa ha sido caracterizado, desde el punto de vista hidrodinámico, a partir de su curva granulométrica y su porosidad, a partir de una prueba de drenaje en la parcela. La conductividad hidráulica a saturación y un valor característico de la presión se estimaron a fin de minimizar los errores entre el hidrograma proporcionado por la solución y el hidrograma observado experimentalmente. El hidrograma teórico proporcionado, por la solución de elemento finito, describe las características matemáticas, como la presencia de un punto máximo, del hidrograma experimental. Las fases de crecimiento y recesión del hidrograma son igualmente bien descritas por la solución. Esto valida el tratamiento de la condición de frontera en el dren como una superficie de filtración. En consecuencia, la solución propuesta puede ser utilizada tanto para la identificación de parámetros del suelo a partir de pruebas de drenaje como para la descripción del funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje.

Drenaje agrícola subterráneo Funcionamiento hidráulico Método del elemento finito Zonas áridas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Design and finite element analysis of a 3D-printed packaging insert

Diseño y análisis de elemento finito de un inserto paraempaque manufacturado por impresión 3D

Ismael Alejandro Muñoz Salazar ISAIAS EMMANUEL GARDUÑO OLVERA MAYRA DEL ANGEL MONROY (2023, [Artículo])

Packaging inserts play a crucial role in protecting products during transportation. However, their design and production processes often rely on conventional methods limiting equipment capabilities. Moreover, the empirical nature of their design can result in a lack of reliability in the final product. To address these challenges, this study aimed to validate the design of a packaging insert using the finite element method and subsequently create it using 3D printing. The chosen material is a thermoplastic polyurethane (TPU) filament commonly used in fused deposition filament printers for 3D printing. This process demonstrates the feasibility of using 3D printing to create cushioning inserts for packaging and employing finite element analysis to simulate the insert behavior. The main findings of this research highlight the potential benefits of numerical simulation, revealing the areas where the insert is primarily impacted by weight. Furthermore, the forces load and displacement simulation results confirm that the TPU elastic limit (3.9x106 MPa) is sufficient to handle the weight this insert intends to hold. These tools determine the viability of the proposed design for its intended application. Therefore, this study verifies that 3D printing is a reliable option for producing packaging inserts, offering significant advantages over traditional methods. These advantages include increased design flexibility and the ability to create custom inserts on demand.

Los insertos de empaque juegan un papel crucial en la protección de los productos durante el transporte. Sin embargo, sus procesos de diseño y producción a menudo se basan en métodos convencionales que limitan las capacidades del equipo. Además, la naturaleza empírica de su diseño puede resultar en una falta de confiabilidad en el producto final. Para abordar estos desafíos, este estudio tuvo como objetivo validar el diseño de un inserto de empaque utilizando el método de elementos finitos y posteriormente crearlo mediante impresión 3D. El material elegido es un filamento de poliuretano termoplástico (TPU) comúnmente utilizado en impresoras de filamento de deposición fundida para impresión 3D. Este proceso demuestra la viabilidad de utilizar la impresión 3D para crear insertos acolchados para empaques y emplear el análisis de elementos finitos para simular el comportamiento del inserto. Los principales hallazgos de esta investigación destacan los beneficios potenciales de la simulación numérica, revelando las áreas donde el inserto se ve afectado principalmente por el peso. Además, los resultados de la simulación de carga y desplazamiento de fuerzas confirman que el límite elástico de TPU (3.9x106 MPa) es suficiente para manejar el peso que este inserto pretende soportar. Estas herramientas determinan la viabilidad del diseño propuesto para su aplicación prevista. Por lo tanto, este estudio verifica que la impresión 3D es una opción confiable para producir insertos de empaque, que ofrece ventajas significativas sobre los métodos tradicionales. Estas ventajas incluyen una mayor flexibilidad de diseño y la capacidad de crear insertos personalizados bajo demanda.

Tipo de documento: cases studies.

I. Muñoz gratefully acknowledges support from Posgrado de CIATEQ. I. E. Garduño acknowledges support from the Investigadores por México - CONAHCYT program through project No. 674.

Ismael Muñoz: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; project administration; software; investigation; display; draft writing; reviewing and editing. Isaías E. Garduño: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; software; reviewing and editing. Mayra del Ángel Monroy: Conceptualization; supervision; methodology; validation; writing; revision; project management; formal analysis, draft writing: writing reviewing and editing.

Packaging insert Finite element analysis 3D printing Inserto para empaque Análisis por elemento finito Impresión 3D INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Metodología predictiva para el análisis de asiento trasero en pruebas de anclaje de cinturón de seguridad

Predictive methodology for rear seat analysis in seat belt anchorage testings

José Guadalupe Velasco Ortega GIOVANNI VIDAL FLORES (2023, [Artículo])

Se presenta una metodología a seguir para el análisis de un asiento trasero durante la prueba de anclaje del cinturón de seguridad, establecida en la norma FMVSS 210 por sus siglas en ingles Federal Motor Vehicle Safety Standards. Es importante destacar que el cinturón de seguridad reduce el riesgo de lesiones, y en caso de colisión, el cinturón ayuda a distribuir la fuerza del impacto en una superficie más grande es decir la estructura metálica del asiento, lo que se busca es minimizar el riesgo de lesiones graves. La metodología propuesta tiene el fin de predecir el desempeño como función del desplazamiento de la estructura metálica mediante el uso del elemento finito (FEM). En esta metodología, se analiza la menor cantidad de elementos que compone la estructura del asiento con el propósito de reducir el tiempo del análisis, considerando solo los elementos y componentes que tienen mayor efecto con el desempeño del cinturón de seguridad, generando el análisis más rápido y eficiente. Al contrastar los resultados obtenidos a través del análisis mediante elemento finito con las pruebas reales se determinó que el método FEM es eficaz para predecir los puntos débiles de la estructura metálica que influyen en el desplazamiento y/o deformación del asiento durante la prueba.

A methodology is presented for analysis of a rear seat during the Safety Belt Anchorage test established in FMVSS 210 [1], which stands for Federal Motor Vehicle Safety Standards. It is important to note that the safety belt reduces the risk of injury, and in the event of a collision, the belt helps distribute the force of the impact over a larger surface area, namely the metal structure of the seat. The goal is to minimize the risk of serious injuries. The goal of proposed methodology is to predict the performance as a function of displacement of the metal structure by using Finite Element Method (FEM). In this methodology, the minimum number of elements that make up the seat structure is analyzed in order to reduce analysis time, considering only the elements that play and have effect on the performance of the safety belt, thus generating a faster and more efficient analysis. By comparing the results obtained through Finite Element Method with the actual test, it was determined that the FEM method is effective in predicting the weak points of the metal structure that influence the displacement and/or deformation of the seat during the test.

FVMSS 210 Método de elemento finito Asiento trasero Prueba de anclaje Cinturón de seguridad Finite element method Rear seat Anchorage test Seat belt INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Optimización de crimpado en amortiguadores neumáticos por medio de parámetros de diseño usando análisis de elemento finito y método de Taguchi

Javier Acosta Ugalde (2023, [Artículo])

Este trabajo estudia el efecto de los parámetros de diseño que son controlables dentro del proceso de crimpado de amortiguadores neumáticos. Se estudia el efecto en la perdida de presión superficial (PPS) utilizando herramientas de Análisis de Elemento Finito (FEM) y Diseño de Experimentos por medio del método de Taguchi. El objetivo es identificar que niveles de los parámetros minimizan la perdida de presión superficial debido a la disminución de temperatura máxima esperada, al tiempo de robustecer el producto al ser menos sensibles a los factores de ruido. Se consideran tres componentes responsables de la eficiencia en la presión superficial resultante del proceso de crimpado: Anillo de soporte, Anillo de crimpado, y Superficie de crimpado. La variación en la presión superficial y en la perdida de presión superficial dentro de un mismo producto se debe a las propiedades mecánicas de los materiales de estos componentes. Debido a la función que desempeñan los anillos de crimpado y de soporte al ser los responsables de retener la presión en la zona de crimpado, y a las propiedades mecánicas de sus materiales debido a la deformación en frio, este estudio considera como factores de ruido los limites superior e inferior de sus límites de cedencia elástica (Rp0.2), dando como resultado cuatro factores de ruido de acuerdo con sus combinaciones.

Agradecimientos: Se agradece a la empresa Vibracoustic SE, Unidad de negocio de Amortiguadores Neumáticos, por el apoyo técnico para la realización de este proyecto.

Crimpado Analisis de elemento finito Diseño de experimentos Método de Taguchi Presión superficial Límite de cedencia Robusto INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

El municipio como proveedor de servicios públicos en Michoacán: un estudio de la eficiencia a través del análisis de la envolvente de datos (DEA)

Julio César Morán Figueroa (2018, [Tesis de maestría])

Instituto de Investigaciones Económicas y Empresariales. Maestría en Políticas Públicas

The municipal public services are activities carried out by the governments of the municipalities in order to satisfy collective needs. From an economic conception we can understand municipal governments as production units, which make use of their own inputs (resources) to generate a set of outputs (public services) that meet the needs of consumers (inhabitants of the municipality). This process of production of public services has an immediate impact on the quality of life of citizens. For this reason it becomes essential to estimate the efficiency in the use that municipal governments make of public resources to provide basic services of collective interest. The objective of this research is to identify the degree of efficiency of municipal governments in the use of investment expenditure and the cost of personal services in the provision of public lighting services, garbage collection and public safety to citizens of the state of Michoacán in the year 2014. In order to achieve this objective, the Data Envelopment Analysis (DEA) method was used, through which an efficiency frontier was estimated that allowed calculating the efficiency levels of the 113 municipalities of Michoacán to produce public services. An additional benefit of the DEA method is that it generates additional information (slacks variables) to propose to the inefficient municipalities improvement actions based on the results of the efficient municipalities. The results of the model showed that only 22 municipalities (19.47% of the total) had a degree of efficiency of 100% in the management of their resources for the production of municipal public services. From the results, various improvement actions are proposed based on the slacks variables so that the inefficient municipalities improve their policies regarding public services.

Los servicios públicos municipales son actividades que llevan a cabo los gobiernos de los municipios con el fin de satisfacer necesidades colectivas. Desde una concepción económica podemos entender a los gobiernos municipales como unidades de producción, que hacen uso de sus propios inputs (recursos) para generar un conjunto de outputs (servicios públicos) que satisfacen las necesidades de los consumidores (habitantes del municipio). Este proceso de producción de servicios públicos repercute de forma inmediata en la calidad de vida de los ciudadanos. Por tal razón se vuelve imprescindible la medición de la eficiencia en el uso que los gobiernos municipales hacen de los recursos públicos para proveer servicios básicos de interés colectivo. El objetivo de esta investigación consiste en identificar el grado de eficiencia de los gobiernos municipales en la utilización del gasto de inversión y del gasto de servicios personales en la provisión de los servicios de alumbrado público, recolección de basura y seguridad pública a los ciudadanos del estado de Michoacán en el año 2014. Para lograr este objetivo se utilizó el método del Análisis de la Envolvente de Datos (DEA), a través del cual, se estimó una frontera de eficiencia que permitió calcular los niveles de eficiencia de los 113 municipios de Michoacán para producir servicios públicos. Una bondad adicional del método DEA es que genera información adicional (variables slacks) para proponer a los municipios ineficientes acciones de mejora a partir de los resultados de los municipios eficientes. Los resultados del modelo arrojaron que solo 22 municipios tuvieron un grado de eficiencia del 100% en el manejo de sus recursos para la producción de servicios públicos municipales. De los resultados se proponen diversas acciones de mejora a partir de las variables slacks para que los municipios ineficientes mejoren sus políticas en materia de servicios públicos.

CIENCIAS SOCIALES ININEE-M-2018-0659 Método DEA Gobiernos municipales Inputs Outputs

Método de pulso de calor y flujo de savia para medir la transpiración en el cultivo de cacao

Heat pulse method and sap flow for measuring transpiration in cacao

RUTILO LOPEZ LOPEZ WALDO OJEDA BUSTAMANTE ERNESTO ALONSO CATALAN VALENCIA (2013, [Artículo])

Se utiliza el método de pulso de calor para determinar la transpiración en función de la cantidad de agua que fluye dentro del tallo de cultivos perenes como el caso de cacao. Los objetivos del presente trabajo fueron, determinar la transpiración horaria a partir del medidor de flujo de savia y estimar los coeficientes de cultivo (Kc) en las diferentes etapas de desarrollo, para de¬terminar los requerimientos hídricos del cultivo. Se concluye que el método de pulso de calor y flujo de savia estima de manera razonable la transpiración de árboles de cacao y detecta adecuadamente la dirección del flujo. La transpiración en el cultivo de cacao varía de 10 a 40 litros por día, en un árbol de 10 años de edad durante el periodo de requerimiento de riego. Los valores de coeficientes de cultivo Kc estimados con árboles de sombra durante su crecimiento y desarrollo varían de 0.6 a 0.7 en los meses de febrero a mayo, donde se requiere el riego debido al déficit hídrico que se presenta de acuerdo con el balance hidrológico del cultivo.

Cultivos alimenticios Cacao Transpiración Método de pulso de calor INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarrollo de un entorno virtual para operar de forma segura el proceso de desorción utilizando el método HAZOP

MIRIAM NAVARRETE PROCOPIO VICTOR MANUEL ZEZATTI FLORES (2024, [Artículo])

En este trabajo se describe la metodología del desarrollo de un entorno virtual para el monitoreo de la seguridad industrial de un proceso de desorción a escala laboratorio. La metodología HAZOP fue utilizada para la identificación de los riesgos en el proceso de desorción, analizando de manera particular la alimentación del vapor. Los programas de cómputo Blender y Unity fueron utilizados para el desarrollo del entorno virtual y Python y C# para la programación de scripts. Con la interfaz gráfica desarrollada, el usuario pudo establecer las condiciones de operación del proceso de desorción para predecir las situaciones de riesgo y tomar decisiones previo a la operación física del equipo.

This work describes the methodology for the development of a virtual environment to industrial safety monitoring of a desorption process on a laboratory scale. The HAZOP methodology was used to identify risks in the desorption process, specifically the steam feed. The computer programs Blender and Unity were used for the development of the virtual environment and Python and C# for script programming. With the developed graphical interface, the user was able to set the operating conditions of the desorption process to predict risk situations and make decisions before the physical operation of the equipment.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Realidad virtual, Seguridad Industrial, Proceso de desorción, Método HAZOP

Teoría de la catástrofe aplicada en la hidráulica

Polioptro Martinez-Austria GABRIEL ECHAVEZ ALDAPE (1986, [Artículo])

La teoría de la catástrofe es una nueva herramienta matemática que permite el estudio y la descripción de fenómenos con características anómalas de comportamiento como histéresis y discontinuidades. En mecánica de fluidos e hidráulica existen varios casos de flujos con este tipo de comportamiento que, por la carencia de métodos sencillos de análisis, casi no se han estudiado. En este trabajo se presentan los conceptos fundamentales de la teoría de la catástrofe, enfatizando más sus implicaciones físicas que sus antecedentes matemáticos, y se ofrecen ejemplos de fenómenos de interés en hidráulica que pueden describirse mediante geometrías de catástrofe.

Hidráulica Mecánica de fluidos Método descriptivo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación óptima de la precipitación media con el método Kriging

JAIME COLLADO MOCTEZUMA (1988, [Artículo])

En este artículo se presenta el método Kriging; se explica su aplicación para calcular la precipitación media en un área o cuenca y se da especial atención a las hipótesis que conducen a establecer las ecuaciones Kriging, así como a la aplicabilidad de las mismas. Se definen las funciones intrínsecas aleatorias de orden k y se muestra su relación con procesos estacionarios. También se presenta un ejemplo relativo al cálculo de la precipitación media en el estado de Morelos, empleando una función de covariancia generalizada de orden 1 y se dan sugerencias prácticas para aplicar el método Kriging.

Método Kriging Precipitación media Estaciones hidrológicas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA