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Control óptimo de un sistema de presas: un enfoque de perturbaciones pequeñas a la solución de programación dinámica estocástica

JAIME COLLADO MOCTEZUMA (1993, [Artículo])

Un número importante de problemas hidrológicos prácticos, entre ellos la optimización de la operación de un sistema de presas, puede formularse mediante programación dinámica estocástica. Sin embargo, un método de solución factible no existe, excepto para problemas con estructura lineal-cuadrática o para sistemas con pocas variables de estado. Este artículo propone un método analítico-numérico a la solución del control óptimo estocástico de malla cerrada. La solución óptima está dada por el control determinístico más un término de corrección que toma en cuenta los efectos de la estocasticidad en una caracterización de segundos momentos. Se supone que dicho término es pequeño en comparación con el control determinístico y se obtiene una solución de perturbaciones pequeñas. Este método puede ser usado como una solución subóptima para problemas donde no es factible usar programación estocástica clásica. Comparaciones con métodos convencionales muestran que el método ofrece resultados muy cercanos al óptimo, incluso cuando la hipótesis de perturbaciones pequeñas es sólo aproximadamente satisfecha. Una ventaja atractiva del método propuesto es que no requiere discretización de las variables de estado ni de las de control, eludiendo el así llamado maleficio de la dimensionalidad.

Presas Modelos estocásticos Análisis numérico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Attribute selection impact on linear and nonlinear regression models for crop yield prediction

JUAN FRAUSTO SOLIS WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2014, [Artículo])

Efficient cropping requires yield estimation for each involved crop, where data-driven models are commonly applied. In recent years, some data-driven modeling technique comparisons have been made, looking for the best model to yield prediction. However, attributes are usually selected based on expertise assessment or in dimensionality reduction algorithms. A fairer comparison should include the best subset of features for each regression technique; an evaluation including several crops is preferred. This paper evaluates the most common data-driven modeling techniques applied to yield prediction, using a complete method to define the best attribute subset for each model. Multiple linear regression, stepwise linear regression, M5' regression trees, and artificial neural networks (ANN) were ranked. The models were built using real data of eight crops sowed in an irrigation module of Mexico. To validate the models, three accuracy metrics were used: the root relative square error (RRSE), relative mean absolute error (RMAE), and correlation factor (R). The results show that ANNs are more consistent in the best attribute subset composition between the learning and the training stages, obtaining the lowest average RRSE (86.04%), lowest average RMAE (8.75%), and the highest average correlation factor (0.63).

Cultivos alimenticios Predicción Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Introducción a los métodos numéricos aplicados a la hidráulica

OSCAR ARTURO FUENTES MARILES Polioptro Martinez-Austria (1988, [Libro])

El libro pretende ser una introducción a los métodos numéricos aplicados a la ingeniería hidráulica, intentando establecer un equilibrio entre la presentación de los métodos y sus aplicaciones. De igual manera, se hace énfasis en su aplicación a la ingeniería hidráulica; con la intención de que el lector sea capaz, en problemas de su práctica profesional cotidiana, de lograr aplicacioens semejantes.

Hidráulica Métodos numéricos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Remoción de arsénico mediante procesos de membrana

César Calderón Mólgora María Laura Quezada Jiménez CARLOS HERNANDEZ YAÑEZ (2012, [Artículo])

Con el objeto de verificar la viabilidad técnica y económica de potabilizar mediante procesos de membrana agua contaminada con arsénico, se llevaron a cabo pruebas de tratabilidad utilizando pilotos de coagulación-microfiltración (C-MF) y de nanofiltración (NF) en un pozo, cuya concentración promedio de arsénico fue de 67 μg/l y la conductividad promedio de 975 μS/cm.

Arsénico Coagulación Membranas Microfiltración Nanofiltración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Caracterización agroclimática de la agricultura protegida para la seguridad alimentaria y su adaptación ante el cambio climático

JORGE FLORES VELAZQUEZ WALDO OJEDA BUSTAMANTE Juan Manuel Angeles RENE LOBATO SANCHEZ MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS (2017, [Documento de trabajo])

Este proyecto tuvo como fin el promover la agricultura protegida, como sistema de producción cuyo uso de recursos se lleva de manera eficiente. La agricultura protegida, es un sistema altamente dependiente de las condiciones climáticas, por ello, entre los insumos básicos para la producción de cultivos en invernaderos, es el clima local. El proyecto fue planteado de lo general a lo particular. Se analiza el clima en el país, se integra información sobre las principales zonas que dedican superficie a la producción de cultivos en ambientes protegidos y los cultivos. En base con esta información, se desarrollan análisis más específicos por región y por cultivo, hasta llegar a plantear un modelo numérico que permita recrear la dinámica del aire en el interior de un invernadero.

Este proyecto tuvo como fin el promover la agricultura protegida, como sistema de producción cuyo uso de recursos se lleva de manera eficiente. La agricultura protegida, es un sistema altamente dependiente de las condiciones climáticas, por ello, entre los insumos básicos para la producción de cultivos en invernaderos, es el clima local. El proyecto fue planteado de lo general a lo particular. Se analiza el clima en el país, se integra información sobre las principales zonas que dedican superficie a la producción de cultivos en ambientes protegidos y los cultivos. En base con esta información, se desarrollan análisis más específicos por región y por cultivo, hasta llegar a plantear un modelo numérico que permita recrear la dinámica del aire en el interior de un invernadero.

Agricultura Seguridad alimentaria Cambio climático INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Consideraciones agronómicas para el diseño de invernaderos típicos de México

Jorge Flores Velazquez WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2015, [Libro])

El despunte de la agricultura protegida, en el mundo, ha puesto de manifiesto, por un lado, las bondades de esta técnica de producción, y por otro, la necesidad de profundizar en la investigación relacionada con los procesos que suceden de manera inherente al desarrollo del cultivo. Los procesos fisiológicos del cultivo, tales como fotosíntesis o respiración son procesos estrechamente relacionados con las condiciones ambientales, las cuales pueden o no ser adecuadas para lograr las mejores cosechas. México es uno de los países que más ha crecido en superficie para cultivar en invernadero. Un aspecto muy importante en un invernadero es el control del clima y uno de los métodos principales para ventilar en invernaderos es el que utiliza las fuerzas de presión y temperatura. El presente trabajo muestra el funcionamiento del sistema de ventilación natural en invernaderos típicos de México usando la dinámica de fluidos computacional.

Invernaderos Diseño Construcción Producción agrícola 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

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,

Seguridad hídrica en tiempos de sequía

JOSE AGUSTIN BREÑA NARANJO (2021, [Artículo])

DOI: doi.org/10.24850/b-imta-perspectivas-2021-14

Niveles mínimos en presas de las regiones centro y noroeste del país, desabasto de agua en varias zonas metropolitanas, así como incendios forestales esparcidos en el territorio nacional han acaparado los titulares en periódicos, revistas y redes sociales. Esto, como resultante de una caída del 30% en la precipitación en lo que va del año con respecto al promedio histórico de la lluvia acumulada durante los primeros cuatro meses del año. Para finales de marzo se estimaba que más del 70% del territorio nacional presentaba algún nivel de sequía, siendo los estados del norte y centro del país las regiones más severamente afectadas, con valores cercanos al 100 % del territorio en estados como Durango, Coahuila, Zacatecas, Sonora y Sinaloa. En estos dos últimos estados, el 80 y 90% de su superficie, respectivamente, se encuentra bajo condiciones de sequía severa y extrema. Ante dichas condiciones, la seguridad hídrica para diferentes sectores se ha visto afectada de manera importante: En la zona metropolitana de la Ciudad de México, la sequía ha impactado los vasos de almacenamiento pertenecientes al Sistema Cutzamala con una disminución del 23% con respecto a las condiciones históricas para estas fechas del año. Mientras tanto, en la zona metropolitana de Guadalajara, más de doscientas colonias de los municipios de Zapopan, Guadalajara y Tonalá han tenido problemas de abastecimiento. Por otro lado, tanto la agricultura de temporal como la de riego ya se están viendo afectadas ante estas condiciones de estrés hídrico en el suelo y en las presas, respectivamente. Se espera también que otros usos consuntivos, como la producción pecuaria y la generación hidroeléctrica, sufran afectaciones de moderadas a severas. En relación con este último sector, se estima que, históricamente, los principales sistemas hidroeléctricos de México han tenido disminuciones de hasta 20% en su producción hidroeléctrica durante años de sequía severa.

Sequías Seguridad hídrica Impacto ambiental 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