Restauración ecológica de la laguna de Bojórquez, Benito Juárez, Quintana Roo: 5.2 Supervisión de acciones y desarrollo de herramienta de soporte para generación de escenarios de restauración ecológica

Ariosto Aguilar PEDRO MISAEL ALBORNOZ GONGORA Jorge Laurel Castillo Ruben Morales Jorge Laurel Castillo VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2012, [Documento de trabajo])

Para mejorar las condiciones ambientales de la laguna de Bojórquez, el Gobierno del estado de Quintana Roo gestionó recursos federales para llevar a cabo el proyecto denominado “Restauración ecológica de la laguna de Bojórquez”. En éste se contempla la construcción de una herramienta de soporte para la generación de escenarios de restauración ecológica. Dicha herramienta consiste en la implementación de un modelo hidrodinámico para la caracterización del sistema lagunar en condiciones actuales y de proyecto, con las últimas se pretende dar solución a los problemas que actualmente enfrenta la laguna. De igual manera, se muestran las bases de datos utilizadas, datos adquiridos mediante mediciones sistemáticas, y las simulaciones numéricas del sistema lagunar en condiciones actuales y de proyecto.

Lagunas Restauración ecológica Hidrodinámica Modelos matemáticos Informes de proyectos Laguna de Bojórquez INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Metodología para estimar pérdidas por infiltración en canales de tierra

Methodology to estimate losses by infiltration in soil channels

ADOLFO ANTENOR EXEBIO GARCIA ENRIQUE MEJIA SAENZ VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA (2005, [Artículo])

La baja eficiencia en el uso del agua de riego, parámetro que expresa la magnitud de las pérdidas del agua en los sistemas de riego de México, es de apenas 46 por ciento. Aunado a que en el ámbito técnico no existe una metodología contrastada de campo y de modelación matemática para evaluar la eficiencia de conducción en su componente de pérdidas por infiltración, en este trabajo se desarrolló una metodología basada en la ecuación bidimensional de Richards, para modelar la transferencia del agua en el suelo, con la finalidad de estimar las pérdidas por infiltración en canales de tierra. Para la solución de dicha ecuación, se aplicó el método de elemento finito, multiplicando la ecuación por una función de peso e integrándola, usando el teorema de Green, sobre el dominio de la solución limitada por las condiciones de frontera, y discretizando dicho dominio en pequeños triángulos, que constituyen los elementos finitos. El proceso se simuló y se evaluó utilizando las características geométricas, hidráulicas, hidrodinámicas y operacionales del canal de tierra Antonio Coria, del Distrito de Riego 011 Alto Lerma, Guanajuato, México. Los resultados obtenidos de pérdidas por infiltración son congruentes con las mediciones de campo, por lo que la metodología puede utilizarse en la estimación de pérdidas por infiltración en canales de tierra, y la consideración de dicha variable en la elaboración de los programas de extracción y distribución de agua en los sistemas de riego.

Riego Uso eficiente del agua Modelos matemáticos Infiltración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

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

Sobre la descripción de las transferencias de masa y energía en sistemas de drenaje agrícola con las ecuaciones de Richards y Boussinesq

MANUEL ZAVALA TREJO HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ (2012, [Artículo])

Se analizan dos modelos mecanicistas para simular el funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje agrícola subterráneo; el primer modelo resuelve la ecuación de Richards sobre un dominio bidimensional, usando una condición de frontera tipo radiación no lineal en el perímetro del dren; el segundo modelo aplica la ecuación de Boussinesq con coeficiente de almacenamiento variable en un dominio unidimensional, imponiendo en los drenes condiciones de frontera de radiación fractal. Se evalúa la capacidad de descripción de ambos modelos de simulación, considerando el caso de un acuífero libre somero con recarga vertical nula, obteniéndose que la aproximación basada en la ecuación de Richards proporciona mejores descripciones de los procesos de transferencia de masa y energía que ocurren en los sistemas de drenaje agrícola, y que la ecuación de Boussinesq no puede describir simultáneamente las transferencias de masa y energía descritas con la ecuación de Richards.

Drenaje agrícola subterráneo Modelos matemáticos Flujo de drenaje 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

Solución en diferencias finitas de la ecuación de Boussinesq con porosidad drenable variable y condición de radiación fractal en la frontera

Finite difference solution of the Boussinesq equation with variable drainable porosity and fractal radiation boundary condition

CARLOS ALBERTO CHAVEZ GARCIA CARLOS FUENTES RUIZ MANUEL ZAVALA TREJO FELIPE ZATARAIN MENDOZA (2010, [Artículo])

El drenaje subterráneo es utilizado para eliminar excedentes de agua en la zona radical y suelos salinos para lixiviar las sales. La dinámica del agua es estudiada con la ecuación de Boussinesq, sus soluciones analíticas son obtenidas asumiendo que la transmisibilidad del acuífero y la porosidad de drenable son constantes y que la superficie libre se abate de manera instantánea sobre los drenes. La solución en el caso general requiere de soluciones numéricas. Se ha mostrado que la condición de frontera en los drenes es una condición de radiación fractal y la porosidad drenable es variable y relacionada con la curva de retención de humedad, y ha sido resuelta con el método del elemento finito, que en un esquema unidimensional puede hacerse equivalente al método de diferencias finitas. Aquí se propone una solución en diferencias finitas de la ecuación diferencial considerando la porosidad drenable variable y la condición de radiación fractal.

Drenaje agrícola Hidrodinámica Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Optimizing nitrogen fertilizer and planting density levels for maize production under current climate conditions in Northwest Ethiopian midlands

Kindie Tesfaye Dereje Ademe Enyew Adgo (2023, [Artículo])

This study determined the most effective plating density (PD) and nitrogen (N) fertilizer rate for well-adapted BH540 medium-maturing maize cultivars for current climate condition in north west Ethiopia midlands. The Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT)-Crop Environment Resource Synthesis (CERES)-Maize model has been utilized to determine the appropriate PD and N-fertilizer rate. An experimental study of PD (55,555, 62500, and 76,900 plants ha−1) and N (138, 207, and 276 kg N ha−1) levels was conducted for 3 years at 4 distinct sites. The DSSAT-CERES-Maize model was calibrated using climate data from 1987 to 2018, physicochemical soil profiling data (wilting point, field capacity, saturation, saturated hydraulic conductivity, root growth factor, bulk density, soil texture, organic carbon, total nitrogen; and soil pH), and agronomic management data from the experiment. After calibration, the DSSAT-CERES-Maize model was able to simulate the phenology and growth parameters of maize in the evaluation data set. The results from analysis of variance revealed that the maximum observed and simulated grain yield, biomass, and leaf area index were recorded from 276 kg N ha−1 and 76,900 plants ha−1 for the BH540 maize variety under the current climate condition. The application of 76,900 plants ha−1 combined with 276 kg N ha−1 significantly increased observed and simulated yield by 25% and 15%, respectively, compared with recommendation. Finally, future research on different N and PD levels in various agroecological zones with different varieties of mature maize types could be conducted for the current and future climate periods.

Maize Model Planting Density CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA MAIZE MODELS SPACING NITROGEN FERTILIZERS YIELDS

Biofortification to avoid malnutrition in humans in a changing climate: Enhancing micronutrient bioavailability in seed, tuber, and storage roots

Ana Luisa Garcia-Oliveira Mahalingam Govindaraj Rodomiro Ortiz (2023, [Artículo])

Bioaccessibility and Absorption Biofortified Crop Cultivars Genes and Genetic Markers Nutrient Acquisition Transport and Storage CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA BIOAVAILABILITY ABSORPTION CLIMATE CHANGE GENETIC MARKERS GENETIC ENGINEERING NUTRIENTS TRANSPORT STORAGE

Big data, small explanatory and predictive power: Lessons from random forest modeling of on-farm yield variability and implications for data-driven agronomy

Martin van Ittersum (2023, [Artículo])

Context: Collection and analysis of large volumes of on-farm production data are widely seen as key to understanding yield variability among farmers and improving resource-use efficiency. Objective: The aim of this study was to assess the performance of statistical and machine learning methods to explain and predict crop yield across thousands of farmers’ fields in contrasting farming systems worldwide. Methods: A large database of 10,940 field-year combinations from three countries in different stages of agricultural intensification was analyzed. Random effects models were used to partition crop yield variability and random forest models were used to explain and predict crop yield within a cross-validation scheme with data re-sampling over space and time. Results: Yield variability in relative terms was smallest for wheat and barley in the Netherlands and for wheat in Ethiopia, intermediate for rice in the Philippines, and greatest for maize in Ethiopia. Random forest models comprising a total of 87 variables explained a maximum of 65 % of cereal yield variability in the Netherlands and less than 45 % of cereal yield variability in Ethiopia and in the Philippines. Crop management related variables were important to explain and predict cereal yields in Ethiopia, while predictive (i.e., known before the growing season) climatic variables and explanatory (i.e., known during or after the growing season) climatic variables were most important to explain and predict cereal yield variability in the Philippines and in the Netherlands, respectively. Finally, model cross-validation for regions or years not seen during model training reduced the R2 considerably for most crop x country combinations, while for wheat in the Netherlands this was model dependent. Conclusion: Big data from farmers’ fields is useful to explain on-farm yield variability to some extent, but not to predict it across time and space. Significance: The results call for moderate expectations towards big data and machine learning in agronomic studies, particularly for smallholder farms in the tropics where model performance was poorest independently of the variables considered and the cross-validation scheme used.

Model Accuracy Model Precision Linear Mixed Models CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA MACHINE LEARNING SUSTAINABLE INTENSIFICATION BIG DATA YIELDS MODELS AGRONOMY

Comprehending the evolution of gene editing platforms for crop trait improvement

deepmala sehgal Apekshita Singh SoomNath Raina (2022, [Artículo])

Cas9 Base Editing Prime Editing Epigenome Editing CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CRISPR ABIOTIC STRESS ARABIDOPSIS CROP IMPROVEMENT DNA ELECTROPORATION GENE EDITING RICE WHEAT