Contribución de las energías renovables en el desarrollo rural de México

ERIKA ROMAN MONTES DE OCA ALEJANDRO GARCIA FLORES (2023, [Artículo])

Este artículo presenta los resultados de una investigación sobre el uso e impacto de las energías

renovables en el desarrollo rural de México. Se encontró que se han financiado diversos proyectos para incluirlos en actividades de producción agrícola y para alumbrado de comunidades rurales; sin embargo, de acuerdo con el reporte de los objetivos de desarrollo sustentable, aún hay muchos retos que afrontar. Lograr que 100 por ciento de la población rural mexicana cuente con energía propiciaría una mejora en las condiciones de vida.

This paper presents the results of a piece of research on the use and impact of renewable energies in rural development in Mexico. It was found that various projects have been financed to be included in agricultural production activities and for the lighting of rural communities; however, according to the report of the sustainable development goals, there are still many challenges to face. Ensuring that 100% of the Mexican rural population has energy would lead to an improvement in living conditions.

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS energía; pobreza; bienestar

Energía limpia del agua sucia: aprovechamiento de lodos residuales

GABRIELA MANTILLA MORALES Luciano Sandoval Yoval MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS JAVIER ALEJANDRO NAVARRO FRANCO ALBERTO ESQUIVEL SOTELO César Calderón Mólgora (2017, [Libro])

El aprovechamiento del agua residual y sus subproductos cada vez es más relevante, ya que representa una oportunidad impulsar el desarrollo sustentable: no solo se evita la contaminación de los cuerpos receptores, sino que genera una sinergia que permite alcanzar lo que se denomina un círculo virtuoso en el aprovechamiento de los recursos. Se busca crear mayor conciencia para reducir y reutilizar las aguas residuales que se generan por todas las actividades que lleva a cabo el ser humano para garantizar su supervivencia, bienestar y calidad de vida. Este libro presenta los resultados de los esfuerzos conjuntos de la Secretaría de Energía y del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, para determinar el potencial de generación de energía eléctrica a partir de lodos residuales de plantas de tratamiento municipales.

Fuentes de energía no contaminante Lodos residuales Plantas de tratamiento INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Uso eficiente del agua y la energía en sistemas de bombeo

WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2000, [Libro])

Tabla de contenido: 1. Caracterización de los suelos con fines de riego – 2. El agua en el suelo – 3. Indicadores de riego – 4. Calendarización del riego – 5. Tecnificación del riego – 6. Sistemas de riego – 7. Sistemas de riego presurizado – 8. Descripción de una bomba centrífuga – 9. Evaluación del equipo de bombeo – Bibliografía.

1. Caracterización de los suelos con fines de riego – 2. El agua en el suelo – 3. Indicadores de riego – 4. Calendarización del riego – 5. Tecnificación del riego – 6. Sistemas de riego – 7. Sistemas de riego presurizado – 8. Descripción de una bomba centrífuga – 9. Evaluación del equipo de bombeo – Bibliografía.

Riego Uso eficiente del agua Uso eficiente de la energía INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

CARACTERIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE GERMOPLASMA SILVESTRE DE Jatropha curcas L. (EUPHORBIACEAE) EN EL NOROESTE DE MÉXICO

CHARACTERIZATION AND DISTRIBUTION OF WILD GERMPLASM Jatropha curcas L. (EUPHORBIACEAE) IN THE NORTHWEST OF MEXICO

NIDIA ARAIZA LIZARDE MIGUEL ANGEL ANGULO ESCALANTE TEODORO REYNOSO GRANADOS MARIA MAGDALENA ORTEGA NIEBLAS Lilia Alcaráz Meléndez Pedro Cruz Hernández (2016, [Artículo])

"Se estudiaron tres poblaciones silvestres de Jatropha curcas L. en la región sur y centro de Sinaloa en los sitios de Estación Dimas, La Campana y El Quelite. Los objetivos fueron caracterizar morfológicamente las plantas y semillas, evaluar la relación de las variables morfológicas con los factores ambientales y analizar el potencial de distribución de las especies en Sinaloa considerando los factores ambientales registrados en los sitios de estudio. En cada sitio de estudio se realizó el conteo del número de individuos/m2 y se midió la altura, el diámetro de copa, el diámetro basal y el número de ramas. De cada sitio se obtuvo también el número de semillas por kilogramo, color, peso, longitud y ancho de la semilla. La altura de las plantas estuvo en un intervalo de 2.25 a 4.59 m, el diámetro de la copa fue de 2.24 a 4.48 m, el diámetro basal de 18.75-24.81 cm y el número de ramificaciones de 2 a 4. No se observaron diferencias significativas entre las características morfológicas de las plantas de Estación Dimas y el Quelite pero sí con respecto a La Campana. En ambos sitios se observó que la altura de las plantas fue favorecida cuando la temperatura y velocidad del viento fueron menores, y cuando la precipitación y humedad relativa fueron mayores. Las dimensiones de las semillas fueron, ancho 7.41 a 7.9 mm y longitud de 15.1 a 15.9 mm. La humedad de las semillas fue de 3.57 a 4.21%, y el color de las semillas fue de 60.80 a 65.64°Hue. La mayor densidad de individuos se encontró en Estación Dimas (21 ind/ha), pero la utilización del campo con fines agrícolas que se encuentra cercana a este ecotipo amenaza al desarrollo de la vegetación silvestre de este sitio. Por lo que el germoplasma de las poblaciones en estudio puede ser útil para elaboración de planes y manejos de conservación de la especie, además constituye una alternativa para el establecimiento de cultivos en el estado con especies propias de la región y, posiblemente, para otras regiones del país. Por otro lado, se observó que la especie tiene un alto potencial de distribución en el estado de Sinaloa principalmente en los municipios de Sinaloa de Leyva, Guasave, Guamúchil, Culiacán, Elota, San Ignacio, Mazatlán, Villa Unión, Concordia y Escuinapa."

"Three wild populations of Jatropha curcas in the central and southern parts of Sinaloa were studied; Estación Dimas, La Campana, and El Quelite. The objectives were to characterize plants and seeds morphologically to assess the relationship between morphologica traits and environmental factors and the potential distribution of the species considering environmental factors from the study sites. All individuals/m2 and number of branches were counted, and height, diameter of cup, and basal diameter were measured. The number of seeds per kilogram was obtained, as well as color, weight, and seed length and width. Plant height ranged from 2.25 to 4.59 m; the crown diameter from 2.24 to 4.48 m; basal diameter from 18.75 to 24.81 cm; and branch number 2 to 4. No significant differences were found in morphological characteristics between plants from Estación Dimas and El Quelite but those from La Campana were significantly smaller. Plant height was favored in sites with lower temperature, altitude, and wind speed, and with higher precipitation and relative humidity. Seed length ranged from 7.41 to 7.9 mm and seed width from 15.1 to 15.9 mm. Seed moisture ranged from 3.57 to 4.21%. The seed color ranged from 60.80 to 65.54° Hue. The highest tree density was found in Estación Dimas (21 ind/ha), but agricultural practices threatens the vegetation in this site. The species has a high potential for distribution in the southern and central parts of the state. Germplasm from the studied populations may be useful for plans and management for species conservation; they also constitute an alternative to the establishment of crops in the state of Sinaloa with typical species of the region and possibly other regions of the country. Moreover, it was observed that the species has a high potential for distribution in the state mainly in the municipalities of Sinaloa de Leyva, Guasave, Guamuchil, Culiacan, Elota, San Ignacio, Mazatlan, Villa Union, Concordia, and Escuinapa."

densidad, distribución, semilla density, distribution, seed BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) SEMILLAS SEMILLAS

Indicadores de estrés y desempeño biológico de juveniles de lobina rayada (Morone saxatilis) en agua marina: efecto de la densidad de cultivo y color del tanque

Stress indicators and biological performance of striped bass (Morone saxatilis) juvenile in seawater: effect stock density and tank color

DENISE ENCARNACION MAYORAL NORIEGA (2023, [Tesis de maestría])

Existen factores ambientales de naturaleza física, química o biológica que afectan directamente la alimentación de los peces. Por ejemplo, las altas densidades de cultivo pueden generar estrés en los organismos, resultando en la merma del consumo de alimento y por ende su crecimiento. Sin embargo, algunas especies toleran altas densidades formando un grupo o cardumen que les confiere un mejor desempeño. Otro factor que afecta el comportamiento de algunas especies es la coloración de los tanques de cultivo; demostrando la necesidad de utilizar tanques con un entorno físico adecuado para la especie a cultivar. Actualmente, M. saxatilis se produce en tanques en laboratorio y se engorda en jaulas marinas en Baja California; así que existe un gran interés por mejorar su crecimiento y eficiencia alimenticia. Por ello, el objetivo de esta investigación fue evaluar tres densidades de cultivo (alta: 6.2 kg·m-3, media: 3.1 kg·m-3 y baja: 1.5 kg·m-3) y dos colores de tanque (azul celeste y negro) en el crecimiento, supervivencia, utilización del alimento, índices corporales y concentración de cortisol y glucosa de juveniles de lobina rayada en agua marina para su mantenimiento en laboratorio durante nueve semanas. Los resultados demostraron que los organismos obtuvieron el mayor crecimiento en peso en la densidad media, indistintamente del color del tanque. Asimismo, la densidad afectó significativamente los índices hepatosomático y liposomático, ya que disminuyeron conforme aumentó la densidad. El color del tanque influyó de manera importante en el consumo de alimento (azules: 37.4 ± 1.9 g·pez-1; negros: 35.9 ± 2.0 g·pez-1). La interacción de los factores afectó la TCE, TCA y TEP. Las concentraciones de cortisol (81.8 ± 22.5 ng·ml-1) y glucosa (83.2 ± 11.4 mg·100 ml-1) fueron similares en todos los tratamientos y relativamente bajas para la especie. En conclusión, se logró elucidar bajo qué condiciones de cultivo en laboratorio los organismos lograron superar los factores de estrés sin comprometer su crecimiento y supervivencia, reflejándose en un mejor desempeño biológico. Se recomienda utilizar tanques azules o negros con densidades iniciales de 4.2 kg·m-3 o 233 peces·m-3 para el cultivo de juveniles de M. saxatilis en agua salada bajo condiciones de laboratorio.

Environmental factors of a physical, chemical or biological nature such as high stocking densities can directly affect fish feeding and generate stress in organisms, resulting in a decrease in food intake and therefore growth. However, some species tolerate high densities, forming a group or shoal resulting in better overall performance. Another factor that influences the behavior of some species is the color of the culture tank; warranting the need to use tanks with a physical environment suitable for the species to be cultivated. Currently, striped bass are produced in tank-based hatcheries to be socked in sea cages for growout in Baja California. Thus, there is interest in improving their growth rate and feed efficiency under laboratory conditions. Therefore, the objective of this research was to evaluate the effect of three stocking densities (high: 6.2 kg m-3, medium: 3.1 kg m-3 and low: 1.5 kg m-3) and two tank colors (light blue and black) on the biological performance (growth, survival, food utilization), somatic indices and fish stress using the concentration of cortisol and glucose in blood serum as response variables of juvenile striped bass cultured in seawater for nine weeks. The results showed that the organisms had greater growth in terms of final weight when they were cultured at the medium stocking density, regardless of tank color. Likewise, density had a significant effect on hepatosomatic and liposomatic indices, with a tendency to decrease as density increased. The color of the tank significantly influenced the food consumption (blues: 37.4 ± 1.9 g·fish-1; blacks: 35.9 ± 2.0 g·fish-1). The interaction of the factors influenced TCE, TCA and TEP. The concentrations of cortisol (81.8 ± 22.5 ng·ml-1) and glucose (83.2 ± 11.4 mg·100 ml-1) were similar in all treatments indicating low fish stress. In conclusion, it was possible to elucidate under which laboratory culture conditions the organisms were able to overcome the stress factors without compromising their growth and survival; reflected in better biological performance. A stocking density of 4.2 kg m-3 o 233 fish·m-3 for M. saxatilis juvenile reared in saltwater under laboratory culture conditions is recommended.

lobina rayada, densidad cultivo, color tanque, estrés, crecimiento striped bass, stocking density, tank color, stress, growth CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PECES Y FAUNA SILVESTRE PISCICULTURA PISCICULTURA

Análisis de la disminución de emisiones de CO2 en el acondicionamiento de un espacio con un sistema pasivo

JULIO CESAR BRITO REYNA (2023, [Tesis de maestría])

En el contexto global de la dependencia de fuentes de energía fósil en el modelo energético actual, la electricidad desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo de las ciudades. Derivado del consumo excesivo de estas fuentes, se genera la presencia de fenómenos como el Cambio Climático, evidenciando así el uso generalizado de sistemas de climatización en edificaciones durante la temporada de verano en áreas geográficas con climas tropicales y cálidos.

El trabajo presenta un estudio comparativo anual de los impactos ambientales de dos sistemas de climatización en un espacio construido previamente: un sistema activo y un sistema pasivo. El estudio se llevó a cabo mediante la simulación de procesos sustentables utilizando el software TRNSYS® y también se evaluaron los indicadores de Calentamiento Global, Agotamiento de la Capa de Ozono y Agotamiento de combustibles fósiles, por mencionar a algunos, utilizando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en el software OpenLCA. Los resultados demuestran una reducción de los impactos ambientales mediante el uso de elementos pasivos en comparación con el uso de dos aires acondicionados y su consumo eléctrico, evitando una huella de carbono de un 98% en su etapa de construcción y hasta en un 100% en su etapa de operación.

Este estudio contribuye al conocimiento sobre la importancia de implementar estrategias de climatización pasiva en edificaciones existentes como una alternativa sostenible y de bajo impacto ambiental. Los hallazgos respaldan la necesidad de promover soluciones más eficientes y respetuosas con el medio ambiente en el sector de la climatización, en línea con la transición hacia un modelo energético más sostenible y la mitigación del Cambio Climático.

In the global context of dependence on fossil fuel energy sources in the current energy model, electricity plays a crucial role in the growth and development of cities. This is evident in the widespread use of air conditioning systems in buildings during the summer season in areas with tropical and warm climates.

This work presents an annual comparative study of the environmental impacts of two cooling systems in a pre-existing space: the active system and the passive system. The study was carried out through the simulation of sustainable processes using the TRNSYS® software, and various indicators such as Global Warming Potential (GWP100a), Ozone Depletion Potential, and Fossil Fuel Depletion were evaluated using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology in the OpenLCA software. The results demonstrate a reduction in environmental impacts through the use of passive elements compared to the use of two air conditioning units and their electricity consumption, avoiding a carbon footprint of 98% during its construction stage and up to 100% during its operational stage

This study contributes to the understanding of the importance of implementing passive cooling strategies in existing buildings as a sustainable and low-impact alternative. The findings support the need to promote more efficient and environmentally-friendly solutions in the cooling sector, in line with the transition towards a more sustainable energy model and the mitigation of Climate Change.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Energía electrica, climatización, sustentabilidad, Cambio Climático Electricity, cooling, sustainability, Climate Change

Estudio para identificar proyectos productivos sobre el aprovechamiento integrado del agua, la agricultura y la energía

José Javier Ramírez Luna (2018, [Documento de trabajo])

Como parte de las actividades del proyecto se llevó a cabo un trabajo con enfoque de manejo de cuencas para elaborar un Plan de Reconversión Productiva donde se considera la elaboración de proyectos productivos agrícolas y frutícolas con aprovechamiento de agua y energía renovable para lo cual se apoyó en la realización de un muestreo de suelos, la obtención de la erosionabilidad del suelo y zonificación agroecológica para definir las zonas o áreas para la producción de cultivos y frutales en el área de influencia de la cuenca presa El Gallinero que se ubica en el municipio de Dolores Hidalgo, Guanajuato.

Gestión de cuencas Agricultura Gestión integrada de recursos hídricos Abastecimiento de energía INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

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).

Caracterización de un sistema híbrido conformado por un stack de celdas de combustible microbianas-paneles fotovoltaicos para la producción de electricidad a través del tratamiento de aguas residuales y radiación solar

Edson Baltazar Estrada Arriaga (2018, [Documento de trabajo])

Contenido del informe: 1. Pruebas preliminares – 2. Inoculación – 3. Condiciones de operación – 4. Análisis y cálculos – 5. Análisis de los ánodos y membranas a través de microscopía electrónica de barrido acoplado a espectroscopía de rayos X (EDX) – 6. Características físico-químicas del agua residual – 7. Generación de electricidad – 8. Tratamiento del agua residual – 9. Curvas de polarización – 10. Análisis elemental.

Energía Tratamiento de aguas residuales Radiación solar Celda de combustible microbianas Colectores solares INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Drenaje parcelario y sistemas de bombeo con energía alternativa para mitigar y controlar el ensalitramiento en suelos agrícolas

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO (2014, [Documento de trabajo])

Se presentan las actividades realizadas para establecer una parcela piloto equipada con drenaje y sistemas de bombeo con energía eólica o solar, así como medir y analizar las variables relacionadas con la evolución de la salinidad y los efectos del drenaje en el mejoramiento del suelo y la producción agrícola.

Distritos de riego Suelos salitrosos Drenaje parcelario Energía solar Energía eólica Informes de proyectos Navojoa, Sonora Etchojoa, Sonora Huatabampo, Sonora CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA