Mejoras de eficiencia hidráulica en vertedores con canal de descarga libre en presas: propuesta metodológica

MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS WALDO OJEDA BUSTAMANTE CARLOS DIAZ DELGADO (2015, [Artículo])

Se presenta una propuesta de alternativa de diseño y de mejoras de la eficiencia hidráulica, al sustituir la estructura del cimacio por un vertedor tipo laberinto. Esta propuesta adopta las bases del diseño de vertedores de “pico de pato”. Como caso de estudio, se aplicó para el vertedor de la presa “El Ejidatario”, ubicada en Sombrerete, Zacatecas, México. Los resultados muestran que con la instalación del vertedor “pico de pato” se aumentó la longitud de vertido 5.67 veces en relación con la proporcionada con el cimacio; asimismo, se reduce la carga vertedora en 62.5%, al pasar de una carga de 80 a 30 cm y se incrementa en un 12% la capacidad del embalse con la misma altura del NAME. Además, se comparó la eficiencia hidráulica del “pico de pato” respecto al vertedor “tecla de piano” para la misma longitud de vertido y condiciones de instalación, siendo mayor en 208%. Se recomienda en la instalación del nuevo vertedor utilizar el mismo sitio del cimacio, sólo adecuando la entrada al tanque amortiguador y conservando la salida del canal de descarga. Se concluye recomendar un vertedor “pico de pato” en donde las condiciones físicas o de estudio se requiera, ya que, al aumentar la eficiencia hidráulica del vertedor para este caso, aumenta la capacidad del embalse y, por lo tanto, la vida de servicio.

Seguridad en presas Vertedores de descarga libre Vertedor pico de pato INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Análisis metodológico de la distribución espacial de la precipitación y la estimación media diaria

Methodological analysis of the spatial distribution of rainfall and the average daily stimation

MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS WALDO OJEDA BUSTAMANTE CARLOS DIAZ DELGADO KHALIDOU MAMADOU BA (2011, [Artículo])

El objetivo del trabajo consistió en mostrar un análisis metodológico geoestadístico, para generar un patrón espacial de la lluvia, asociado a la precipitación media diaria. Caracterizar y conocer la distribución espacial de la precipitación, también conocida como “campo de tormenta” y asociarla a un modelo de distribución o sustituirla por una precipitación media por métodos convencionales, es un reto importante en estudios de las ciencias del agua. La metodología propuesta requiere de la construcción de un variograma, elaborado por un ajuste de datos experimentales de un campo de tormenta, que sirva como base para generar la distribución espacial de la lluvia con la aplicación del método geoestadístico del “krigeado”.

Agricultura Agua de lluvia Predicción INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Métodos para calcular capacidades de embalse

LESLIE SKERTCHLY MOLINA (1989, [Artículo])

En México, el cálculo de la capacidad de embalse es un problema al que no se ha dado la debida importancia. Tradicionalmente, se han empleado dos métodos: el de la curva masa y el de modelos de simulación; usando, en ambos casos, los registros de escurrimientos disponibles. En este artículo se describen, comentan y ejemplifican algunos otros métodos de aplicación sencilla y efectiva, que permiten el empleo tanto de los registros históricos de escurrimientos como los generados en forma sintética, ampliando la longitud de los originales. Se presenta una evaluación de los métodos descritos y se hacen comparaciones entre ellos, relativas a su eficiencia y a la información que producen. Por último, se desarrollan otras técnicas basadas en las descritas, que permiten no sólo calcular la capacidad de embalse, sino que proveen más información útil para el diseño de sistemas

de aprovechamientos hidráulicos.

Capacidad de embalse Aprovechamiento hidráulico Modelos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diagnóstico integral de planeación y modelación hidráulica de la Comisión de Agua Potable y Alcantarillado de Cancún (CAPA)

RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ (2017, [Documento de trabajo])

Con el propósito de fortalecer la recuperación ecológico-ambiental de la Península de Yucatán, el proyecto ha tenido como objetivo elaborar un programa jerarquizado de acciones e inversiones, para la gestión y mejora de eficiencias del sistema de abastecimiento de agua potable de la ciudad de Cancún, en el estado mexicano de Quintana Roo, proyectado a corto y mediano plazo. Lo anterior, con el fin de modernizar los servicios de agua potable, alcantarillado y saneamiento en un marco de autosuficiencia técnica, financiera y ambiental. Para lograrlo, se realizó un diagnóstico integral de planeación, así como un modelo de simulación hidráulica de la red de abastecimiento con el que se obtiene un programa de acciones jerarquizado, para orientar la gestión y mejora de eficiencias e inversiones del organismo operador.

Organismos operadores Organización y administración Protección ambiental Cancún, Quintana Roo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

La sobreexplotación de acuíferos: camino seguro hacia la quiebra hídrica

ADRIAN PEDROZO ACUÑA (2021, [Artículo])

DOI: doi.org/10.24850/b-imta-perspectivas-2021-48

El acceso seguro al agua representa una de las inminentes crisis que ya se avizoran a la luz del cambio climático. Esto es especialmente cierto en zonas áridas y semiáridas del mundo, donde la escasez de agua superficial hace del agua subterránea la columna vertebral de la seguridad hídrica y alimentaria. Uno de los casos más emblemáticos que ejemplifican esta situación es el del abasto de agua en Irán, en donde 60% del volumen de agua que se consume tiene un origen subterráneo. Esto se debe a las condiciones naturalmente áridas de esta región, lo que ha redundado en una sistemática extracción de agua del subsuelo por los famosos acueductos subterráneos conocidos como qanats, que sirven para transferir agua del subsuelo a la superficie utilizando a la gravedad como fuerza motriz. En conjunto, la extracción de agua para proveer bienestar a más de 80 millones de habitantes y regar 5.9 millones de hectáreas de tierras agrícolas pusieron sobre los acuíferos de este país una gran cantidad de presión. Aunado a lo anterior, cambios en el clima, así como en la intensidad y frecuencia de las sequías, resultan en una amplificación de la escasez hídrica del país durante el siglo XXI. En promedio, más de la mitad de la capacidad de almacenamiento instalada en las presas iraníes permaneció vacía durante el periodo de 2003 a 2017, lo que obligó a las autoridades a depender aún más del agua subterránea. De esta forma, no es casualidad que Irán se encuentre entre los países con la mayor tasa de agotamiento de acuíferos en el mundo, junto con Estados Unidos, Arabia Saudita y Canadá.

Sobreexplotación de acuíferos Escasez de agua Estrés hídrico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación hídrica teórica de plantas en zonas urbanas: estudio de caso "Vertical Farm"

Jorge Flores Velazquez JUAN MANUEL ANGELES HERNANDEZ (2018, [Ítem publicado en memoria de congreso])

La gestión integrada de recursos hídricos es un proceso que promueve la gestión y el desarrollo coordinados del agua, el suelo” y demás recursos para potenciar su uso “sin comprometer la sostenibilidad de los ecosistemas vitales”. En la zona metropolitana de la ciudad de México habitan más de 22 millones de una población apostada en aproximadamente 8000 km2, lo que implica una densidad de habitantes de las más altas del mundo que ha ido absorbiendo la zona rural por la urbana. Frente a ello, se han puesto en marcha tecnologías disruptivas con el fin de atender la transformación del sector. Pero, además, implica gestión del recurso mediante tratamiento de aguas residuales, reciclaje del agua, cosecha de lluvia y de gestión de la demanda. En este trabajo se expone la viabilidad en la implantación de estas tecnologías, sus ventajas y requerimientos desde el punto de vista hídrico.

Agricultura urbana Riego Áreas verdes Gestión integrada de recursos hídricos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Inferencia de estructuras vorticosas del flujo que pasa alrededor de un obstáculo, mediante un modelo euleriano tridimensional

Cecia Millán-Barrera HERMILO RAMIREZ LEON (2001, [Artículo])

Hace más de cien años, se infirió la existencia de corrientes secundarias basándose en el hecho de que la velocidad máxima en canales se encuentra justo debajo de la superficie libre, y el de la variación cíclica de sólidos suspendidos en la dirección transversal de un canal. A pesar de su aparente debilidad, las corrientes secundarias juegan un papel esencial en la transferencia lateral de cantidad de movimiento, calor y masa en un canal, por tanto, su variación es tridimensional. Asimismo, son responsables en gran parte de las formas de fondo, en flujos con gran contenido de sedimentos suspendidos. En este artículo se presentan los resultados obtenidos con un modelo euleriano tridimensional que incluye la ecuación estadística de la vorticidad.

Vórtices Modelos tridimensionales Turbulencia INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Comparison of Different Classifiers and the Majority Voting Rule for the Detection of Plum Fruits in Garden Conditions.

Razieh Pourdarbani Sajad Sabzi Mario Hernández Hernández José Luis Hernández-Hernández Ginés García_Mateos Davood Kalantari José Miguel Molina Martínez (2019, [Artículo])

Color segmentation is one of the most thoroughly studied problems in agricultural applications of remote image capture systems, since it is the key step in several different tasks, such as crop harvesting, site specific spraying, and targeted disease control under natural light. This paper studies and compares five methods to segment plum fruit images under ambient conditions at 12 different light intensities, and an ensemble method combining them. In these methods, several color features in different color spaces are first extracted for each pixel, and then the most e

ective features are selected using a hybrid approach of artificial neural networks and the cultural algorithm (ANN-CA). The features selected among the 38 defined channels were the b* channel of L*a*b*, and the color purity index, C*, from L*C*h. Next, fruit/background segmentation is performed using five classifiers: artificial neural network-imperialist competitive algorithm (ANN-ICA); hybrid artificial neural network-harmony search (ANN-HS); support vector machines (SVM); k nearest neighbors (kNN); and linear discriminant analysis (LDA). In the ensemble method, the final class for each pixel is determined using the majority voting method. The experiments showed that the correct classification rate for the majority voting method excluding LDA was 98.59%, outperforming the results of the constituent methods.

remote sensing in agriculture artificial neural network hybridization environmental conditions majority voting plum segmentation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Diseño de arreglos de antenas para entornos de 5G utilizando técnicas de simplificación en la red de alimentación

Design of antenna arrays for 5G environments using simplification techniques in the feeding network

ELIZVAN JUAREZ PACHECO (2023, [Tesis de doctorado])

En los últimos años, las redes de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (5G) han tomado gran relevancia debido al crecimiento del número de usuarios móviles que se conectan a estas redes inalámbricas. Estas redes utilizan arreglos de antenas para generar haces de radiación directivos que pueden escanearse en una o múltiples direcciones en el espacio mediante el control de una red de alimentación. En una red de alimentación convencional cada elemento de antena se alimenta con un dispositivo amplificador y desfasador, lo que resulta en sistemas costosos y complejos de implementar. Por lo tanto, esta tesis de investigación propone nuevas técnicas de diseño que simplifican la red de alimentación al reducir el número de puertos de entrada y dispositivos desfasadores necesarios en el sistema de antenas. Las configuraciones propuestas consideran como requisitos de diseño el nivel de lóbulo lateral (SLL por sus siglas en inglés), rango de escaneo del haz principal y ancho de banda de operación adecuados para sistemas de 5G. Así, se introduce la técnica de bloques CORPS (Estructuras Periódicas de Radiación Coherente, en inglés) como una solución para simplificar la red de alimentación en arreglos lineales y planares. Esta técnica aprovecha la propiedad de interpolación de fase de las redes CORPS de una capa para generar los valores cofasales ideales necesarios para escanear el haz principal. Además, la aplicación de una excitación de amplitud de coseno alzado genera un haz de radiación con bajo SLL. Adicionalmente, se aplica la técnica de bloques CORPS en configuraciones con subarreglos para mejorar la reducción de desfasadores en comparación con la implementación individual de cada tecnología. Los resultados obtenidos mediante simulación electromagnética y mediciones experimentales validan los diferentes diseños propuestos. Todo esto contribuye al estado del arte al presentar diferentes diseños de arreglos de antenas que simplifican la red de alimentación manteniendo buenas características en el patrón de radiación en comparación con diseños tradicionales.

In recent years, fifth-generation wireless networks (5G) have become very relevant due to the exponential growth in the number of mobile users connecting to wireless networks. These networks employ antenna arrays to generate directional radiation beams that can be scanned in one or multiple directions in space by controlling a feeding network. In a conventional feeding network, each antenna element is fed with an amplifier and phase shifter device, which results in expensive and complex systems to implement. Therefore, this thesis proposes novel design techniques that simplify the feeding network by reducing the number of input ports and phase shifter devices required in the antenna system. The proposed configurations take into account requirements such as side lobe level (SLL), scanning range, and bandwidth appropriate for 5G systems. Thus, the CORPS (Coherent Radiation Periodic Structures) blocks technique is introduced as a solution to simplify the feeding network in linear and planar phased arrays. This technique takes advantage of the phase interpolation property of single-layer CORPS to generate the ideal cophasal values necessary for the main beam scanning. Furthermore, the application of a raised-cosine amplitude distribution generates a radiation beam with low SLL. Additionally, the CORPS blocks technique is applied in subarrays configurations to improve the phase shifters reduction compared to the individual implementation of each technology. The results obtained by electromagnetic simulation and experimental measurements validate the different proposed designs. This contributes to the state of the art by different designs of antenna arrays that simplify the feeding network while maintaining good radiation pattern characteristics when compared to traditional designs.

Arreglo de antenas, Red de alimentación, Quinta generación, Arreglo lineal, Arreglo planar Antenna array, Feeding network, Fifth Generation, Linear array, Planar array INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES ANTENAS ANTENAS

Determinación del efecto de promotores de turbulencia en el arrastre de la película de enfriamiento de álabes de turbina de gas

EDER URIEL MARTÍNEZ SANDOVAL (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo de investigación se presenta un estudio numérico para

analizar el efecto que tiene el uso de promotores de turbulencia dentro del

canal de enfriamiento sobre la eficiencia de la película de enfriamiento de los

álabes de una turbina de gas. Se compara el aumento de la rugosidad dentro

del canal de enfriamiento (uso de promotores de turbulencia) contra una pared

lisa (condición normal) y cómo estos cambios influyen en la eficiencia de la

película de enfriamiento. Se emplea el modelo de turbulencia a k-ε RNG para

resolver el flujo turbulento, debido a las buenas aproximaciones que se

presentan entre cálculos de CFD y mediciones experimentales de la eficiencia

de la película de enfriamiento. Se varió la relación de soplado con el objetivo

de encontrar la relación que beneficie a la película de enfriamiento, además,

se varió la relación de K=L/h, donde L es la distancia entre los promotores y h

es la altura del promotor de turbulencia dentro del canal de enfriamiento. Los

resultados mostraron que con una relación de soplado M=0.5, la eficiencia de

la película de enfriamiento, la cobertura de protección de la película y la

temperatura en la superficie de la placa plana aumentan significativamente con

el uso de los promotores de turbulencia en el canal de refrigeración, además

que, la mejor eficiencia de la película de enfriamiento se encontró para una

relación de K=11.

In this research work, a numerical study is presented to analyze the effect of

turbulence promoters within the cooling channel on the film cooling

effectiveness of the gas turbine blades. The increase in roughness within the

cooling channel (use of turbulence promoters) is compared against a smooth

wall (normal condition) and how these changes influence the film cooling

effectiveness. The k-ε RNG turbulence model is used to solve the turbulent

flow, due to the good approximations between CFD calculations and

experimental measurements of the cooling film efficiency. The blowing ratio

was varied to find the condition that benefits the film cooling effectiveness, in

addition, the K=L/h ratio was varied, where L is the distance between the

promoters and h is the height of the turbulence promoter inside the cooling

channel. The results showed that with a blowing ratio M=0.5, the film cooling

effectiveness, the protective coverage of the film, and the temperature on the

surface of the flat plate increase significantly with the use of the turbulence

promoters in the cooling channel, in addition to that, the best efficiency of the

cooling film was found for a ratio of K=11.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS