The impact of 1.5 °C and 2.0 °C global warming on global maize production and trade

Wei Xiong Tariq Ali (2022, [Artículo])

Future Climate Scenario Data Yield Reduction Risk CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CLIMATE CHANGE GREENHOUSE EFFECT MAIZE MITIGATION SIMULATION ACCLIMATIZATION ADAPTATION GLOBAL WARMING

Simulación y validación de la reparación de ductos en servicio por la deposición directa de soldadura

LUIS DANTE MELENDEZ MORALES (2023, [Tesis de doctorado])

El transporte de hidrocarburos por ductos enterrados es la forma más segura, confiable y económica para su suministro, estos pueden extenderse grandes longitudes territoriales e inclusive atravesar países con tal de satisfacer la demanda energética. No obstante, los ductos pueden sufrir daños provocados por el ambiente, su operación o bien provocados por terceros, siendo necesario que sean intervenidos reemplazando las secciones dañadas. Las regulaciones nacionales y tratados internacionales desalientan la liberación de grandes cantidades de gas natural a la atmósfera, por demás de que un paro de suministro conlleva a desabasto energético, multas y a costosas operaciones asociadas con la rehabilitación del ducto, forzando a soldar envolventes y accesorios sin detener la operación de los ductos, esto se conoce como “soldadura en servicio”. La soldadura en servicio es un proceso tecnológico, por el cual se puede efectuar la interconexión y la reparación de ductos mientras están en operación, previo a realizar estas actividades, se requiere que dos riesgos sean evaluados: agrietamiento por hidrógeno y quemada pasante. Las simulaciones actuales y validaciones evalúan estos riesgos de forma independiente, pero debido a su interdependencia estos riesgos deben evaluarse en conjunto. Un método de reparación que no es normalmente empleado, pero con un alto potencial debido a su simplicidad y versatilidad, es la deposición directa de soldadura. En la presente investigación, se realizó una simulación numérica fluido-termo-mecánica acoplada con validación experimental, de la reparación de un tubo con flujo presurizado conteniendo un defecto interno por la deposición directa de soldadura. Por medio de la cual, es posible predecir el comportamiento estructural del ducto mientras se realiza la reparación.

La simulación numérica se efectuó con el apoyo del software ANSYS versión académica 22R2, siendo esta una herramienta de última generación capaz de contribuir en la predicción de mecanismos complejos como lo es la soldadura en servicio, incrementando con ello la seguridad y confiabilidad de estas operaciones. Cabe hacer mención, que la regulación nacional prohíbe la reparación de defectos internos por la deposición directa de soldadura, esto se debe principalmente a la falta de investigaciones validadas que respalden su viabilidad. Los resultados demostraron la efectividad de emplear este método de reparación para restaurar la resistencia mecánica de los ductos. Las inspecciones por pruebas no destructivas superficiales, subsuperficiales y volumétricas, evidenciaron que no ocurrió agrietamiento inmediatamente al finalizar la reparación y retardada (posterior a por lo menos 12 horas después de haberse finalizada la reparación, tiempo suficiente para permitir la difusión de hidrógeno atómico a hidrógeno molecular). Las curvas de tendencia de temperatura mostraron buena aproximación teniéndose una diferencia máxima de 5.09% entre los resultados numéricos y experimental. Los resultados numéricos y experimentales de la deformación perimetral a lo largo de la longitud de la tubería mostraron un comportamiento similar con una diferencia significativa del 17.7% entre los valores numéricos atribuidos a la falta de información de entrada para las propiedades de la soldadura. El análisis estructural efectuado en este estudio emplea la estimación del riesgo de quemada pasante bajo presión interna, determinado por la ocurrencia de abultamiento radial localizado. Los resultados numéricos indican que no ocurre deformación plástica relevante. Se hace una fuerte recomendación para que las evaluaciones de análisis térmico empleen la morfología actual del defecto y no solo consideren el espesor remanente del tubo. De acuerdo con la revisión bibliográfica realizada y recientemente publicada, este tipo de simulación numérica acoplada con validación experimental de la reparación de ductos en servicio por deposición directa de soldadura para la reparación de defectos internos contemplando la prevención de quemada pasante y agrietamiento por hidrógeno no ha sido realizada con anterioridad.

Hydrocarbon transportation by buried pipelines is the safest, most reliable, and economical way for its supply; these can extend long territorial distances and even cross countries with the purpose of satisfying the energy demand. However, the pipelines can suffer damages caused by their environment, their operation, or provoked by third parties, making necessary interventions to replace the damaged sections. National regulations and international agreements discourage the release of large quantities of natural gas into the atmosphere; moreover, a stop in its supply entails an energetic shortage, fines, and expensive operations associated with the pipeline rehabilitation, forcing to weld sleeves and fittings without stop the pipeline operation, this is known as “In-Service Welding”. In-Service welding is a technological process for which interconnection and repair of pipelines can be made while they are in operation; before making it, two main risks need to be assessed: hydrogen cracking and burn-through. Current simulations and validations assess these risks independently, but due to their interdependence, these risks need to be assessed in conjunction. A repair method not normally used but with high potential due to its simplicity and versatility is the direct deposition of the weld. In the present research, a fluid-thermo-mechanical coupled numerical simulation with experimental validation was done of a repair on a pipe with pressurized flow having an internal defect by direct deposition of the weld. It is possible predict the structural behavior of a pipeline while the reparation is performed.

The numerical simulation was done with the support of ANSYS software academic version 22R2, the latest generation tool able to contribute to the prediction of complex mechanisms, as is in-service welding, increasing the security and confidence of these operations. It is worth mentioning that national regulation forbids the reparation of internal defects for direct deposition of the weld; the main reason is the lack of validated investigations supporting its viability. The results demonstrated the effectiveness of using this repair method to restore the mechanical strength of pipelines. Surface, sub-surface, and volumetric non-destructive inspections evidenced no cracking immediately to finish the repair and delayed (after at least 12 hours of having finished the repair, time enough to allow the hydrogen diffusion from atomic hydrogen to molecular hydrogen). Temperature tendency curves showed good approximations, having a maximum difference of 5.09 % between numerical and experimental. Perimeter deformation along the pipe length between numerical and experimental results displayed a similar behavior with a significant difference of 17.7% against numerical values attributed to the lack of input data for weld properties. The structural analysis performed in this study used the approach of the risk of burn-through under internal pressure determined by the occurrence of localized radial bulging. Numerical results indicated no relevant plastic strain occurs. It is strongly recommended that thermal analysis assessments using the actual defect morphology be performed, not only considering the remaining thickness of the pipe. According to the bibliographic revision performed and recently published, this kind of coupled numerical simulation of in-service repair or pipelines by direct deposition for repairing internal defects considering the prevention of burn-through and hydrogen cracking has not been done.

Ducto Soldadura en servicio Quemada pasante Agrietamiento por hidrógeno Reparación de soldadura Simulación numérica Pipeline In-service welding Burn-through Hydrogen cracking Weld repair Numerical simulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS

Modeling the growth, yield and N dynamics of wheat for decoding the tillage and nitrogen nexus in 8-years long-term conservation agriculture based maize-wheat system

C.M. Parihar Dipaka Ranjan Sena Prakash Chand Ghasal Shankar Lal Jat Yashpal Singh Saharawat Mahesh Gathala Upendra Singh Hari Sankar Nayak (2024, [Artículo])

Context: Agricultural field experiments are costly and time-consuming, and their site-specific nature limits their ability to capture spatial and temporal variability. This hinders the transfer of crop management information across different locations, impeding effective agricultural decision-making. Further, accurate estimates of the benefits and risks of alternative crop and nutrient management options are crucial for effective decision-making in agriculture. Objective: The objective of this study was to utilize the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat model to simulate crop growth, yield, and nitrogen dynamics in a long-term conservation agriculture (CA) based wheat system. The study aimed to calibrate the model using data from a field experiment conducted during the 2019-20-2020-21 growing seasons and evaluation it with independent data from the year 2021–22. Method: Crop simulation models, such as the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat (DSSAT v 4.8), may provide valuable insights into crop growth and nitrogen dynamics, enabling decision makers to understand and manage production risk more effectively. Therefore, the present study employed the CERES-Wheat (DSSAT v 4.8) model and calibrated it using field data, including plant phenological phases, leaf area index, aboveground biomass, and grain yield from the 2019-20-2020-21 growing seasons. An independent dataset from the year 2021–22 was used for model evaluation. The model was used to investigate the relationship between growing degree days (GDD), temperature, nitrate and ammonical concentration in soil, and nitrogen uptake by the crop. Additionally, the study explored the impact of contrasting tillage practices and fertilizer nitrogen management options on wheat yields. The experimental site is situated at ICAR-Indian Agricultural Research Institute (IARI), New Delhi, representing Indian Trans-Gangetic Plains Zone (28o 40’N latitude, 77o 11’E longitude and an altitude of 228 m above sea level). The treatments consist of four nitrogen management options, viz., N0 (zero nitrogen), N150 (150 kg N ha−1 through urea), GS (Green seeker based urea application) and USG (urea super granules @150 kg N ha−1) in two contrasting tillage systems, i.e., CA-based zero tillage (ZT) and conventional tillage (CT). Result: The outcomes exhibited favorable agreement between the model’s simulations and the observed data for crop phenology (With less than 2 days variation in 50% onset of flowering), grain and biomass yield (Root mean square error; RMSE 336 kg ha−1 and 649 kg ha−1, respectively), and leaf area index (LAI) (RMSE 0.28 & normalized RMSE; nRMSE 6.69%). The model effectively captured the nitrate-N (NO3−-N) dynamics in the soil profile, exhibiting a remarkable concordance with observed data, as evident from its low RMSE = 12.39 kg ha−1 and nRMSE = 13.69%. Moreover, as it successfully simulated the N balance in the production system, the nitrate leaching and ammonia volatilization pattern as described by the model are highly useful to understand these critical phenomena under both conventional tillage (CT) and CA-based Zero Tillage (ZT) treatments. Conclusion: The study concludes that the DSSAT-CERES-Wheat model has significant potential to assess the impacts of tillage and nitrogen management practices on crop growth, yield, and soil nitrogen dynamics in the western Indo-Gangetic Plains (IGP) region. By providing reliable forecasts within the growing season, this modeling approach can facilitate better planning and more efficient resource management. Future implications: The successful implementation of the DSSAT-CERES-Wheat model in this study highlights its applicability in assessing crop performance and soil dynamics. Future research should focus on expanding the model’s capabilities by reducing its sensitivity to initial soil nitrogen levels to refine its predictions further. Moreover, the model’s integration with decision support systems and real-time data can enhance its usefulness in aiding agricultural decision-making and supporting sustainable crop management practices.

Nitrogen Dynamics Mechanistic Crop Growth Models Crop Simulation CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA NITROGEN CONSERVATION AGRICULTURE WHEAT MAIZE CROP GROWTH RATE SIMULATION MODELS

Caracterización fisicoquímica de suelo y agua para evaluar la salinidad en el acuífero La Misión, Baja California, México

Physicochemical characterization of soil and water to evaluate salinity in La Misión aquifer, Baja California, Mexico

Vanessa Inés González Riaño (2023, [Tesis de maestría])

El agua subterránea se considera uno de los recursos más importantes a nivel mundial en los sectores de agua potable y agricultura, sobre todo en regiones áridas y semiáridas donde no solo hay menos precipitación sino una elevada evaporación que podría afectar la salinización del suelo y el agua debido a su estrecha relación. El trabajo tiene como objetivo evaluar el tipo de salinidad en el acuífero La Misión, Baja California, a partir del análisis fisicoquímico de suelo y agua subterránea bajo la hipótesis de que existe una relación en la presencia de fases minerales salinas del suelo y las concentraciones de sales en el agua del acuífero. Para ello, se recolectaron y caracterizaron fisicoquímicamente 19 muestras de suelo y agua subterránea en temporada de estiaje (2022) y lluvias (2023) utilizando estadísticas multivariadas y análisis hidrogeoquímicos. Además, se analizaron las fases minerales presentes en el suelo con Difracción de Rayos X (DRX). Los resultados mostraron que el contenido de sólidos disueltos totales en el agua disminuye conforme los sitios se alejan de la línea de costa. De manera general y considerando la composición química de las aguas, éstas se clasifican como ligeramente salinas con pH entre 5.5 y 8.3, y temperaturas entre 15 y 40 °C. Los diagramas de Piper y Chadha mostraron que predominan dos tipos de facies hidroquímicas en el acuífero: Ca-Mg-SO4/Cl y Na-Cl y el diagrama de Gibbs muestra que prevalecen los procesos por meteorización de las rocas y evaporación (500% mayor que la precipitación media anual). De acuerdo con la conductividad eléctrica, pH, porcentaje de sodio intercambiable y la relación de adsorción de sodio en el agua, los suelos superficiales del acuífero en su totalidad son suelos no salinos y no sódicos, además, el análisis de DRX no detectó fases minerales salinas en el suelo. Finalmente, se encontró que la actividad agrícola, el uso de fertilizantes, el hidrotermalismo, la evaporación y la geología podrían estar causando la salinidad del agua subterránea en el área de estudio.

Groundwater is considered one of the most important resources of drinking water worldwide as well as the agriculture sectors, especially in arid and semi-arid regions. Where there is not only less precipitation but also high evaporation rates that could affect soil and water salinization due to their close relationship. The objective of this work is to evaluate the type of salinity in La Misión aquifer, Baja California, based on the physicochemical analysis of soil and groundwater. Under the hypothesis that there is a relationship between the presence of saline mineral phases in the soil and the concentrations of salts in the aquifer’s water. For this purpose, 19 soil and groundwater samples were collected and physicochemically characterized during the dry season (2022) and rainy season (2023) using multivariate statistics and hydrogeochemical analysis. In addition, the mineral phases present in the soil were analyzed with X-Ray Diffraction (XRD). The results showed that the content of total dissolved solids in the water decreases as the sites are farer from the coastline. In general, and considering the chemical composition of the waters, they are classified as slightly saline with pH between 5.5 and 8.3, and temperatures between 15 and 40 °C. The Piper and Chadha diagrams showed that two types of hydrochemical facies predominate in the aquifer: Ca-Mg-SO4/Cl and Na-Cl. The Gibbs diagram shows that rock weathering and evaporation processes prevail (500% greater than average annual precipitation). According to the electrical conductivity, pH, percentage of exchangeable sodium and the sodium adsorption ratio in water, the surface soils of the aquifer as a whole are non-saline and non-sodic soils. The XRD analysis did not detect saline mineral phases in the soil. Finally, it was found that agricultural activity, fertilizer use, hydrothermalism, evaporation and geology could be causing groundwater salinity in the study area.

hidrogeoquímica, Difracción de Rayos X, RAS, PSI hydrogeochemistry, X Ray Diffraction, ESP, SAR CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO CIENCIAS DEL SUELO (EDAFOLOGÍA) FÍSICA DE SUELOS FÍSICA DE SUELOS

Análisis a escala atómica de interfases magnéticas con aplicaciones en espintrónica

Atomic scale analysis of magnetic interfases with spintronics applications

Rocio González Díaz (2023, [Tesis de maestría])

La espintrónica es un área de la nanociencia que tiene por cometido el estudio y manipulación del espín de los electrones para el desarrollo y mejoramiento de dispositivos electrónicos. De manera particular, se ha orientado a la búsqueda de materiales para la fabricación de memorias magnéticas de acceso aleatorio (MRAM), diseñadas a partir de uniones túnel magnéticas (MTJ). Dichas uniones son heteroestructuras construidas a partir de un material aislante en cuya capa superior e inferior se dispone un compuesto ferromagnético. Una de las características de estos dispositivos es que presentan una anisotropía magnética perpendicular (PMA) y un efecto de torque por transferencia de espín (STT). Recientemente, un estudio experimental señala que la heteroestructura B2-CoAl/L10-MnAl es un candidato idóneo para la fabricación de MRAM, pues presenta PMA y STT. Sin embargo, en el trabajo experimental no se reporta un análisis de la estabilidad termodinámica de la heteroestructura. Dicho lo anterior, en este trabajo se hizo un estudio de la estabilidad termodinámica y estructural de B2-CoAl/L10-MnAl usando la teoría del funcional de la densidad (DFT). Se propusieron diferentes modelos de interfaz CoAl/MnAl y se determinó a través de un análisis energético cuál es la interfaz más estable. Los resultados obtenidos indican que la interfaz más estable sucede entre la última capa de Al del CoAl y la primera capa de Mn del MnAl. Además, se comprobó un efecto PMA en la heteroestructura B2-CoAl/L10-MnAl y se determinó que este comportamiento se origina esencialmente debido a la naturaleza ferromagnética de MnAl, pues CoAl no presenta características ferromagnéticas.

Spintronics is nanoscience area whose aim is the study and manipulation of electrons spin to development and improvement of electronic devices. In a particular way, the spintronics has focused to search of new materials to fabrication of magnetic random-access memory (MRAM), which are designed from devices call magnetic tunnel junctions (MTJ). This devices are heterostructures built from an insulating material with a ferromagnetic compound on top and bottom layers and characterized by the perpendicular magnetic anisotropy and spin-transfer torque (STT) effects prensent on it. Recently, an experimental study indicates the B2-CoAl/L10-MnAl heterostructure is a suitable candidate for the fabrication of MRAM based on MTJ devices. Nevertheless, the thermodynamic stability of the heteroestructure is not reported in the experimental work. Therefore, in this work a study of the thermodynamic and structural stability of B2-CoAl/L10-MnAl was performed using density functional theory (DFT). Different CoAl/MnAl interface models were proposed and the most stable interface was determined by an energy analysis. The results obtained, indicate that the most stable interface occurs between the last Al layer of CoAl and the first Mn layer of MnAl. In addition, a PMA effect in the B2-CoAl/L10-MnAl heterostructure was demonstrated and it was determined that this behaviour is essentially due to the ferromagnetic nature of MnAl, since CoAl does not present ferromagnetic characteristics.

simulaciones computacionales, interfases magnéticas, estabilidad termodinámica computational simulation, magnetic interfaces, termodinamic stability INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Efecto del polvo de romero (Rosmarinus officinalis) en el crecimiento, actividad enzimática y composición proximal de juveniles de lobina rayada (Morone saxatilis)

Effect of rosemary powder (Rosmarinus officinalis) on growth, enzyme activity, and proximal composition of juvenile stripped bass (Morone saxatilis)

Erick Adolfo Barrios García (2023, [Tesis de maestría])

La acuicultura intensiva ha experimentado un rápido crecimiento en las últimas décadas. Sin embargo, la intensificación de los cultivos acuícolas ha ocasionado problemas como el estrés en los organismos, desarrollo de enfermedades y un menor crecimiento. Se ha explorado el uso de plantas aromáticas como el romero (Rosmarinus officinalis) por su efecto como antibiótico, antiestresante y estimulante de la secreción de enzimas digestivas y el crecimiento. El objetivo de este estudio fue evaluar la adición de polvo de romero en la dieta de la lobina rayada (Morone saxatilis) y determinar su efecto en la supervivencia, crecimiento, actividad enzimática (tripsina, quimiotripsina, lipasa, amilasa y proteasas alcalinas totales -PAT-) y composición proximal. Se realizó un bioensayo durante 70 días en un sistema de recirculación de agua de mar donde se probaron cuatro dietas experimentales con diferentes cantidades de polvo de romero: control (TC), 2.5 (T2.5), 5 (T5) y 10 (T10) g kg-1 de dieta. Cada tratamiento se realizó por triplicado con 20 peces por réplica con un peso inicial de 19.59 ± 2.43 g. Las lobinas se alimentaron tres veces al día al 4% de su biomasa. Al final del bioensayo, el peso final de los peces en T5 y T10 fue significativamente menor en comparación con el TC. No se observaron diferencias significativas en parámetros de crecimiento y eficiencia alimenticia. El índice hepatosomático en el T10 fue significativamente mayor en relación con TC. En el intestino, la actividad de la tripsina fue significativamente menor en el T10 y las PAT en T2.5 y T10. En ciegos pilóricos, la actividad de la tripsina fue significativamente menor en el T10, la lipasa en T2.5, T5 y T10 y las PAT en T2.5 y T10. La inclusión de polvo de romero en la dieta de lobina en concentraciones de 5 y 10 g kg-1 disminuye el crecimiento y la actividad de tripsina, PAT y lipasa en intestino y ciegos pilóricos. Se requiere investigar la composición química del romero y su efecto como inhibidor de enzimas digestivas y modulador de la microbiota intestinal, además de incluir otros indicadores para conocer de forma integrada el desempeño fisiológico de la especie.

Intensive aquaculture has experienced a very rapid growth in recent years. However, the intensification of aquaculture has led to issues such as stress in organisms, the development of diseases, and reduced growth. The use of aromatic plants, such as rosemary (Rosmarinus officinalis), has been explored due to its antibiotic, anti-stress, and digestive enzyme secretion-stimulating effects, as well as its growth-promoting properties. The objective of this study was to evaluate the addition of rosemary powder to the diet of striped bass (Morone saxatilis) and determine its effect on survival, growth, enzyme activity (trypsin, chymotrypsin, lipase, amylase, and total alkaline proteases -PAT-), and proximate composition. A 70-day bioassay was conducted in a recirculating seawater system, testing four experimental diets with varying amounts of rosemary powder: control (TC), 2.5 (T2.5), 5 (T5), and 10 (T10) g kg-1 of diet. Each treatment was performed in triplicate with 20 fish per replicate, with an initial weight of 19.59 ± 2.43 g. The striped bass were fed three times a day at 4% of their biomass. At the end of the bioassay, the final weight of fish in T5 and T10 was significantly lower compared to TC. There were no significant differences in growth parameters and feed efficiency. The hepatosomatic index in T10 was significantly higher compared to TC. In the intestine, trypsin activity was significantly lower in T10, and PAT in T2.5 and T10. In the pyloric caeca, trypsin activity was significantly lower in T10, lipase in T2.5, T5, and T10, and PAT in T2.5 and T10. The inclusion of rosemary powder in striped bass diets at concentrations of 5 and 10 g kg-1 reduces growth and the activity of trypsin, PAT, and lipase in the intestine and pyloric caeca. Further research is imperative to delve into the intricate chemical composition of rosemary, explore its role as a potent digestive enzyme inhibitor, and its potential as a modulator of the intestinal microbiota. This endeavor should also encompass the incorporation of various additional indicators, aiming for a holistic grasp of the species' physiological performance.

lobina rayada, romero, crecimiento, enzimas digestivas, composición proximal striped bass, rosemary, growth, digestive enzymes, proximal composition CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA ACUICULTURA MARINA OCEANOGRAFÍA ACUICULTURA MARINA

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.

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Study, suspend and optimization a spread of epidemic infections. The dynamic Monte Carlo approach

Gennadiy Burlak (2020, [Artículo])

We study a dynamics of the epidemiological infection spreading at different values of the risk factor β (a control parameter) with the using of dynamic Monte Carlo approach (DMC). In our toy model, the infection transmits due to contacts of randomly moving individuals. We show that the behavior of recovered critically depends on theβ value. For sub-critical valuesβ<βc~0.6, the number of infected cases asymptotically converges to zero, such that for a moderate risk factor the infection may disappear with time. Our simulations shown that over time, the properties of such a system asymptotically become close to the critical transition in 2D percolation system. We also analyzed a next ended system, which includes two additional parameters: the limits of taking on/off quarantine state. It is found that the early quarantine off does result in the irregular (with positive Lyapunov exponent) oscillatory dynamics of infection. If the lower limit of the quarantine off is small enough, the recovery dynamics acquirers a characteristic non monotonic shape with several damped peaks. The dynamics of infection spreading in case of the individuals with immunity is studied too.

Estudiamos una dinámica de la propagación de la infección epidemiológica a diferentes valores del factor de riesgo β (un parámetro de control) con el uso del enfoque dinámico de Monte Carlo (DMC). En nuestro modelo de juguete, la infección se transmite debido a los contactos de individuos que se mueven al azar. Mostramos que el comportamiento de los individuos recuperados depende críticamente del valor de β. Para valores subcríticos β<βc~0,6, el número de casos infectados converge asintóticamente a cero, de modo que para un factor de riesgo moderado la infección puede desaparecer con el tiempo. Nuestras simulaciones mostraron que, con el tiempo, las propiedades de dicho sistema se acercan asintóticamente a la transición crítica en el sistema de percolación2D. También analizamos un sistema extendido, que incluye dos parámetros adicionales: los límites de activación/desactivación del estado de cuarentena. Se encuentra que la cuarentena temprana da como resultado la dinámica oscilatoria irregular (con exponente de Lyapunov positivo) de la infección. Si el límite inferior de la cuarentena es lo suficientemente pequeño, la dinámica de recuperación adquiere una forma característica no monótona con varios picos amortiguados. También se estudia la dinámica de la propagación de la infección en el caso de los individuos con inmunidad.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS optimization of a spread of epidemic infections; dynamic Monte Carlo, numeric simulations.