Object manipulation by collaborative autonomous underwater vehicles driven by a model-free second-order sliding mode controller with finite-time convergence

JOSUE GONZALEZ GARCIA (2023, [Artículo])

https://orcid.org/0000-0001-5657-380X

The use of Autonomous Underwater Vehicles (AUV) has expanded in recent years to include them in inspection, maintenance, and repair missions. These missions require the automation of tasks such as autonomous navigation and station-keeping, which are pretty challenging due to the complexity of the vehicle itself and the underwater environment. Traditional control strategies have been used to deal with those problems before, but their performance is limited since they do not consider non-linearities, external disturbances, or model uncertainties. Non-traditional controllers have been explored too, but have shortcomings such as being model-based, parameter-dependant, or so. Additionally, the nature of some objects implies the involvement of multiple vehicles to manipulate them, making the manipulation mission even harder. Collaboration of AUVs is a strong challenge since underwater communications are limited or null. An advanced control strategy dealing with the trajectory tracking and the station-keeping problem would be desirable for simplicity and robustness. If this controller could also help coordinate multiple vehicles without requiring them to communicate with each other, it would make collaborative manipulation tasks reachable. For this purpose, a model-free high-order Sliding Mode Controller (SMC) is presented in this project. Unlike other control approaches, the proposed control strategy achieves finite-time convergence to a practical zero error in a time-base that the user can arbitrarily define. This characteristic will be used to coordinate the navigation of two AUVs to manipulate an object underwater. The performance of the proposed controller was evaluated by numerical simulations and experiments in a semi-Olympic swimming pool and compared with classic and state-of-the-art control strategies regarding trajectory tracking and station-keeping problems. Results have shown that the proposed controller can achieve finite-time convergence of the tracking errors to a practical zero value in the predefined time-base. Results also demonstrated that the convergence time could be arbitrarily selected by the user and achieved by the controller resulting in, as far as the author knows, the first controller with this characteristic for AUVs navigation. The simulations and experiments also showed that the proposed controller outperformed classical and state-of-the-art controllers regarding the Root Mean Square of the tracking errors and energy consumption. Finally, the proposed model-free high-order SMC coordinated two BlueROV2 vehicles in a collaborative manipulation mission without vehicle-to-vehicle communication. Numerical simulation results confirmed that the proposed controller could manage the vehicles to follow a predefined coordinated trajectory to approach, grip, transport, and release an object without communicating with each other.

Doctor of Philosophy In Engineering Science

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN INGENIERÍA DE CONTROL INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA NAVAL VEHÍCULOS SUBMARINOS

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

Potencial de generación de energía eléctrica a partir de plantas de tratamiento de lodos activados

Luciano Sandoval Yoval Gabriela Mantilla Morales MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS JAVIER ALEJANDRO NAVARRO FRANCO ALBERTO ESQUIVEL SOTELO César Calderón Mólgora (2017, [Ítem publicado en memoria de congreso])

En México de acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas que reporta la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA, 2015), las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales que están en operación son 2 477, con una capacidad instalada de 177.97 m3/s y un caudal tratado de 120.90 m3/s, de las cuales 746 son de lodos activados. Este proceso genera una gran cantidad de lodos biológicos de desecho, sin embargo, si éstos se estabilizan mediante procesos anaerobios, son una fuente de energía renovable al generar biogás, rico en metano, que puede emplearse para generar parte de la energía requerida por los equipos electromecánicos del sistema de tratamiento. Como objetivo del estudio, se evaluaron 93 plantas de lodos activados con un caudal igual o superior a los 200 L/s con posibilidades de cogenerar energía y así reducir sus costos de operación. Los resultados muestran que de las modalidades de lodos activados en operación en México, la convencional es la que más energía eléctrica puede generar (0.32 kW/L), además puede obtener cerca del 100% de sus requerimientos energéticos, haciéndolo económicamente viable. Por lo que, el proceso de lodos activados puede ser sustentable en cuestiones energéticas y con costos de operación bajos. Así, la energía eléctrica proveniente de la combustión del biogás, producto del tratamiento de los lodos residuales, debe ser vista como una fuente de energía renovable y limpia, pues reduce la emisión de gases de efecto invernadero al disminuir el consumo de las fuentes convencionales de energía.

Lodos activados Plantas de tratamiento Fuentes de energía INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Caracterización de fuentes puntuales de contaminación en el rio Atoyac, México

María del Pilar Saldaña Fabela María Antonieta Gómez Balandra (2006, [Artículo])

Es claro que los problemas de contaminación en los cuerpos de agua, se deben principalmente a las descargas puntuales que son vertidas sin previo tratamiento, y a las que pasan por algún proceso de tratamiento remueven ligeramente los contaminantes, debido a una baja eficiencia de remoción, o bien a que el sistema de tratamiento no es el adecuado para el tipo de compuestos que se descargan. En México la normatividad establece que las descargas deben de cumplir con los parámetros de la NOM-001-SEMARNAT-1996, la cual enlista a ocho básicos, nueve metales pesados y un microbiológico. El objetivo del estudio fue el determinar la calidad del agua de las fuentes puntuales de contaminación que son aportadas al río Atoyac, Puebla y su cumplimiento con la normatividad vigente. Se realizaron muestreos de las descargas industriales para identificar aquellos parámetros que sobrepasaron la norma, asimismo, se incluyo el análisis de toxicidad con Vibrio fischery para evaluar la mezcla de contaminantes de la descarga y contar con información de en parámetro que integra los probables efectos adversos que se presenten en cuerpo receptor.

Ríos Fuentes puntuales de contaminación Río Atoyac BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Obtención de combustible sostenible de aviación a partir de Aceite de Cocina Usado y lípidos de Coelastrella sp CORE3

STEPHANIE MICHELLE VILLAFAN CACERES (2023, [Tesis de maestría])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA

Desarrollo de metodologías por cromatografía de gases para la identificación y cuantificación de compuestos orgánicos clorados en aguas residuales y municipales

MARTHA AVILÉS FLORES NORMA RAMIREZ SALINAS (2011, [Documento de trabajo])

Introducción – Fuentes de contaminantes emergentes – Fuentes puntuales – Fuentes no puntuales – Problemática de los fármacos en aguas residuales – Compuestos farmacéuticos reguladores de lípidos – Fármacos veterinarios – Objetivo – Metodología – Implementación de las metodologías – Resultados – Discusión – Conclusiones – Anexos – Bibliografía.

Industria farmacéutica Cromatografía de gases Compuestos orgánicos clorados Contaminantes emergentes Fuentes puntuales de contaminación Fuentes no puntuales de contaminación Informes de proyectos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

SOCIEDAD Y ECONOMÍA EN EL PRESIDIO DE EL PETÉN: UN ASENTAMIENTO DE FRONTERA, 1790-1821

ROSALBA PEREZ DZIB (2023, [Tesis de doctorado])

“El presente estudio se centra en la sociedad que se formó en el asentamiento administrativo, militar y religioso levantado sobre lo que fue la capital de los itzaes al finalizar el periodo colonial. El presidio del Petén se erigió de forma simbólica, como ocurrió en otras capitales mesoamericanas, para evidenciar el predominio del control hispano sobre la población, mismo que, en teoría, debería de convertirse en el centro del que irradiaría la expansión, colonización y sometimiento de la región. Sin embargo, como lo han demostrado los diferentes estudios que existen sobre El Petén, fue una conquista inconclusa. En el Petén no hubo tratados firmados con los Itzaes, pero tampoco un combate efectivo, pues aunque ocuparon su capital Tayasal, en la práctica no lograron someterlos. A esto se agregó su circunstancia particular, que fue una indefinición jurisdiccional en su administración, lo que, como se explicará en el trabajo, limitó su desarrollo dentro del sistema español, a pesar de los esfuerzos por los pobladores del asentamiento militar que se erigió en la antigua capital Itzá".

Petén (Departamento), Guatemala - Historia - Fuentes. Petén (Departamento), Guatemala - Población - Historia - Siglos XVIII-XIX. Asentamientos humanos - Petén (Departamento), Guatemala. Desarrollo urbano - Guatemala - Petén (Departamento). Desplazamiento y reacomodo de comunidades - Guatemala - Petén (Departamento). Tesis - Doctorado en Historia, Peninsular. CIENCIAS SOCIALES HISTORIA HISTORIA DE PAÍSES HISTORIA LOCAL HISTORIA LOCAL

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UNA PLANTA DE PROCESAMIENTO HIDROTERMAL UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR: UN ANÁLISIS TECNO-ECONÓMICO

Eduardo Bautista (2023, [Tesis de maestría])

"En este trabajo de tesis se aborda el modelado tecno-económico de una planta de procesamiento hidrotermal, la cual acoplará en su operación tecnología de concentración solar con el objetivo de transformar biomasa de carácter lignocelulósico (residuos de madera triturada) para obtener productos objetivo de alta densidad energética como lo son los biocombustibles: bio-crudo y gas de síntesis.

El diseño de la planta se contempla para procesar 1 tonelada diaria de desechos de madera, la cual trabaja mediante el uso de energía solar de concentración y gas natural con el objetivo de tener una operación continua."

Energía solar de concentración Licuefacción hidrotermal Biomasa Desechos forestales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA

EVALUACIÓN DE LA INTERACCIÓN ENTRE LAS ACTIVIDADES PRIORITARIAS DE PESCA Y CONSERVACIÓN EN EL SISTEMA SOCIOAMBIENTAL DEL GOLFO DE ULLOA. ESTUDIO DE CASO: Caretta caretta y Chelonia mydas (Linnaeus, 1758)

JEHIEL ZACIL RETANA ARELLANO (2023, [Tesis de maestría])

"El Golfo de Ulloa (GU) es un ecosistema de gran importancia socioeconómica y ecológica por su abundancia de recursos; se encuentra localizado en la costa occidental de Baja California Sur (BCS) bajo la influencia de la Corriente de California (CC). Debido a las artes de pesca empleadas en la zona, existe la interacción incidental con especies que no son el objetivo de la pesca, tal es el caso de las tortugas marinas, todas ellas sujetas a protección especial en la legislación nacional e internacional, sin embargo, a la fecha se desconoce una medición puntual de estas interacciones en el área; al respecto, en el presente trabajo se caracterizaron y dimensionaron las interacciones entre la actividad pesquera realizada con chinchorros y dos especies de tortugas marinas en la zona; para ello se consideró la información obtenida durante el censo pesquero de 2015 así como también la base de datos con información de avistamientos e interacciones de tortugas marinas con las actividades extractivas de la pesca realizada de junio 2015 a julio de 2016. Sobre la base de la información analizada, se registraron 5,661 chinchorros, de los cuales, el 95 % cumple con las medidas autorizadas en los permisos de pesca correspondientes. Por su parte, se registraron 458 avistamientos de tortugas marinas, de los cuales, el 56 % correspondió a tortuga amarilla y el resto a tortuga verde. Las interacciones de las tortugas con los sitios activos de pesca se categorizaron como: (1) viva sin enredo; (2) muerta sin enredo; (3) viva con enredo; y (4) muerta con enredo. Considerando ambas especies y estas categorías, para el periodo analizado, se observaron 85 registros, de los cuales, seis correspondieron a la categoría 1; cinco en la categoría 2; 42 en la categoría 3; y 32 en la categoría 4. Se determinó que la tortuga verde presentó mayor interacción (68.23 %) con respecto a la tortuga amarilla, con registros máximos en junio para ambas especies. Sobre estos registros, se creó un índice de interacción de artes de pesca y las tortugas marinas (IIAT), con el cual, se observó que el área de alto riesgo y daño dentro de la ZRP es muy reducida (<1 % del área total). Adicionalmente, a través de un análisis de probabilidad de Poisson se determinó que es considerablemente más probable (≈30 %) observar una tortuga viva y sin enredo que en cualesquiera de las otras tres categorías para las que se calculó una probabilidad máxima de observación de ≈12 % por cada cuadrante de 10 x 10 km..."

"The Gulf of Ulloa (GU) is an ecosystem of significant socioeconomic and ecological importance due to its abundance of resources. It is located on the western coast of Baja California Sur (BCS) and is influenced by the California Current (CC). Due to the fishing methods used in the area, there is bycatch with species that are not the target of fishing, such as sea turtles, all of which are subject to special protection under national and international legislation. However, there has been no specific measurement of these interactions in the area. In this study, the interactions between fishing activities using seine nets and two species of sea turtles in the area were characterized and quantified. The information obtained during the 2015 census and the database containing information on sea turtle sightings and interactions with fishing activities from June 2015 to July 2016 was considered. Based on the analyzed information, 5,661 seine nets were recorded, of which 95 % complied with the authorized measures in the corresponding fishing permits. Additionally, 458 sea turtle sightings were recorded, with 56 % corresponding to yellow turtles and the rest to green turtles. The interactions of turtles with active fishing sites were categorized as: (1) alive without entanglement; (2) dead without entanglement; (3) alive with entanglement; and (4) dead with entanglement. Considering both species and these categories, 85 records were observed during the analyzed period, of which six corresponded to category 1, five to category 2, 42 to category 3, and 32 to category 4. It was determined that the green turtle had a higher interaction rate (68.23 %) compared to the yellow turtle, with peak records in June for both species. Based on these records, an index of interaction between fishing gear and sea turtles (IIAT) was created. It was observed that the area of high risk and damage within the ZRP (Fishery Refuge Area) is very small (<1 % of the total area). Additionally, a Poisson probability analysis determined that it is considerably more likely (≈30 %) to observe an alive without entanglement turtle than in any of the other three categories, for which the maximum observation probability was ≈12 % for each 10 x 10 km quadrant..."

tortuga marina, captura incidental, pesca y conservación, refugio pesquero Sea turtle, bycatch, fishing and conservation, Fishery Refuge Area CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PECES Y FAUNA SILVESTRE PROTECCIÓN DE LOS PECES PROTECCIÓN DE LOS PECES

Dzit bacalito y las variedades de maíz frente a transgénico

Adriana Tapia Hernández Elda Miriam Aldasoro Maya (2023, [Libro])

La historieta está dirigida a público en general con interés en la vida campesina, y particularmente a niñas y niños, honrando las reflexiones y acciones de quienes conservan y resguardan las variedades nativas de maíz, conteniendo así la dispersión transgénica en el Área de Protección de Flora y Fauna Cañón del Usumacinta (Tenosique, Tabasco; México), territorio biocultural donde convergen saberes contemporáneos de las familias tseltales, choles, chontales y mestizas y donde recientemente se confirmó la presencia de los marcadores transgénicos P35S y T-NOS.

Dzit bacal Maíz nativo Variedades del maíz Maíz transgénico Conservación del maíz Área de Protección de Flora y Fauna Cañón del Usumacinta (Tabasco, México) CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA DESARROLLO VEGETAL DESARROLLO VEGETAL