Nuevas tecnologías para prevención y análisis de inundaciones

ALBERTO GUITRON GABRIELA COLORADO RUIZ Eduardo Alexis Cervantes Carretero (2012, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Modelación hidrológica de la cuenca del río Conchos – Modelación de la cuenca del río Yautepec – Interfaz del usuario – Resultados – Conclusiones y recomendaciones – Referencias.

Existen diversos métodos para el pronóstico de avenidas que se han aplicado a la prevención de inundaciones en el país, pero la falta de datos suficientes y apropiados frecuentemente conduce a errores significativos. Sin embargo, la base para aplicar las medidas de apoyo que minimizan los riesgos es conocer las zonas afectadas y la magnitud del evento hidrometeorológico durante una inundación con el mayor detalle posible con los modelos de simulación y sistemas de información geográfica, que son las herramientas más importantes para lograr un manejo del riesgo y los daños por eventos extremos en zonas de interés. Por lo tanto, para la determinación de la zona afectada, actualmente la herramienta principal son los mapas de riesgo. Por otra parte, se estima que el cambio climático global modificará el régimen hidrológico significativamente. Aunque en México los cambios en el régimen anual de precipitación apuntarán a la baja de acuerdo con las estimaciones publicadas hasta el momento, los fenómenos extremos podrán no seguir la misma tendencia. Por tanto, es necesario revisar los parámetros de diseño de las obras hidráulicas existentes y estimar cómo se modificarán por los efectos del cambio climático. Para abordar esta problemática, se desarrolló un algoritmo que permite la comunicación de dos modelos, uno que transforma la lluvia en escurrimiento y otro que transita el escurrimiento en una corriente natural. Con los resultados del caudal transitado y asociado a un modelo digital de elevación, se tienen elementos para definir el área de inundación con la precisión requerida.

Introducción – Modelación hidrológica de la cuenca del río Conchos – Modelación de la cuenca del río Yautepec – Interfaz del usuario – Resultados – Conclusiones y recomendaciones – Referencias.

Control de crecidas Modelos hidrológicos Programas de computación Informes de proyectos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Regulación de una red de canales de riego

FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA LUIS RENDON PIMENTEL (2002, [Artículo])

La mayor parte de la producción agrícola de México se genera en las zonas denominadas distritos y unidades de riego. En estas áreas, la disponibilidad y la competencia por el agua ha obligado a emprender programas de tecnificación integral que permitan mejorar el uso eficiente del agua y su productividad. Así, de 1996 a 2001 se tecnificaron alrededor de 700 mil hectáreas con sistemas de riego de baja y alta presión y se construyeron redes colectivas de baja presión en superficies de 500 a 4000 hectáreas en varios de estos distritos. Asimismo, la transformación de los sistemas de riego parcelario y de la distribución inter-parcelaria necesita de un cambio en la regulación de los canales principales, a fin de que se pueda brindar a los usuarios un servicio de riego flexible, seguro, equitativo y eficiente. En varias zonas de riego del país los canales laterales se han sustituido por redes colectivas de baja presión, entubadas con materiales plásticos y alimentadas por estaciones de bombeo o por los propios canales cuando ha existido carga suficiente. La regulación de canales de riego consiste en optimar el proceso de conducción y distribución del agua desde la fuente de abastecimiento hasta los sitios de utilización para satisfacer la demanda evapotranspirativa de los cultivos existentes en una zona de riego. Esta optimación consiste en generar y aplicar reglas de control para adaptar el transporte y la distribución del agua en los canales principales a los programas de extracción de las tomas laterales. Aunque la regulación de canales puede abordarse bajo diferentes puntos de vista, la metodología de regulación propuesta resulta fácilmente adaptable a redes de canales de diferente configuración sujetas a variaciones temporales. Los resultados obtenidos permiten concluir que la aplicación de la teoría de control en la regulación de canales es una alternativa que ayuda a reducir las pérdidas de agua debidas a la operación, así como a mejorar el servicio de la irrigación en los distritos de riego.

Regulación de canales Algoritmos de control CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

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

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

Determinación del origen de la contaminación en pozos de los ramales Tláhuac (Netzahualcóyotl) y Mixquic-Santa Catarina y estudio de alternativas de tratamiento para entrega de agua potable en los puntos denominados: Viveros-Cuenca Lechera y Hospital Psiquiátrico, Distrito Federal

MARTÍN PIÑA SOBERANIS Silvia Gelover Santiago María de Lourdes Rivera Huerta MIGUEL ANGEL MEJIA GONZALEZ (2017, [Documento de trabajo])

Los objetivos generales del proyecto fueron: 1) Determinar el origen de la contaminación en pozos del ramal Mixquic-Santa Catarina; 2) Proponer el diseño de pozos que favorezcan extraer agua de mejor calidad en los ramales Tláhuac (Nezahualcóyotl) y Mixquic Santa Catarina; 3) Seleccionar el tren de tratamiento más adecuado para la remoción de contaminantes, con el fin de entregar agua potable en los puntos denominados, Hospital psiquiátrico y Viveros-Cuenca Lechera, Ciudad de México; 4) Desarrollar las ingenierías básicas o de proceso y las ingenierías de detalle para la construcción de una planta potabilizadora de 5l/s, para distribuir agua en el punto de entrega Hospital Psiquiátrico, y otro de 20 l/s para Viveros-Cuenca lechera.

Contaminación de aguas subterráneas Análisis del agua Calidad del agua Control analítico de calidad Cuencas CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Tecnologías de riego parcelario para reducción de volúmenes de agua e incremento de la productividad del agua

Juan Manuel Angeles CARLOS ARMANDO DE LOS SANTOS GARCIA (2013, [Documento de trabajo])

Introducción – Metodología general: guía para la producción de granos mediante técnicas de riego por gravedad de alta eficiencia con surcos alternos y riego intermitente; Una guía para la producción de cultivos hortícolas en invernadero; Programa para la evaluación de sistemas de riego parcelario (versión beta); Resultados guía para producción de granos mediante técnicas de riego por gravedad de alta eficiencia con surcos alternos y riego intermitente; Resultados del seguimiento a la producción de cultivos hortícolas en invernadero; Resultados del programa para la evaluación de sistemas de riego parcelario (versión beta).

Riego de superficie Riego intermitente Riego por inundación controlada Productividad de las tierras Informes de proyectos Sinaloa Sonora INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Sustainable maize intensification through site-specific nutrient management advice: Experimental evidence from Nigeria

Miet Maertens Oyakhilomen Oyinbo Tahirou Abdoulaye Jordan Chamberlin (2023, [Artículo])

There is growing evidence on the impacts of site-specific nutrient management (SSNM) from Asia. The evidence for Sub-Saharan Africa (SSA), where SSNM developments are more recent and where conditions concerning soil fertility and fertilizer use differ importantly from those in Asia, is extremely scarce. We evaluate a SSNM advisory tool that allows extension agents to generate fertilizer recommendations tailored to the specific situation of an individual farmer’s field, using a three-year randomized controlled trial with 792 smallholder farmers in the maize belt of northern Nigeria. Two treatment arms were implemented: T1 and T2 both provide SSNM information on nutrient use and management, but T2 provides additional information on maize price distributions and the associated variability of expected returns to fertilizer use. We estimate average and heterogenous intent-to-treat effects on agronomic, economic and environmental plot-level outcomes. We find that T1 and T2 lead to substantial increases (up to 116%) in the adoption of good fertilizer management practices and T2 leads to incremental increases (up to 18%) in nutrient application rates, yields and revenues. Both treatments improve low levels of nutrient use efficiency and reduce high levels of greenhouse gas emission intensity, after two years of treatment. Our findings underscore the possibility of a more gradual and sustainable intensification of smallholder agriculture in SSA, as compared with the Asian Green Revolution, through increased fertilizer use accompanied by improved fertilizer management.

Randomized Controlled Trial CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA TECHNOLOGY ADOPTION AGRICULTURAL EXTENSION GREEN REVOLUTION FERTILIZERS GREENHOUSE GAS EMISSIONS

Ecofisiología de Ocimum basilicum con termoacondicionamiento y su efecto sobre Peronospora belbahrii

MIRELLA ROMERO BASTIDAS Bernardo Murillo Amador Luis Guillermo Hernández Montiel ENRIQUE TROYO DIEGUEZ Alejandra Nieto Garibay (2022, [Artículo])

"El mildiu velloso (Peronospora belbahrii) afecta el desarrollo de la albahaca (Ocimum basilicum) y su control es complicado, debido al uso restringido de fungicidas. El objetivo de este estudio fue someter semillas de albahaca variedad Nufar a tratamientos de termoacondicionamiento de 40, 50 y 60°C expuestas a diferentes intervalos de tiempo (30, 60 y 90 min) para evaluar la relación existente entre la aparición de los síntomas de la enfermedad con la humedad relativa y temperatura

ambiente, así como el efecto de los tratamientos de preacondicionamiento de la semilla en la severidad e incidencia de la enfermedad en la planta, y su respuesta fisiológica. Las semillas se sembraron en macetas bajo malla sombra y

cuando las plantas alcanzaron 15 cm de crecimiento, se infectaron con P. belbahrii. La incidencia de la enfermedad se determinó semanalmente y 60 días después de la siembra se determinaron las variables morfométricas y fisiológicas mostrando diferencias significativas entre temperatura, tiempo de exposición e interacción en la mayoría de las variables evaluadas. Se observó una disminución en la incidencia de la enfermedad en plantas de semillas sometidas a condicionamiento térmico tratadas a 60°C por 60 min de exposición. Este mismo tratamiento mostró menor apertura estomática y transpiración y mayor concentración subestomatal de

CO2, lo que sugiere una probable relación con la entrada de P. belbahrii a la hoja disminuyendo su incidencia."

Control, crecimiento, mildiu, temperatura, vigor BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA)

Monitoreo de playas prioritarias

NORMA RAMIREZ SALINAS JUAN LEODEGARIO GARCIA ROJAS (2012, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en la prueba, para Enterococos en agua de mar, llevada a cabo en 37 playas de Campeche, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Nayarit y Veracruz.

Control de calidad del agua Análisis bacteriológico Agua de mar Campeche Chiapas Guerrero Jalisco Nayarit Veracruz INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Impacto del cambio climático en la calidad del agua y propuesta de políticas públicas a la dependencia competente

NORMA RAMIREZ SALINAS Camilo Vázquez Bustos (2012, [Documento de trabajo])

Este estudio busca un seguimiento al trabajo hasta hoy realizado en el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua con respecto a la relación cambio climático y calidad del agua, con el fin de presentar propuestas de políticas públicas a las autoridades competentes con base a los estudios efectuados en el IMTA en los últimos cinco años.

Control de calidad del agua Cambio climático Impacto ambiental Política ambiental Política pública INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA