Uso de vehículos aéreos no tripulados (VANTs) en ingeniería de riego

WALDO OJEDA BUSTAMANTE Jorge Flores-Velazquez ALBERTO GONZALEZ SANCHEZ RONALD ERNESTO ONTIVEROS CAPURATA Ernesto Olvera Braulio Robles (2015, [Documento de trabajo])

El monitoreo de las variables de sistema agua-suelo-planta-atmosfera para la gestión de las zonas agrícolas, consume gran cantidad de tiempo, recursos económicos, instrumentales y humanos, debido a la alta frecuencia de información de variables que requieren, aunado a la dificultad de acceso a las zonas de producción, provoca que frecuentemente el monitoreo de estas variables sea deficiente, disperso y requiere de un tratamiento previo para revisar la calidad y validación espacial y temporal. Para resolver este problema se empiezan a utilizar tecnologías nuevas o mejoradas, de alto potencial que facilitan la toma, procesamiento y despliegue de imágenes espaciales y temporales mediante el uso de satélites, aviones y vehículos aéreos no tripulados. Ante la necesidad de aplicar estas nuevas herramientas tecnológicas, el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua realizó un proyecto para generar y validar aplicaciones potenciales en las áreas de riego y drenaje. En este informe, se presentan los resultados en 2015 donde se capacitó en el uso y manejo de esta tecnología, así como en el desarrollo de aplicaciones y su validación en campo para obtener imágenes y datos con fines de monitoreo, seguimiento y evaluación del riego parcelario, supervisión de la infraestructura hidroagrícola en zonas de riego y en la elaboración de planos topográficos.

Riego Monitoreo del ambiente Aviones no tripulados INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evaluación del desempeño climático de un invernadero baticenital del centro de México mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)

Climate performance evaluation of a greenhouse in central Mexico using computational fluid dynamics (CFD)

JORGE FLORES VELAZQUEZ ENRIQUE MEJIA SAENZ IRINEO LORENZO LOPEZ CRUZ (2014, [Artículo])

Una de las principales actividades económicas en México es la producción de hortalizas para satisfacer el mercado estadounidense y la superficie cultivada en ambiente protegido aumenta alrededor de 20 % anualmente. Pero la producción es restringida debido a temperaturas altas y bajas en periodos específicos, planteando la necesidad de un sistema de enfriamiento. La ventilación natural eficiente es un método efectivo para controlar el clima, pero su descripción es compleja y una simplificación demanda mayor conocimiento del proceso. El objetivo del presente estudio fue mostrar, mediante el planteamiento y la solución del modelo físico de movimiento del aire, la representación visual del flujo en un invernadero baticenital de 10 naves (110×90×4.7), típico del centro de México, y la distribución de temperaturas en el interior donde se simula un cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) totalmente desarrollado (IAF=4).

Invernaderos Clima Energía eólica Sistemas de computación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Intercalibración de las pruebas con Daphnia magna y Pseudokirchneriella subcapitata en México: herramientas potenciales para el monitoreo ambiental

ANIA MENDOZA CANTU PATRICIA RAMIREZ ROMERO YOLANDA PICA GRANADOS ALMA SOCORRO SOBRINO FIGUEROA (2013, [Artículo])

En México, como en otros países en desarrollo, el conocimiento sobre el grado de contaminación y sus efectos en los ecosistemas locales se ha generado siguiendo objetivos de investigación específicos que emplean metodologías de distinta naturaleza. Dado que aún existen vacíos de información en el tema, es importante impulsar el uso generalizado de pruebas ecotoxicológicas que empleen protocolos estandarizados y que sirvan como herramientas regulatorias para establecer medidas integrales de protección al ambiente. Por lo anterior, el presente estudio tuvo como objetivo demostrar, a través de ejercicios de intercalibración, previo desarrollo de talleres de homologación de capacidades, el potencial de los protocolos de ensayo con Daphina magna y Pseudokirchneriella subcapitata (antes Selenastrum capricornutum) para generar resultados confiables en laboratorios con poca experiencia en este campo. Esto permitirá impulsar el empleo de herramientas bioanalíticas en México para el monitoreo ambiental, las cuales favorecen la evaluación integral de los problemas de contaminación en los cuerpos de agua. Los resultados de los ejercicios de calibración interna de los laboratorios demostraron que en un corto plazo es posible lograr una repetibilidad aceptable en las pruebas y un desempeño adecuado de los protocolos, lo cual apoya la idea de que estos protocolos son pertinentes para su empleo en programas de monitoreo ambiental, aún en países donde actualmente se cuenta con pocos recursos humanos capacitados y laboratorios aptos para tal fin.

Intercalibración Daphnia magna Monitoreo del ambiente Ambiente acuático BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Indicadores de integridad ecológica y salud ambiental para las cuencas de los ríos Yautepec y Cuautla, Morelos: primera etapa

Perla Alonso_EguíaLis JORGE LUIS IZURIETA DAVILA REBECA GONZALEZ VILLELA (2016, [Documento de trabajo])

Los objetivos del proyecto son: 1) Síntesis de la investigación que se ha realizado sobre monitoreo y biomonitoreo; 2) Análisis del cambio climático y del régimen de caudal en las cuencas; 3) Localización física y análisis de los factores de estrés al sistema, como descargas, calidad del agua y alteraciones hidrológicas generadas por modificaciones hidráulicas; 4) Localización de sitios de referencia para bioindicadores; y 5) Elaboración de un sistema de información geográfica.

Contaminación ambiental Ambiente acuático Indicadores ambientales Sistemas de información geográfica Río Yautepec Río Cuautla BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Drones y sistemas de información geográfica en la ingeniería hidroagrícola

WALDO OJEDA BUSTAMANTE JORGE FLORES VELAZQUEZ HELENE EMMI KARIN UNLAND WEISS (2014, [Documento de trabajo])

Los vehículos aéreos no tripulados, también conocidos como VANTs, UAVs, o más comúnmente drones, son una alternativa actual para estimar variables de interés hidroagrícola en forma remota. Ante el desarrollo que presentan los vehículos aéreo no tripulado, es de interés para el IMTA conocer las principales características y componentes de los drones más utilizados con fines agrícolas. Mediante el tratamiento de imágenes obtenidas por los VANTs, el IMTA puede contar con las herramientas tecnológicas para obtener información de las parcelas, cultivos, suelos, de la infraestructura hidroagrícola, etc.

Agricultura Monitoreo del ambiente Sistemas de Información Geográfica Aviones no tripulados Informes de proyectos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Detección de comportamiento no verbal en interacción humano-robot

Detection of non-verbal behavior in human-robot interaction

Ernesto Adrián Lozano De la Parra (2023, [Tesis de maestría])

La comunicación no verbal desempeña un papel vital en la interacción humana. En el contexto de la interacción humano-robot (IHR), los robots sociales están diseñados principalmente para la comunicación verbal con los humanos, dejando a la comunicación no verbal como un área de investigación abierta. En este trabajo, se presenta una arquitectura flexible y abierta llamada Software Arquitechture for Nonverbal Interaction in Human-Robot Interaction (SANI-HRI) diseñada para facilitar las interacciones no verbales en IHR. Entre sus componentes se encuentra un Cuaderno Computacional P2P basado en navegador web, aprovechado para codificar, ejecutar y compartir programas reactivos. Pueden incluirse modelos de aprendizaje automático para el reconocimiento en tiempo real de gestos, poses y estados de ´animo, empleando protocolos como MQTT. Otro componente clave es un Broker para distribuir datos entre distintos dispositivos físicos, como robots, dispositivos vestibles y sensores ambientales, así como modelos de aprendizaje automático que comprendan diferentes tipos de datos. Se demuestra la utilidad de esta arquitectura mediante tres escenarios de interacción: (i) el primero que emplea la proxémica y la dirección de la mirada para iniciar un encuentro improvisado, (ii) un segundo que utiliza técnicas de visión por computadora para detectar y analizar expresiones faciales y corporales, así como el uso sensores biométricos para obtener datos de ritmo cardiaco durante una rutina de ejercicio, y (iii) un tercero que incorpora el reconocimiento de objetos y Modelos de Lenguaje Grandes para sugerir comidas a cocinar en función de los ingredientes disponibles. Estos escenarios ilustran cómo los componentes de la arquitectura pueden integrarse para abordar nuevos escenarios, en los que los robots necesitan inferir señales no verbales de los usuarios.

Nonverbal communication plays a vital role in human interaction. In the context of Human-Robot Interaction (HRI), social robots are designed primarily for verbal-based communication with humans, making nonverbal communication an open research area. We present a flexible, open framework called Software Architecture for Nonverbal Interaction in Human-Robot Interaction (SANI-HRI) designed to facilitate nonverbal interactions in HRI. Among its components it has a P2P Browser-Based Computational Notebook, leveraged to code, run, and share reactive programs. Machine-learning models can be included for real-time recognition of gestures, poses, and moods, employing protocols such as MQTT. Another key component is a broker for distributing data among different physical devices like the robot, wearables, and environmental sensors and also machine learning models. We demonstrate this framework’s utility through three interaction scenarios: (i) the first one employing proxemics and gaze direction to initiate an impromptu encounter, (ii) a second that uses computer vision techniques to detect and analyze facial and body expressions, as well as the use of biometric sensors to obtain heart rate data during a workout routine, and (iii) a third one incorporating object recognition and a Large-Language Model to suggest meals to be cooked based on available ingredients. These scenarios illustrate how the framework’s components can be seamlessly integrated to address new scenarios, where robots need to infer nonverbal cues from users.

Interacción humano-robot, Comunicación no verbal, Broker MQTT, Notebook computacional, Modelos linguísticos grandes, SANI-HRI Human-robot interaction, Nonverbal communication, Broker MQTT, Computational notebook, Large language models, SANI-HRI INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES SISTEMAS DE RECONOCIMIENTO DE CARACTERES SISTEMAS DE RECONOCIMIENTO DE CARACTERES

Diagnóstico de calidad del agua y caracterización de las dos especies de sargazo que arriban a las costas de Cancún, Puerto Morelos y Playa del Carmen

María del Pilar Saldaña Fabela Jorge Luis Izurieta Dávila María Antonieta Gómez Balandra MARICELA MARTINEZ JIMENEZ Camilo Vázquez Bustos (2019, [Documento de trabajo])

En 2009 se detectaron los primeros varamientos de sargazo en las costas de África, y de 2011 a 2015 se presentaron en México. La biomasa de sargazo que llegó en 2015 a México se consideró un evento masivo, y el evento que se registró en 2018 en el Caribe mexicano fue 5 veces más grande. Este fenómeno de arribazón del sargazo plantea graves problemas para los ecosistemas locales e industrias importantes, como el turismo y la pesca. Ante esta problemática SEMARNAT planteo 9 ejes rectores, siendo abordados en el proyecto los correspondientes a dos ejes. El de monitoreo de la zona costera y la investigación sobre las dos especies de macroalgas que llegan al Mar Caribe, planteándose el siguiente objetico: Evaluar la calidad del agua de la zona costera, así como caracterizar los aspectos fenológicos del sargazo en las playas donde existe varamiento de la macroalga.

Calidad del agua Agua costera Eutroficación Monitoreo del ambiente BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Propuesta de un programa de monitoreo y evaluación de sustancias tóxicas, persistentes y bioacumulables (STPB) en cuencas hidrológicas y acuíferos

ANNE MARGRETHE HANSEN HANSEN (2010, [Documento de trabajo])

El objetivo de este trabajo es contribuir en la preparación de un programa nacional de monitoreo de vigilancia de Sustancias Tóxicas Persistentes y Bioacumulables (STPB) en cuencas hidrológicas y acuíferos. Se definieron criterios de selección y se obtuvieron listas de STPB “prioritarias”, cuyo monitoreo puede implementarse de forma inmediata sin cambios en regulaciones existentes e infraestructura, y de STPB “candidatas”, que deben investigarse con mayor detalle antes de ser incluidas en el programa de monitoreo.

Cuencas Acuíferos Monitoreo del agua Sustancias tóxicas Informes de proyectos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Sistema de cómputo para el análisis y diseño óptimo de redes de distribución de agua potable

Velitchko Tzatchkov JORGE LUIS IZURIETA DAVILA (1996, [Artículo])

Se presenta un nuevo sistema de cómputo que automatiza y optimiza el diseño de redes de agua potable, con las siguientes posibilidades: digitalización, análisis estático y dinámico, selección óptima de los diámetros, diseño de cruceros, cálculo del costo, despliegue de los resultados en tablas y gráficas, isolíneas, superficies piezométricas, impresión de los resultados y dibujo de planos del proyecto ejecutivo. El sistema divide al plano de la localidad en un mosaico de segmentos según la escala deseada, con lo cual puede procesar proyectos de ciudades grandes en escalas de proyecto ejecutivo. El sistema corre dentro de AutoCAD 12. Para el cálculo hidráulico de la red se utiliza la solución de Newton-Raphson, con incógnitas en las cargas piezométricas de los nodos. En el análisis dinámico se ejecuta el cálculo hidráulico para cada hora del día considerando la variación de la demanda y el llenado y vaciado de los tanques. La selección de los diámetros se realiza por un procedimiento de enumeración de variantes, guiándose por el cumplimiento de las condiciones hidráulicas de velocidades admisibles y presión requerida.

Sistemas de computación Redes de distribución de agua Agua potable INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica: etapa 2

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2014, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Este informe describe el desarrollo de la segunda y última etapa del proyecto sobre modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica. El objetivo general del proyecto ha sido desarrollar un sistema computacional que integre un modelo de análisis y diseño de redes de agua potable con sistemas de información geográfica, demanda estocástica, sectorización apoyada en la teoría de los grafos y modelación de los tanques de regulación, e incluya los nuevos adelantos en la materia y las nuevas necesidades de la Comisión Nacional del Agua, basadas en su nuevo manual de modelación hidráulica y de la calidad del agua en redes de distribución.

Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Sistemas de Información Geográfica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA