Modelado y optimización de la conductividad térmica, conductividad eléctrica y propiedades de tensión de compuestos de HDPE-partículas de carbono mediante herramientas de inteligencia artificial

Edgar Miguel García Carrillo (2022, [Tesis de doctorado])

En el diseño de compuestos poliméricos, es de gran interés poder predecir y optimizar sus propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas, antes de su fabricación, con el fin de reducir el trabajo experimental y de obtener materiales con mejor desempeño para diversas aplicaciones. Sin embargo, esta tarea es complicada debido al comportamiento complejo y no lineal de las propiedades de los compuestos. En este trabajo se desarrollaron redes neuronales artificiales (RNA) como modelos de predicción con el objetivo de aproximar la conductividad térmica, la conductividad eléctrica y las propiedades de tensión de compuestos de polietileno de alta densidad (HDPE) adicionados con partículas de carbono (PC). En la implementación de estos modelos se utilizaron datos obtenidos experimentalmente. Los compuestos fueron preparados mediante mezclado en fundido, utilizando cuatro tipos de partículas de carbono de distinta geometría a diferentes concentraciones. Las RNA de tipo perceptrón multicapa (MLP), entrenadas mediante el algoritmo Levenberg-Marquardt y con una sola capa oculta mostraron el mejor desempeño predictivo. Los modelos de RNA mostraron una buena correlación entre los datos experimentales y simulados, lo cual está evidenciado por factores de correlaciones superiores a 0.97 en los datos de prueba. Además, los modelos de predicción de la conductividad térmica y del módulo elástico basados en RNA se ajustaron en mayor medida a los datos experimentales en comparación con modelos analíticos reportados en la literatura. También, se determinó el impacto relativo de cada variable de entrada sobre las propiedades de los compuestos, a través del tratamiento de los pesos sinápticos de las RNA mediante el método connection weight. Las ecuaciones derivadas de las RNA se utilizaron como funciones de ajuste de un algoritmo genético multi- objetivo (MOGA) con el fin de optimizar los parámetros de diseño que permiten maximizar la conductividad térmica y el módulo elástico, así como minimizar la conductividad eléctrica de los compuestos. Como resultado de la optimización, se obtuvo un conjunto de soluciones óptimas que pertenecen a la frontera de Pareto.

Como resultado de la optimización, se obtuvo un conjunto de soluciones óptimas que pertenecen a la frontera de Pareto. Una prueba de conformidad se llevó a cabo para validar la capacidad de optimización del método de algoritmos genéticos. Finalmente, este modelo podría ser adaptado para su aplicación en otras propiedades de compuestos, así como en un intervalo de variables extendido.

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Inteligencia Artificial como Estrategia en la Predicción de la Conductividad Térmica en Compuestos de Polipropileno/Nanotubos de Carbono

Daniela Alejandra Abreu Caceres (2022, [Tesis de maestría])

La eficiencia de los materiales compuestos complejos es importante a la hora de optimizar y predecir sus propiedades térmicas y eléctricas, con el fin, de ahorrar recursos, gastos y tiempo invertido antes de su fabricación, por ello, se emplean herramientas tradicionales como lo son, el uso de modelos analíticos, estos modelos, resultan fáciles de analizar, sin embargo, presenta una baja predicción a comparación de los datos experimentales. El uso de herramientas más sofisticadas, como lo son, la inteligencia artificial y una de sus ramas, el aprendizaje de máquina, resultan ser más precisos a la hora de optimizar valores. En este trabajo se analizaron las conductividades térmicas y eléctricas de los compuestos presentados en diferentes concentraciones a través de modelos analíticos, los cuales resultaron subestimar los valores de k y sobreestimar los valores de σ, con sus respectivas excepciones. Esto puede sugerir que los modelos analíticos, no aproximan los valores obtenidos experimentalmente en todos los casos. También se desarrollaron redes neuronales artificiales (RNA) como modelos de predicción con el objetivo de aproximar la conductividad térmica del polipropileno (PP) adicionados con nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT), implementando datos obtenidos experimentalmente. Los compuestos fueron preparados mediante mezclado en fundido, utilizando diferentes tipos de concentraciones (1, 2, 3 y 4%) tanto con el tratamiento, como sin el tratamiento de ultrasonido. Las RNA de tipo perceptrón multicapa (MLP), entrenadas mediante el algoritmo Levenberg-Marquardt y con 1 capa oculta mostraron el mejor desempeño predictivo. Los modelos de RNA mostraron una buena correlación entre los datos experimentales y simulados, lo cual está evidenciado por factores de correlaciones superiores a 0.99 en los datos de prueba. Además, los modelos de predicción de la conductividad térmica basados en RNA se ajustaron en mayor medida a los datos experimentales en comparación con modelos analíticos reportados en la literatura.

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Estudio de la modificación de hueso de aguacate y su incorporación en una matriz de PLA/EVA y polifosfato de amonio compatibilizado, para la

JOSE DAVID ZULUAGA PARRA (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo se propuso la fosfatación del hueso de aguacate con ácido fosfórico, además de la adición de urea para mejorar la estabilidad térmica y conferirle propiedades de retardancia a la flama intrínsecas al hueso de aguacate. Donde se estableció que 3 h de reacción y una concentración de ácido/urea de 1:4 fue suficiente para alcanzar una comparación de fósforo y nitrógeno cerca de 11%, de igual manera se determinó que la fosforilación mejora la estabilidad térmica del hueso de aguacate y le confiere características de retardancia a la flama, pero el biocompuesto lavado con NaOH 1N reemplaza a la urea con sodio en forma de iones y la urea promueve la formación de una capa carbonosa protegiendo al polímero mientras que el sodio no.

De igual manera, se estudió la inserción de anhídrido maleico (AM) en poli (ácido láctico) (PLA) (PLA-g-AM), buscando una relación de peróxido de dicumilo / anhídrido maleico (DCP:AM) adecuada para obtener el mayor grado de injerto. Se encontró que la relación 1:10 generó el mayor grado de injerto, que fue cerca del 1%; esto sin que el peso molecular del PLA se haya modificado significativamente. En seguida, partiendo del PLA-g-AM, se preparó el PLA funcionalizado con polifosfato de amonio (PLA-g-APP). Es importante mencionar que esta modificación química del PLA se llevó a cabo “en fundido”, sin la utilización de solvente alguno. Finalmente, se encontró que las propiedades mecánicas y la resistencia a la flama de los compuestos de PLA-g-APP son superiores a las del PLA puro. mejoran al estar funcionalizado el PLA con APP, en adición se mejora la estabilidad térmica de los compuestos de PLA y APP.

Por último, se estudió el efecto en conjunto entre el hueso de aguacate modificado y el APP, donde se estudió el aporte individual de cada de uno de los componentes formulados, se estudió el efecto en la retardancia a la flama del PLA-g-APP y el hueso de aguacate modificado, sobre una matriz de PLA/EVA, mediante pruebas de cono calorimétrico, UL-94 y LOI, donde se observó, una mejora en las propiedades de retardancia a la flama y se alcanzó una clasificación V-0. Se complementaron estos resultados con estudios fisicoquímicos a las cenizas del cono calorimétrico, donde se pudo proponer un mecanismo de retardancia, el cual es por intumescencia, además se determinó que la modificación del hueso de aguacate tiene un efecto positivo sobre la biodegradabilidad de los biocompuestos.

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Desarrollo y caracterización de membranas poliméricas sulfonadas basadas en copolímeros de estireno-co-viniltetrazol N-alquilado para su aplicación en celdas de combustible

DAYANARY GONZALEZ VELAZQUEZ (2022, [Tesis de maestría])

Se sintetizaron copolímeros de estireno-co-acrilonitrilo (St/AN) en dos composiciones (80:20 y 90:10) mediante polimerización en masa vía radicales libres utilizando BPO como agente iniciador, para después realizar el cambio del grupo nitrilo a tetrazol (St/VTz) mediante una reacción de cicloadición 1,3-dipolar de Huisgen. Posteriormente se llevó a cabo la alquilación de los copolímeros St/VTz utilizando 1-bromobutano, 1-bromohexano y 1-bromooctano como agentes alquilantes, para injertar cadenas alifáticas laterales de 4, 6 y 8 átomos de carbono (St/VTz-nC). Por último, se llevó a cabo la sulfonación de los diferentes sistemas poliméricos (St/AN-S, St/VTz-S y St/VTz-nC:S) utilizando ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) y una concentración de agente sulfonante de 100% mol con respecto a los anillos aromáticos teóricamente presentes, durante 4 h. La formación de los copolímeros fue corroborada mediante FT-IR y 1H y 13C RMN, además fueron caracterizados térmicamente mediante TGA y DSC y se determinó su masa molecular por GPC. Se prepararon membranas a partir de los copolímeros sulfonados utilizando el método de casting y posteriormente fueron evaluadas mediante absorción de agua (WU), Capacidad de Intercambio Iónico (IEC), Grado de Sulfonación (DS), Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS), y mecánicamente por Análisis Termomecánico (TMA). Los copolímeros con y sin sulfonación exhibieron las bandas vibratorias y las señales correspondientes a los grupos funcionales asociados a los comonómeros involucrados, así como el grupo sulfónico. La masa molecular de los copolímeros fue superior a 100,000 g/mol para todos los sistemas evaluados y térmicamente estables por encima de 200 °C, indicando que la alquilación no tiene un efecto significativo sobre la estabilidad térmica, mientras la sulfonación sí la reduce.

Sin embargo, los copolímeros continuaron siendo térmicamente estables por encima de los 150 °C. Se obtuvieron valores de Tg de ~110 °C para la serie St/AN, pero mayores para el sistema St/VTz, específicamente en el copolímero St/VTz-82, valores que disminuyen con el proceso de alquilación y que posteriormente incrementan nuevamente con la sulfonación, con valores por encima de los 100 °C, a excepción de los copolímeros St/VTz-82:6C:S y St/VTz-82:8C:S. Las propiedades mecánicas mostraron que la modificación del grupo nitrilo a tetrazol conlleva a un incremento en los valores de E*, mientras que la alquilación de los materiales disminuye los valores conforme la cadena alifática crece. Por otro lado, los copolímeros sulfonados con la composición 80:20 presentaron un incremento de E*, mientras que los 90:10 tuvieron un efecto contrario. Las membranas preparadas a partir de los copolímeros

sulfonados presentaron valores de WU de hasta 14 % y un IEC de hasta 3.58 mmol g-1. El grado de sulfonación (DS) de los copolímeros calculado por IEC llegó hasta 38% y por TGA solo a 26%. Los sistemas evaluados mediante EIS presentaron resistencias menores a 10 Ω por lo que los valores de conductividad protónica (σ) fueron hasta 6.86x10-3 y 8.02x10-3 Scm-1. Con los resultados obtenidos se concluyó que los copolímeros sulfonados basados en estireno-co-acrilonitrilo, estireno-co-viniltetrazol y estireno-co-viniltetrazol N- alquilado son materiales prometedores para su aplicación en celdas de combustible, con valores de conductividad protónica cercanos al Nafion, pero con valores superiores de IEC, destacando la membrana basada en el copolímero St/VTz-91:8C:S debido a los resultados obtenidos en cuanto a propiedades térmicas, mecánicas y de conductividad protónica.

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Preparación de nanomateriales termosensibles a base de MPEG/PEG-b-PNIPAM y ferritas de hafnio cargados con curcumina y evaluación de su potencial aplicación como agentes específicos de liberación controlada

Juan Carlos Romero Cabello (2022, [Tesis de maestría])

En esta tesis se sintetizaron copolímeros de bloques anfífilos compuestos por un bloque hidrófilo de poli(oxialquileno), como el polietilenglicol (PEG) o el metil polietilenglicol (MPEG) y un bloque termosensible de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM). La síntesis se llevó a cabo mediante la técnica de polimerización radicálica controlada denominada ATRP. Estos copolímeros están clasificados como materiales biocompatibles y biodegradables por lo que el propósito de este trabajo es utilizarlos como sistemas de liberación de fármacos. El homopolímero de bloque termosensible (PNIPAM) experimenta una temperatura de solución crítica baja (LSCT), cercana a la temperatura corporal (37oC), lo que permite su uso en aplicaciones biomédicas. El copolímero de bloque anfífilo MPEG/PEG-b-PNIPAM se funcionalizó al final de la cadena del polímero con azida de sodio (NaN3) para obtener MPEG/PEG-b-PNIPAM-N3 que luego se hizo reaccionar con 3- etinil piridina a través de una reacción de "química click” formando un grupo triazol terminal. Estos copolímeros se obtuvieron con rendimientos mayores al 90%. Las nanopartículas de ferritas de hafnio (Hf0.4Fe2.6O4) se prepararon por coprecipitación química inversa en NH4OH a partir de una solución acuosa de FeCl3-6H2O, FeCl2-4H2O y HfCl4. Posterior a ello se preparó un compósito de MPEG/PEG-b-PNIPAM-NPs mediante la mezcla física de las nanopartículas magnéticas de ferrita de hafnio (Hf0.4Fe2.6O4) y el el copolímero de bloque anfifílico MPEG/PEG-b-PNIPAM. Ambos materiales mostraron un comportamiento superparamagnético. Los copolímeros de MPEG/PEG-b-PNIPAM presentaron una temperatura de solución más baja (LCST) en el rango de 34-38 °C, que los hace ideales para su uso en aplicaciones biomédicas. Además, estos copolímeros mostraron que pueden cargar curcumina y liberarla después a una temperatura de 40 °C.

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LA CULTURA DE RESISTENCIA ANTE EL MEGAPROYECTO EN EL RÍO CUAUTLA (2013-2022)

Sendic Sagal Luna (2023, [Tesis de maestría])

“Por más de nueve años los campesinos opositores del municipio de Ayala, al sur del estado de Morelos, han mantenido una defensa del agua del río Cuautla. Durante este tiempo han reivindicado una postura ambientalista y de justicia social, que desborda y enfrenta los objetivos de gestión, administración y mercantilización del agua de la dirigencia de la Asociación de Usuarios del Agua del Río Cuautla, Manantiales y Corrientes tributarias “General Eufemio Zapata Salazar” (ASURCO), asociación que además de aglutinar y representar a más de seis mil ejidatarios y pequeños propietarios, es concesionaria de la infraestructura de riesgo desde 1994 y responsable de las dotaciones de agua de los usuarios. La resistencia en defensa del agua del río Cuautla he prevalecido ante la fase de imposición del acueducto para la termoeléctrica del Proyecto Integral Morelos (PIM), que va del 2013 al 2022. La relevancia político-simbólica de los que observaremos como una cultura de resistencia reside en la re-significación del mito de Zapata y en la reconstitución de las identidades transterritoriales, que toman lugar y forma en la protesta campesina y en los rituales festivo-religiosos de los habitantes afectados de Anenecuilco y Tenextepango. Como pueblos del municipio de Ayala, Morelos, Anenecuilco y Tenextepango se benefician de los terrenos fértiles en el ámbito rural aguas abajo del río Cuautla y se ven afectados por el trasvase de agua, a través del acueducto para la termoeléctrica ubicada en Huexca, municipio de Yecapixtla, al nororiente morelense. Otro proceso que se observa en relación con la imposición del acueducto en el río Cuautla, es el de las intervenciones directas-indirectas de las fuerzas de seguridad y otros grupos armados; intervenciones armadas que han impactado negativamente en la resistencia y en la vida cotidiana de los habitantes en los pueblos al suroriente de Morelos”.

Conflictos en torno al agua - México - Cuautla, Morelos. Abastecimiento de agua - Morelos. Cuautla, río - Aspectos ambientales. Central termoeléctrica Huexca (México). Tesis - Maestría en Antropología Social, CDMX. CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA SOCIOLOGÍA DE LOS ASENTAMIENTOS HUMANOS SOCIOLOGÍA ECOLÓGICA SOCIOLOGÍA ECOLÓGICA

LA GASTRITIS EN AMATLÁN, MORELOS DE EMOCIONES, ELECCIONES Y CONDICIONES PARA TRATARLA

Everardo Urquiza Martínez (2023, [Tesis de maestría])

"En México, la quinta causa de morbilidad son las úlceras, gastritis y duodenitis según el anuario epidemiológico de la Secretaria de salud del 2021. Desde la perspectiva biomédica, la gastritis es una enfermedad que provoca un aumento en la producción de ácido gástrico, produciendo lesiones en el estómago. Se considera que se puede presentar de forma crónica o aguda. La etiología biomédica remite sus causas a la bacteria Helycobacter Pylori, malos hábitos alimenticios y de consumo, lesiones internas, como consecuencia de otras enfermedades y por nerviosismo (Valdivia, 2011). Su diagnóstico usualmente se realiza mediante inspección médica sin exámenes o pruebas de laboratorio y, si bien se controlan los síntomas, su cronicidad depende de otros múltiples factores que intentaremos averiguar (Valdivia, 2011). Por otro lado, la psicología la considera una enfermedad psicosomática, según el psicólogo y antropólogo Sergio López (2002), vinculada al estrés, ansiedad y nerviosismo. Según curanderos locales de Amatlán de Quetzalcóatl, Morelos, dicha enfermedad es un padecimiento recurrente en el pueblo, que forma parte del municipio de Tepoztlán. Dado que la gastritis es una de las enfermedades más comunes en México y se asocia a malestares emocionales en su acepción psicológica y popular, la intención es averiguar cómo las personas enfermas con gastritis construyen y representan socioculturalmente la enfermedad, indagando la perspectiva provista por los curadores, explorando la relación de su vida cotidiana, sus emociones y las condicionantes estructurales para tratarla y vivir con ella mediante los recursos disponibles. La idea es analizar los aspectos subjetivos del padecimiento mediante el entramado emocional, que conlleva nociones de sentido y significaciones culturales interiorizadas que moldean el horizonte afectivo local".

Gastritis - Aspectos nutricionales. Gastritis - Tratamiento - Amatlán, Morelos. Medicina tradicional - Morelos - Amatlán. Gastritis - Aspectos psicológicos. Tesis - Maestría en Antropología Social, CDMX. CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA PROBLEMAS SOCIALES ENFERMEDAD ENFERMEDAD

Evaluación de sobrecarga por cifrado en redes multisalto para la internet de las cosas médicas

Evaluation of encryption overload in multihop networks for the internet of medical things

Adrián Neftalí Sánchez (2022, [Tesis de maestría])

El Internet de las cosas médicas (IoMT por sus siglas en ingles) permitirá habilitar servicios y aplicaciones enfocados a diagnósticos más precisos y mejorar la cobertura efectiva de los sistemas de salud. Para esto, es necesario la recolección y envío de información de salud de las personas a través de sensores que monitorean continuamente los signos vitales de las personas. El envío a través de redes para el internet de las cosas (IoT por sus siglas en ingles) de información de salud plantea varios retos importantes para los sistemas de comunicaciones. Uno de los más relevantes es el de preservar la confidencialidad y privacidad de la información desde su recolección hasta su tratamiento y almacenamiento. Esto es especialmente complejo considerando que los sensores utilizados suelen tener pocos recursos en términos de memoria y capacidad de procesamiento. Por lo tanto se han propuesto una serie de algoritmos que cifran esta información de una manera eficiente usando los recursos limitados con los que cuentan estos dispositivos. Estos algoritmos han sido evaluados desde la perspectiva de consumo de potencia y rendimiento. Sin embargo, no se ha hecho una evaluación de cómo éstos afectan el comportamiento de una red IoMT en su conjunto. El presente trabajo de investigación busca evaluar el comportamiento de la implementación de una red IoMT cuya pila de tecnologías en su capa de seguridad utilice algoritmos de cifrado ligero para proteger información desde el momento de conformación de la red. Para realizar esta evaluación se consideraron 5 candidatos de algoritmos de cifrado ligero del concurso que está llevando a cabo el instituto nacional de estándares y tecnología de los Estados Unidos (NIST por sussiglas en ingles), con los cuales utilizando métricas de red, se evaluó el comportamiento de la red al variar entre los distintos algoritmos de cifrado ligero además de compararlos con una implementación del cifrado por defecto AES-128 y una implementación sin ningún tipo de cifrado. Para realizar las diferentes implementaciones con las que se realizó esta evaluación se utilizó el sistema operativo IoT Contiki-ng el cual fue implementado tanto en dos distintos simuladores (Cooja y Renode) como en el dispositivo físico Sensortag-CC2650.

The Internet of medical things (IoMT) will enable services and applications focused on more accurate diagnoses and improve the effective coverage of health systems. For this, it is necessary to collect and send people’s health information through sensors that continuously monitor people’s vital signs. Delivering health information over internet of things networks (IoT) poses several significant challenges for communications systems. One of the most relevant is to preserve the confidentiality and privacy of the information from its collection to its treatment and storage. This is especially complex considering that the sensors used tend to have few resources in terms of memory and processing capacity. Therefore, a series of algorithms have been proposed that encrypt this information efficiently using the limited resources available to these devices. These algorithms have been evaluated from the perspective of power consumption and performance. However, no assessment has been made of how these affect the behavior of an IoMT network as a whole. This research work seeks to evaluate the behavior of an implementation of an IoMT network whose stack of technologies in its security layer uses lightweight encryption algorithms to protect information from the moment the network is formed. To carry out this evaluation, 5 candidates for lightweight encryption algorithms from the contest being carried out by National Institute of Standards and Technology (NIST) were considered, with which, using network metrics, the behavior of the network was evaluated for different lightweight encryption algorithms in addition to comparing them. with an implementation of the default encryption AES-128 and an implementation without any encryption. To carry out the different implementations with which this evaluation was carried out, the IoT Contiki-ng operating system was used, which was implemented both in two different simulators (Cooja and Renode) and in the physical device Sensortag-CC2650.

IoT, IoMT, Contiki-NG, WSN, 6LoWPAN, RPL, IPv6, DTLS, TLS, PSK, TinyDTLS, CoAP, CC2650, CC2538, Grain-128AEAD, Xoodyak, ASCON, GIFT-COFB, TinyJambu, AES-128 IoT, IoMT, Contiki-NG, WSN, 6LoWPAN, RPL, IPv6, DTLS, TLS, PSK, TinyDTLS, CoAP, CC2650, CC2538, Grain-128AEAD, Xoodyak, ASCON, GIFTCOFB, TinyJambu, AES-128 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES

Determinantes tecnológicos de las decisiones de inversión: un análisis de la industria manufacturera mexicana

Technological determinants and investment decisions: a Mexican manufacturing industry analysis

CELINA LOPEZ MATEO SANJUANA MARTHA RIOS MANRIQUEZ RUBEN MOLINA SANCHEZ (2015, [Artículo])

En este trabajo se analiza la influencia de determinantes tecnológicos en las decisiones de inversión de las empresas manufactureras mexicanas. Se utilizan estimaciones de eficiencia obtenidas a partir del Análisis Envolvente de Datos (DEA, por sus siglas en inglés), así como indicadores tecnológicos para las regresiones a través de Mínimos Cuadrados Ordinarios (MCO). El análisis se realiza partiendo de datos de corte transversal. La evidencia empírica sugiere que la eficiencia técnica a partir de los factores productivos capital y trabajo puede incentivar los niveles de inversión.

The influence of technological determinants on the investment decisions of Mexican manufacturing firms is discussed in this work. Efficiency estimates obtained from the Data Envelopment Analysis (DEA) and technology indicators for the regressions through Ordinary Least Squares (OLS) are used to develop the study. The analysis is based on cross-sectional data. Empirical evidence suggests that the technological efficiency that arises from productive factors (capital and labor) may encourage investment.

CIENCIAS SOCIALES Inversión Tecnología Manufactura Investment Technology Manufacture

Los retos de la adopción tecnológica en el sector hídrico de Latinoamérica

ROBERTO ROMERO PEREZ DENISE SOARES (2014, [Libro])

Esta publicación concentra las ponencias presentadas en el seminario-taller, llevado a cabo en la Ciudad de México en diciembre de 2013 y que tuvo como objetivo el intercambio de experiencias entre especialistas en proceso de adopción social de tecnologías en el sector hídrico de Latinoamérica.

Recursos hídricos Tecnología apropiada Transferencia de tecnología América Latina CIENCIAS SOCIALES