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Dinámica de absorción de nitrógeno en bosques alpinos afectado por altitud y exposición

LUIS REYNALDO MONTOYA JIMÉNEZ (2019)

"El crecimiento de las masas forestales depende de varios factores, entre ellos, el edáfico que incide sobre el suministro de nutrientes y agua para los árboles (Lázaro-Dzul et al., 2012). La disponibilidad de nutrientes influye en las funciones esenciales y específicas en el metabolismo de las plantas; es por eso que la provisión, principalmente de macronutrientes como el nitrógeno y el fosforo es indispensable para mantener la productividad de los bosques y plantas (Hernández y Rubilar, 2012). Los efectos actuales del cambio climático sobre los ecosistemas del planeta, cobran cada vez más importancia y generan una mayor necesidad para comprender cómo funcionan los ecosistemas, es decir, procesos importantes como los flujos de energía, biomasa, agua, carbono y nutrientes (Imbert et al., 2004). El depósito adicional de nitrógeno (N) atmosférico en bosques cercanos a las ciudades, agrava los efectos del cabio climático, ya que el incremento en emisiones de óxidos de (N) derivadas de las actividades antropogénicas se refleja en la absorción vía foliar y alteraciones nutrimentales (Brumme et al., 1992; Fenn et al., 1999). REF Los ecosistemas forestales están ligados a ciclos biogeoquímico importantes para la sociedad como el ciclo del agua y del carbono (Rodríguez y Lancho, 1995). Por tal razón la absorción foliar directa de nitrógeno (N) es un proceso importante que puede afectar el ciclo de otros nutrientes en algunos ecosistemas forestales (Chaves-Aguilar et al., 2006 REF). Algunas veces la escasez de algunos nutrientes puede limitar la producción forestal dado que, de manera natural, las condiciones de nutrientes siempre son limitadas y las entradas externas son raras (Fraga et al., 2012). La disponibilidad de algunos elementos se puede aumentar con la fertilización, como se afirmó en Francia por (Bonneau, 1995; Trichet et al., 2009). El presente reporte de estancia, describe la participación del suscrito dentro del estudio general sobre la “Respuesta de los Ecosistemas Forestales ante el Cambio Climático”. Específicamente, se describe la participación relacionada con “Absorción de nitrógeno inorgánico en un Bosques Alpino Afectado por Altitud y Exposición”. El estudio en mención, se ha venido desarrollando por el Dr. Armando Gómez Guerrero en colaboración con sus estudiantes y colaboradores, dando lugar a diferentes publicaciones (Fenn et al., 1999; García García et al., 2002; García-García et al., 2003; Chavez-Aguilar et al., 2006; Gómez-Guerrero et al., 2008; Correa-Díaz et al., 2014; Silva et al., 2015; Castruita-Esparza et al., 2016; Correa-Díaz et al., 2018; Gómez-Guerrero and Doane, 2018; Correa‐Díaz et al., 2019) Los estudios de los cambios en la concentración foliar de nutrientes en relación con la edad de las acículas proporcionan información de los procesos de retraslocacion de nutrientes y la variación de acuerdo a la altitud y exposición del terreno (Aerts y Chapin, 1999). Consecuentemente la finalidad de este trabajo es medir la tasa de movimiento de (N) inorgánico dentro el follaje de Pinus hartwegii Lindl. Para obtener resultados más contundentes se utilizaron fuentes marcadas con 15N."

Master thesis

bosques dinámica alternativas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Medición y modelado bilineal del Zero Moment Point (ZMP) mediante la técnica de subespacios recursiva

DANIEL GOMEZ RIVERA (2016)

"En este trabajo se utiliza la técnica de identificación de subespacios para obtener un modelo en el espacio de estados de la marcha humana; para simplificar este problema se aproxima el movimiento que se produce en la marcha humana mediante el modelo Cart-Table, el cual consiste en el desplazamiento de una masa en una superficie plana, lo cual es una aproximación del movimiento del centro de masa de cuerpo humano que se da cuando se ejerce el movimiento de la marcha. Para implementar este modelo físicamente, se realiza un dispositivo de medición, basado principalmente en un acelerómetro colocado en la cintura de una persona. Con este dispositivo se obtiene información del desplazamiento del centro de masa, la cual puede ser adquirida digitalmente y procesada en una computadora. Estos datos se aplican a un algoritmo de identificación estocástica, ya que solo se tienen datos experimentales de salida. El algoritmo de identificación utiliza herramientas geométricas, de estadística y descomposiciones de matrices. Del primer grupo mencionado se tienen las proyecciones ortogonales y las proyecciones oblicuas. Del segundo grupo se utilizan las matrices de covarianza de las señales de ruido. Con respecto a la descomposición de matrices, se utiliza la factorización 𝑄𝑅, 𝐿𝑄 y la descomposición en valores singulares. Además, por tratarse de un algoritmo de identificación estocástica, también se utiliza el filtro de Kalman."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Matrices Dinámica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Optimización de la cadena de suministro para la producción de bioturbosina

DEICY MARIA MATOS RIOS (2019)

El sector de la aviación tiene una creciente demanda de combustibles, dado que se pronostica que crecerá a un ritmo de 4.8% anual hasta el 2036. En este contexto, es fundamental el desarrollo de combustibles renovables de aviación que satisfagan la demanda de combustibles de manera parcial o total. Por ello, es de vital importancia la determinación óptima de la cadena de suministro para su producción; dado que el uso eficiente de los recursos permitirá tener procesos de producción sustentables y biocombustibles de mínimo impacto ambiental. En 2017 que Domínguez-García y colaboradores, propusieron una estrategia de planificación para la producción de bioturbosina mediante un modelo de optimización multiobjetivo MILP para la producción de bioturbosina. En ambos trabajos consideraron la producción de bioturbosina a partir de aceites vegetales de cultivos energéticos con el suministro de hidrógeno de origen fósil, para las rutas de procesamiento que lo requieren; en su último trabajo consideraron el uso de biomasa comestible como aceite de soya, además de la producción de hidrógeno convencional y renovable. En ambos trabajos se optimizaron objetivos económicos y ambientales. Igualmente, en 2018 Gregorio-Gutiérrez y colaboradores presentaron en un modelo matemático MILP para optimización multiobjetivo de funciones ambientales y sociales de la optimización cadena de suministro para obtener bioturbosina a partir de salicornia bigelovii mediante la ruta de procesamiento Fischer-Tropsch. Por lo tanto, el presente trabajo se enfoca en la determinación de la cadena óptima de suministro para la producción de bioturbosina, mediante el hidrotratamiento de aceites vegetales no comestibles como los de Jatropha curcas, camelina, palma de aceite y la higuerilla, así como la generación de hidrógeno renovable a partir de la biomasa de estas mismas materias primas. Para ello se realiza el modelado de la cadena de suministro considerando materias primas cultivables en los diferentes estados de México, su procesamiento para la obtención de bioturbosina e hidrógeno renovable, así como la distribución de la bioturbosina en la red de aeropuertos mexicanos y su posible exportación. Los resultados muestran que en el mejor escenario se obtiene una ganancia anual de $337,862,932.17 MXN. De los 32 estados del país se produce biomasa en 26; mientras que en los estados de Chiapas, Chihuahua, Durango, Michoacán, Nayarit, Veracruz, Yucatán, Zacatecas, Guerrero, Jalisco y Edo. de México se produce la bioturbosina, y en los 3 últimos también se produce el hidrógeno renovable, supliendo la demanda de este gas para la producción del biocombustible. Adicionalmente, la producción de bioturbosina a partir de biomasa disminuye en 27.6 % las emisiones liberadas a la atmósfera, en comparación con la turbosina de origen fósil.

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA LÓGICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación y predicción de excedencias de partículas PM10 utilizando redes recurrentes.

JULIO ALBERTO RAMIREZ MONTAÑEZ (2020)

La presente tesis muestra la implementación de dos redes neuronales profundas (LSTM) una para la modelación de las partículas aéreas contaminantes llamadas PM10, mientras que la segunda red es utilizada para detectar las condiciones que anteceden a una excedencia. Dado que los datos utilizados son registros de la ciudad de México, se tomo de referencia la norma mexicana respectiva. Lo anterior debido a que el monitoreo de la calidad del aire es un tema de interés actual, las partículas PM10 son contaminantes aéreos constituidas de diferentes componentes.

Los resultados obtenidos demuestran que es posible anticipar una excedencia de partículas PM10 con 24, 48 o 72 horas previas a que ocurra. De igual manera se implementó distintos algoritmos para validar los resultados obtenidos, enfocándose en el preprocesamiento de los datos iniciales y en la modelación y predicción de las excedencias.

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÓGICA LÓGICA

Modelado y Predicción de Partículas Contaminantes PM10 Mediante Redes Profundas Convolucionales

RICARDO DOMINGUEZ GUEVARA (2020)

Las partículas con un diámetro inferior a 10 micrómetros (PM10) son hoy en día

un tema de estudio importante, principalmente por el aumento de su concentración

y su impacto en el medio ambiente y la salud pública. Este trabajo de investigación

resume el uso de redes neuronales convolucionales (CNN) para pronosticar las

concentraciones de PM10 basadas en variables atmosféricas. En este estudio en

particular, se exploró el uso de redes neurales convolucionales profundas (tanto 1D

como 2D) para probar la viabilidad de estas técnicas en las tareas de predicción.

Además, en este trabajo de investigación se utiliza un método de ensamble llamado

bagging (BEM) para mejorar la precisión del modelo de predicción. Por último, se

utiliza una técnica de predicción de PM10 bien conocida, llamada perceptrón

multicapa (MLP), como comparación para mostrar la viabilidad, precisión y robustez

del modelo propuesto. Como parte de los resultados de este trabajo, se encontró

que las CNNs superan a las MLP, especialmente cuando se ejecutan usando

modelos de ensamble.

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÓGICA CIENCIA DE LOS ORDENADORES

Identificación de comunidades bacterianas establecidas en un biofilm de un reactor aerobio de lecho fijo con soporte PET

ERANDY MIRELLE ZUÑIGA HERNANDEZ (2020)

El presente trabajo de investigación alude sobre la adaptación de un lodo activado (suspensión) implementado como inóculo para la formación de biofilm en un biorreactor de FBBR para el tratamiento de afluentes domésticos con un soporte PET, material que ha demostrado ser factible para ser implementado como medio de soporte.

El sistema estuvo en operación por 150 días utilizando agua residual domestica como sustrato y avaluando la eficiencia del reactor por medio de parámetros de calidad de agua y coeficientes biocinéticos, se reportan eficiencias de remoción de DQO y DBO >90%. Disminución en otros parámetros de calidad de agua como: SDT (25%), Color (60%), Turbidez (90%), así como neutralización del afluente con características alcalinas. Disminuyendo un tiempo de residencia de 4h.

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA LÓGICA MICROBIOLOGÍA

Evaluación de la disminución de Pb2+ contenido en agua mediante membranas cerámicas (α-Al2O3, ZrO2 y TiO2) impregnadas con quitosano

MARIA FERNANDA MUNGUIA QUINTERO (2020)

La contaminación del agua es uno de los principales problemas a nivel mundial. Los metales pesados, debido a sus reacciones químicas, a que son bioacumulables en organismos vivos y a su toxicidad, son considerados como unos de los contaminantes más peligrosos del agua. El plomo (Pb) es uno de los metales pesados con más uso a nivel industrial y es altamente tóxico para los seres humanos, por lo que es necesario encontrar medidas para contrarrestar este problema. Una alternativa para la eliminación de estos contaminantes es la microfiltración con membranas inorgánicas que presentan ventajas como estabilidad química y térmica, resistencia física y una vida útil larga. Aunque las membranas son ineficaces para eliminación total de los iones de metales pesados disueltos en agua, estas se pueden modificar para mejorar su selectividad y eficiencia en la eliminación de plomo. Un agente de modificación es el quitosano, un biopolímero que ya ha demostrado ser eficiente en la eliminación de metales pesados debido a sus sitios efectivos de enlace con iones metálicos. Por lo tanto, en la presente investigación membranas cerámicas tubulares (Tami industries) se impregnaron (modificaron) con quitosano para mejorar la eficiencia en la remoción de plomo contenido en agua. Las membranas cerámicas impregnadas con soluciones de quitosano de 0.32% y 1.27% se caracterizaron para determinar su estructura, morfología y composición por DRX, FTIR, MEB. Se evaluó la eficiencia de las membranas cerámicas en la remoción de Pb(II), así como el efecto de la concentración de quitosano impregnado, la concentración inicial de Pb(II) y el flujo del permeado. El Pb(II) depositado en las membranas cerámicas impregnadas con quitosano se determinó por MEB-EDS y (XPS). La membrana cerámica impregnada con la solución de 1.27% de quitosano presento una eficiencia de de 98% remoción de Pb(II).

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÓGICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarrollo de un biosensor nanofluídico para la detección de metabolitos en sudor

Dulce Victoria Estrada Osorio (2019)

En este proyecto se desarrolló un biosensor de glucosa tipo parche que consiste en electrodos construidos de nanofibras de carbono (NFC). El biosensor es tipo voltamperométrico, en el que el electrodo de trabajo se deposita una película de Ferroceno-Poli-L-Lisina con la enzima glucosa oxidasa inmovilizada. Este polímero, el cual no se había reportado anteriormente, es utilizado como especie para la detección de glucosa o de alguna otra sustancia. En análisis realizados a pH 5.6 el biosensor registra un límite de cuantificación de 1.34 mM, límite de detección de 0.4 mM, sensibilidad igual a 4 µA/mM cm2, tiene una constante de Michaelis-Menten de 5.25 mM y alcanza una corriente máxima de 1.6 µA en análisis de rango de 0 a 5 mM de glucosa. Presenta excelente comportamiento en presencia de interferentes como dopamina (0.05 mM), ácido úrico (0.2 mM) y ácido ascórbico (0.001 mM). Aunado a este biosensor, se desarrolló un sensor potenciométrico de cloruros construido a base de Ag/AgCl sobre NFC con una capa de agar sobre la superficie de este como capa protectora. Este sensor tiene un límite de cuantificación de 178.21 mM, límite de detección de 53.46 mM con una sensibilidad de 0.0024 V/mM cm2 con una caída de potencial de 83.1 mV/dec. Estas pruebas se realizaron analizando concentraciones de cloruro de potasio (KCl) en una solución de pH 5.6, sin embargo, este sensor requiere de modificaciones para poder utilizarse en tipo parche. El dispositivo electrónico construido cuenta con un microcontrolador Arduino, un conversor de voltaje a corriente y un amplificador de corriente, este dispositivo envía las señales de corriente obtenidas por los electrodos a una computadora para su posterior procesamiento. Si bien el dispositivo cumple con la función principal, que es detectar glucosa, tiene la limitante de que sólo reconoce corrientes mayores a 1 µA, por lo que se propone su posterior optimización para que pueda cumplir con su objetivo, así como el acoplamiento de otros electrodos al mismo dispositivo.

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÓGICA TECNOLOGÍA MÉDICA

"Parámetros de ajuste para una llenadora-selladora de ampolletas en función de la solución"

ILSE VEGA RIVAS (2017)

"Para la preparación de medicamentos inyectables estériles envasados en

ampolletas se emplea el uso de una máquina llenadora-selladora que mediante el

uso de flamas abre las ampolletas fundiendo el vidrio, inyecta con jeringas con

recubrimiento de teflón el producto previamente preparado en las ampolletas

abiertas y las cierra mediante fuego obtenido de una proporción oxígeno y gas

propano/butano. Las principales especificaciones de producto terminado en este

proceso son la hermeticidad de la ampolleta, el volumen de llenado y la altura de

sellado de la ampolleta. La propuesta de este trabajo es debido a la lentitud en el

proceso y a los bajos rendimientos al momento de pasar de un medicamento a

otro, esto porque los diferentes medicamentos que se fabrican se envasan en la

misma máquina. Las variables que se analizan durante el desarrollo del proyecto

son: El tipo de solución (oleosa/acuosa), el volumen de llenado, la velocidad de

envasado de la máquina (ampolletas/minuto) y el índice de la proporción de los

gases de las cinco flamas involucradas en el proceso. Se realizan diferentes

experimentos hasta llegar a la conclusión de que el ajuste de la máquina

llenadora-selladora depende del ajuste de las flamas y el tipo de medicamento con

un valor de P de 0.003883 (probabilidad del 99.6%) con una significancia de 0.001

(99.9%) para el tipo de solución y con un valor de P de 0.002022 (probabilidad del

99.8%) con una significancia de 0.001 (99.9%) para las flamas. Mediante las

proporciones gas/O2 resultantes de los diferentes experimentos, los índices que

resultaron significativos a la presión de salida de los gases que forman la flama, se

estableció una guía para el ajuste de la máquina. La velocidad si se ve afectada

por la viscosidad y por el tipo de medicamento, sin embargo se ajustó para

lograrse la misma velocidad y por tanto se descarta como factor principal. Como

futuras investigaciones se sugiere el análisis estadístico para cada una de las

flamas involucradas en el proceso."

"For the preparation of sterile injectable medicaments packed in vials the use of a sealing filling machine that uses flasks opens the vials by melting the glass, injecting with syringes with teflon coating the product previously prepared in the open vials and the closing by fire obtained from a proportion of oxygen and propane / butane gas. The main products of this product are in the tightness of the ampoule, the filling volume and the sealing height of the ampoule. The proposal of this work is due to the slowness in the process and the low yields when moving from one medication to another; this is because all the medicines that are prepared are packaged in the same machine. The variables are analyzed during the development of the project are: The type of solution (oily / aqueous), the filling volume, the speed of packaging of the machine (ampoules / minute) and the ratio of the proportion of gases of the five flames involved in the process. Different experiments are carried out until reaching the conclusion that the adjustment of the filling-sealing machine depends on the adjustment of the flames and the type of medication with a P value of 0.003883 (99.6% probability) is obtained with a significance of 0.001 (99.9%) for the type of solution and with a P value of 0.002022 (probability of 99.8% %) with a significance of 0.001 (99.9%) for flames. By means of the gas/O2 proportions resulting from the different experiments, the indices that were significant to the outlet pressure of the gases that form the flame, a guide was established for the adjustment of the machine. The speed has been affected by the viscosity and by the type of drug, however it was adjusted to achieve the same speed and therefore it is discarded as the main factor. As the latest research, statistical analysis is suggested for each of the flames involved in the process."

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA LÓGICA