Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Evaluation of the functional diversity of benthic macroinvertebrates and its relationship with the structural complexity of coral reefs in Isla Espiritu Santo, Mexico.
No full textLos macroinvertebrados bentónicos son uno de los grupos taxonómicos más versátiles y relevantes con relación a su papel ecológico, ya que gran parte de los procesos ecosistémicos dependen de su función y, por ende, de estudios con una visión funcional. La ecología funcional se basa en el uso de rasgos funcionales; los cuales son características de las especies medidas a nivel individual que influyen en su desempeño, siendo de gran utilidad para determinar cambios en el ecosistema. El presente trabajo busca evaluar la complejidad del hábitat arrecifal de Isla Espíritu Santo y su relación con la diversidad funcional de macroinvertebrados. La funcionalidad física del ecosistema se evaluó mediante el IFA utilizando la cobertura coralina, complejidad estructural y tasa de calcificación. Los ensamblajes de macroinvertebrados bentónicos se analizaron mediante los índices de diversidad funcional (riqueza, uniformidad y divergencia), con base en seis rasgos funcionales. Así mismo se utilizaron elementos del fondo (roca, escombro, CCA y esponja) para poder determinar la cobertura béntica de los sitios de estudio. La relación entre la complejidad del hábitat arrecifal y la diversidad funcional se evaluó mediante un RDA. El IFA fue influenciado de manera positiva por corales del género Pocillopora ya que generaron un mayor aporte a la funcionalidad física y dominancia en los sitios de estudio, a excepción
de dos de ellos, en donde predominaron el escombro y las CCA. San Gabriel fue el sitio con la menor FRic y FEve, lo que nos indica que es un sitio vulnerable ya que los recursos no están siendo aprovechados debido a la falta de especies y, la FDiv presentó valores similares entre sitios, mostrándonos un alto grado de diferenciación de los nichos y una baja competencia. Por último, el RDA mostró que la composición y abundancia de las especies está influenciada por la especificidad del hábitat local y las características propias de cada sitio de muestreo. Así mismo, la distribución de los
grupos funcionales varía con base a las adaptaciones propias de cada grupo taxonómico, debido a las condiciones ambientales locales y a la estructura del entorno.Benthic macroinvertebrates are one of the most versatile and ecologically significant taxonomic groups due to their crucial role in ecosystem processes, making them central to studies with a functional perspective. Functional ecology relies on the use of functional traits, which are species characteristics measured at the individual level that influence their performance, and are highly useful for determining changes in ecosystems. This study aims to assess the complexity of the reef habitat at Isla Espíritu Santo and its relationship with the functional diversity of macroinvertebrates. The physical functionality of the ecosystem was evaluated using the IFA, which considers coral cover, structural complexity, and calcification rate. Benthic macroinvertebrate assemblages were analyzed through functional diversity indices (richness, evenness, and divergence), based on six functional traits. Additionally, substrate elements (rock, rubble, CCA, and sponge) were used to determine the benthic cover of the study sites. The relationship between reef habitat complexity and functional diversity was evaluated using an RDA. The IFA was positively influenced by corals of the genus Pocillopora, as they contributed more to physical functionality and dominance at the study sites, with the exception of two sites, where rubble and CCA predominated. San Gabriel was the site with the lowest FRic and FEve, indicating that it is a vulnerable site due to the lack of species, resulting in underutilized resources. FDiv showed similar values across sites, indicating a high degree of niche differentiation and low competition. Finally, the RDA revealed that species composition and abundance are influenced by the specificity of the local habitat and the unique characteristics of each sampling site. Furthermore, the distribution of functional groups varies based on the adaptations of each taxonomic group due to local
environmental conditions and the surrounding structure
SLA (Service Level Agreement) violation management of monitoring system in 5G/B5G network environments
No full textEsta investigación aborda el desafío de garantizar niveles de servicio (SLA) en redes 5G/B5G, caracterizadas por tráfico dinámico y heterogéneo. Se propone un sistema innovador para la gestión y monitorización predictiva de SLA, que integra monitorización en tiempo real, redireccionamiento dinámico de flujos y análisis predictivo mediante Machine Learning en entornos de redes definidas por software (SDN). El sistema opera detectando incumplimientos de métricas de SLA, implementando estrategias de redireccionamiento de tráfico que priorizan la baja latencia y adaptando proactivamente los recursos de red para optimizar el cumplimiento de los SLA La arquitectura propuesta aprovecha las capacidades de programabilidad, control centralizado y abstracción de recursos que ofrecen las SDN, junto con la flexibilidad y escalabilidad de Mininet para simular entornos de red complejos. Incorpora un sistema de monitorización para verificar el cumplimiento de los SLA y una API RESTful para facilitar el redireccionamiento de tráfico de manera ágil y estandarizada. Lo más destacado es la integración de técnicas de Machine Learning, que permiten al sistema aprender de los patrones de tráfico y comportamiento de la red, anticipar posibles violaciones de SLA y redireccionar dinámicamente la asignación de recursos para cumplir con los requisitos de calidad de servicio (QoS) acordados. Los resultados preliminares sugieren una mejora significativa en la gestión de SLA comparado con enfoques tradicionales, especialmente en escenarios de alta variabilidad de tráfico. Aunque se requiere una implementación y evaluación exhaustiva en entornos reales, la propuesta representa una solución prometedora para los desafíos de aseguramiento de calidad de servicio en redes de nueva generación. Este enfoque integrado y predictivo ofrece ventajas sobre métodos reactivos convencionales, contribuyendo al campo de la gestión de redes 5G/B5G con un marco innovador para la optimización dinámica de SLA. Se espera que el sistema propuesto facilite la provisión de servicios de alta calidad en futuras redes móviles, caracterizadas por demandas de tráfico cada vez más complejas y diversas.This research addresses the challenge of ensuring Service Level Agreements (SLAs) in 5G/B5G networks characterized by dynamic and heterogeneous traffic. We proposed an innovative system for predictive SLA management and monitoring, integrating real-time monitoring, dynamic flow redirection, and predictive analysis using Machine Learning in Software-Defined Networking (SDN) environments. The system detects SLA metric violations, implements traffic redirection strategies that prioritize low latency, and proactively adapts network resources to optimize SLA compliance. The proposed architecture leverages the programmability, centralized control, and resource abstraction capabilities offered by SDN, along with the flexibility and scalability of Mininet, to simulate complex network environments. It incorporates a monitoring system to verify SLA compliance and a RESTful API to facilitate agile and standardized traffic redirection. The highlight is the integration of Machine Learning techniques, which allow the system to learn from traffic patterns and network behavior, anticipate potential SLA violations, and dynamically redirect resource allocation to meet agreed Quality of Service (QoS) requirements. Preliminary results suggest a significant improvement in SLA management compared to traditional approaches, especially in scenarios with high traffic variability. Although comprehensive implementation and evaluation in existing 5G/B5G network environments are required, the proposal represents a promising solution for quality of service assurance challenges in next-generation networks. This integrated and predictive approach offers advantages over conventional reactive methods, contributing to the 5G/B5G network management with an innovative framework for dynamic SLA optimization. With the proposed system, we expect to facilitate high-quality services in future mobile networks characterized by increasingly complex and diverse traffic demands
Simulating a raid in real time
No full textEsta tesis presenta el desarrollo de un modelo de simulación para la optimización de rutas de patrullas policiales en tiempo real durante una redada. El objetivo es automatizar el proceso de decisión sobre las rutas que deben tomar las patrullas para mejorar la efectividad de las operaciones policiales. La investigación se centra inicialmente en la identificación y protección de zonas consideradas vulnerables, como hospitales, escuelas, bancos y parques. Utilizando variables como la asignación de patrullas Pij , el número total de patrullas requeridas por zona Tj , y la distancia Dij desde la posición de la patrulla hasta el área protegida, se propone la optimización mediante el algoritmo NSGA II. Esta técnica de optimización multiobjetivo busca equilibrar la cobertura de seguridad necesaria con la eficiencia en la asignación de recursos. Posteriormente, se desarrollan modelos matemáticos y algoritmos heurísticos para optimizar las rutas de las patrullas durante la redada, concentrándose no solo en la eficiencia y el tiempo de respuesta, sino también en la capacidad de prever y obstaculizar las posibles rutas de escape del sospechoso, aumentando así la probabilidad de éxito en la intercepción. En conjunto, la tesis propone un marco integral que mejora la asignación y distribución de patrullas en áreas críticas y facilita una respuesta rápida y efectiva en situaciones de emergencia, utilizando un enfoque sistemático y científicamente validado para la toma de decisiones en operaciones policiales en tiempo real.This thesis presents the development of a simulation model for optimizing police patrol routes in realtime during a raid. The objective is to automate the decision-making process regarding the routes that patrols should take to improve the effectiveness of police operations. The research initially focuses on the identification and protection of areas considered vulnerable, such as hospitals, schools, banks, and parks. Using variables such as the assignment of patrols Pij , the total number of patrols required by area Tj , and the distance Dij from the patrol position to the protected area, optimization is proposed using the NSGA II algorithm. This multi-objective optimization technique seeks to balance the necessary security coverage with efficiency in resource allocation. Subsequently, mathematical models and heuristic algorithms are developed to optimize the routes of the patrols during the raid, focusing not only on efficiency and response time but also on the ability to foresee and obstruct possible escape routes of the suspect, thus increasing the likelihood of success in the interception. Overall, the thesis proposes a comprehensive framework that improves the allocation and distribution of patrols in critical areas and facilitates a rapid and effective response in emergency situations, using a systematic and scientifically validated approach for decision-making in real-time police operations
Internet satellite access over LEO & VLEO mega-constellations for 5G and 6G applications in Mexico
No full textLas tecnologías inalámbricas 5G y 6G pueden comunicar equipos y personal a distancia con calidad de servicio (QoS) posible, tales como BER y Latencia. Los sistemas satelitales de órbitas bajas (LEO) y muy bajas (VLEO) pueden entregar buenos resultados en educación a distancia, monitoreo y control de sensores ambientales, industriales o médicos para usuarios urbanos, sub-urbanos, rurales, con cobertura en desiertos, islas o montañas. Los servicios 5G y 6G requieren de altas velocidades de transmisión de datos, banda ultraancha, confiabilidad ultraelevada, gestión de movilidad no tripulada y comunicación a larga distancia. La próxima generación de aplicaciones basadas en realidad virtual y aumentada requerirá latencia de microsegundos y velocidades de datos de Tbps. Aplicaciones hápticas, telemedicina y vehículos autónomos conectados, pretenden utilizar paquetes con fiabilidad ultraelevada, altas velocidades de datos, etc. Los servicios inteligentes basados en Internet de Todo (IoE) plantean la necesidad de redes inalámbricas de nueva generación. IoE se refiere a la unión de cosas, datos, personas y procesos a través de tecnologías emergentes, buscando ofrecer una amplia variedad de servicios inteligentes y otros servicios emergentes, como vehículos autónomos conectados, interfaces cerebro-computadora, realidad extendida, háptica y vehículos voladores, etc. Las constelaciones LEO y VLEO permiten usar enlaces ópticos intersatelitales para comunicación entre satélites, ya sea contiguos (intra-planos) o vecinos (inter-planos) dentro de la misma constelación. Las señales satelitales pueden ser afectadas por aspectos atmosféricos, como la lluvia, dependiendo de su frecuencia de operación y ubicación geográfica de estaciones terrenas. En México tenemos 3 zonas pluviales diferentes, y es importante conocer cómo se comportan los enlaces satelitales en órbitas LEO y VLEO. Esta tesis usa una plataforma computacional de uso libre para diseño y simulación de enlaces satelitales, presenta aspectos de diseño y análisis de radioenlaces entre 17 ciudades mexicanas bajo distintas condiciones pluviales y niveles de confiabilidad, simula megaconstelaciones satelitales a 350, 550 y 1,150 km de altitud, con la posibilidad de usar enlaces ópticos intersatelitales, habiendo generado una gran cantidad de resultados con varias combinaciones de parámetros de enlaces.5G and 6G wireless technologies can communicate equipment and personnel over distance with achievable Quality of Service (QoS), such as BER and latency. Low Earth Orbit (LEO) and Very Low Earth Orbit (VLEO) satellite systems can deliver good results in remote education, monitoring and control of environmental, industrial or medical sensors for urban, suburban, rural users, with coverage in deserts, islands or mountains. 5G and 6G services require high data rates, ultra-wideband, ultra-high reliability, unmanned mobility management and long-distance communication. The next generation of virtual and augmented reality-based applications will require microsecond latency and Tbps data rates. Haptic applications, telemedicine and connected autonomous vehicles, intend to use data packets with ultra-high reliability and high data rates. Smart services based on the Internet of Everything (IoE) raise the need for next-generation wireless networks. IoE refers to the linking of things, data, people and processes through emerging technologies, seeking to offer a wide variety of intelligent and other emerging services, such as connected autonomous vehicles, brain-computer interfaces, extended reality, haptics and flying vehicles, etc. LEO and VLEO constellations allow the use of intersatellite optical links for communication between satellites, either contiguous (intra-plane) or neighboring (inter-plane) within the same constellation. Satellite signals can be affected by atmospheric aspects, such as rain, depending on their frequency of operation and location of ground stations. In Mexico we have 3 different rain zones, and it is important to know how the satellite links behave in LEO and VLEO orbits. This thesis uses an open-access computational platform for satellite link design and simulation, presents design and analysis aspects of radio links between 17 Mexican cities under different rainfall conditions and reliability levels, simulates satellite megaconstellations at 350, 550 and 1,150 km altitudes, with the possibility of using intersatellite optical links, having generated a large number of results with various combinations of link parameters
Cultivation of the microalgae Haematococcus pluvialis with different polyamines for the production of biomass and the pigment astaxanthin
No full textHaematococcus pluvialis, es una microalga dulce biflagelada unicelular la cual es considerada una de las fuentes más prometedoras de producción de astaxantina, ya que puede llegar a acumularla hasta en un 7 % de su peso seco. Sin embargo, a pesar de ser una opción con gran potencial, aún se requiere mejorar los parámetros operativos para optimizar los rendimientos de producción, como una estrategia para resolver esta problemática, se estudió el efecto de la aplicación de poliaminas exógenas. Las poliaminas son pequeños cationes orgánicos, esenciales en todos los organismos, que se relacionan con numerosos procesos celulares. Se sabe que un incremento en su concentración está asociada al crecimiento, morfogénesis, respuesta a estrés y regulación del metabolismo en otros sistemas. En microalgas, el conocimiento es escaso, por lo cual, en este estudio se evaluó el efecto de tres poliaminas: putrescina, espermidina y espermina en diferentes concentraciones (0.1, 0.5 y 1.0 mM) en la producción de biomasa y composición proximal de H. pluvialis en la etapa vegetativa de su cultivo, y en la producción del pigmento astaxantina y composición bioquímica al inducir la carotenogénesis con estos compuestos en combinación con altas intensidades de luz (200, 400 y 600 μmol∙m-2 s -1), con y sin nutrientes en el medio de cultivo. Se observó que el uso de las poliaminas putrescina y espermidina a bajas concentraciones (0.1 – 0.5 mM) estimularon el crecimiento celular (134 - 201 x 103 cel mL-1 al día seis de cultivo) y la producción de proteínas en H. pluvialis (37 – 47 %) en los primeros días de cultivo, caso contrario con la adición de espermina (0.5 – 1.0 mM) la cual tuvo un efecto citotóxico, además se detectó que las poliaminas tienen efecto sobre las células de H. pluvialis inhibiendo la producción de astaxantina (4.3 – 11.2 mg g-1) y carotenoides (5.8 – 14.2 mg g-1) reduciendo su concentración, al obtener menor producción que en el grupo control al final del cultivo, sin influir en su composición proximal.Haematococcus pluvialis, a unicellular biflagellate microalga, is considered one of the most promising sources of astaxanthin production since it can accumulate 7% of its dry weight. However, despite being an option with great potential, improving the operating parameters to optimize production is still required to solve this problem, the application of exogenous polyamines as an alternative for this purpose. Polyamines are small organic cations essential to numerous cellular processes in all organisms. An increase in their concentration is associated with growth, morphogenesis, stress response, and regulation of metabolism in other systems. In microalgae, knowledge is scarce; therefore, this study evaluated the effect of three polyamines, putrescine, spermidine, and spermine, at different concentrations (0.1, 0.5, and 1.0 mM) on biomass production and proximal composition of H. pluvialis in the vegetative stage of its culture, and on the production of the pigment astaxanthin and biochemical composition by inducing carotenogenesis with these compounds in combination with high light intensities (200, 400 and 600 μmol∙m-2 s -1), with and without nutrients in the culture medium. It was observed that the use of polyamine, putrescine and spermidine at low concentrations (0.1 - 0.5 mM) stimulated cell growth (134 - 201 x103 cells mL-1 at day six of culture) and protein production (37- 47 %) in H. pluvialisin the first days of culture; the opposite was the case with the addition of spermine (0.5 - 1. 0 mM) which had a cytotoxic effect. It was also detected that polyamines influence H. pluvialis cells, inhibiting the production of astaxanthin and carotenoids, reducing their concentration, obtaining lower production than in the control group at the end of the culture, without influencing their proximal composition
Wave power variability in Mexican Seas
No full textEl presente trabajo aborda el estudio sobre la variabilidad espacio-temporal de la potencia del oleaje (Pw) mediante el uso de resultados numéricos generados con el modelo espectral de oleaje WaveWatch III v6.07 para el per ́ıodo 1980-2022. Los resultados del modelo se validaron con datos de parámetros integrales del oleaje, específicamente de altura significante (Hs) en estaciones del NDBC, de la NOAA. El proceso de validación ha mostrado que los resultados numéricos poseen una correlación alta (mayor a 0.9), sesgos típicamente negativos de aproximadamente 20 cm y errores del orden de 50 cm, con respecto a las mediciones de boyas. En la caracterización del clima de Pw en mares mexicanos, se encontraron regiones con valores de entre 15 a 25 kW/m en la costa occidental de Baja California, mientras que estacionalmente durante invierno se observaron valores máximos en esta región. Estos valores se reducen en un 40 % en la región sur del Pacífico mexicano. A nivel local, se presentaron tres casos de estudio; dos en el Pacífico (Ensenada y Manzanillo) y uno en el Caribe mexicano (Cozumel). El clima en la localidad de Ensenada se caracterizó como la zona más energética. A partir del análisis de tendencia lineal de la serie total de datos, se encontró que las regiones del Pacífico mexicano poseen, en general, una tendencias anuales positivas (aumento) en Pw, con valores entre 40 a 60 Watts/m. En la región del Golfo de México y el Caribe mexicano, los valores de tendencia anual son mayormente positivos, aunque menores a 10 Watts/m. Las series de parámetros dinámicos presentan oscilaciones de largo plazo (mayores a 5 años), las cuales pueden producir variaciones de los valores de tendencia cuando se utilizan para su cálculo series relativamente cortas (menores a 30 años). A través de un análisis de Funciones Empíricas Ortogonales (FEO) se encontraron los patrones dominantes de la variabilidad del campo de olas y se correlacionaron con distintos índices climáticos. En el Pacífico se encontraron correlaciones mayores entre el ENSO y los primeros dos modos de Hs y Pw y se presentan como la oscilación climática con mayor influencia en el campo de olas. Esto por ende tiene fuerte influencia en el oleaje presente en costas mexicanas. En el Mar Caribe, el segundo modo de los campos de Pw y Hs explica el 33.2 % y 31.5 % de la variabilidad observada, respectivamente, y se encuentra una correlación significante con el índice del CLLJ. Por lo tanto, se cree que la migración..This thesis address the study of the spatio-temporal variability of wave power (Pw) using wave data from the spectral model WaveWatch III v6.07 for the period 1980-2022. Model results were validated with wave parameter data, specifically significant height (Hs) from NDBC buoy stations. The validation process has shown that the numerical results have a high correlation (greater than 0.9), typically negative biases of approximately 20 cm and errors in the order of 50 cm, with respect to buoy measurements. In the climate characterization of Pw in Mexican seas, regions with values between 15 to 25 kW/m were found on the west coast of Baja California, while seasonally during winter maximum values were observed in this region. These values are reduced by 40 % in the southern Mexican Pacific region. At the local level, three case studies were presented; two in the Pacific (Ensenada and Manzanillo) and one in the Mexican Caribbean (Cozumel). The climate in the locality of Ensenada presented the most energetic values. From the linear trend analysis of the total data series, it was found that the Mexican Pacific regions have, in general, a positive annual trend (increase) in Pw, with values between 40 and 60 Watts/m. In the Gulf of Mexico and the Mexican Caribbean region, the annual trend values are mostly positive, although less than 10 Watts/m. The series of dynamic parameters present long-term oscillations (greater than 5 years), which can produce variations in the trend values when relatively short series (less than 30 years) are used for their calculation. Through an analysis of Empirical Orthogonal Functions (EOF), the dominant patterns of wave field variability were found and correlated with different climatic indices. In the Pacific, higher correlations were found between ENSO and the first two modes of variability of Hs and Pw and they are presented as the climatic oscillation with the greatest influence on the wave field. In the Caribbean Sea, the second mode of the Pw and Hs fields explains 33.2 % and 31.5 % of the observed variability, respectively, and a significant correlation is found with the CLLJ index. Therefore, it is believed that the seasonal migration of the CLLJ together with the integration with the trade winds, are presented as the main climatic forcing and modulators of Pw in that region
Sensitivity analysis of 2D full waveform inversion of seismic data from the Tiber field, Keathley Canyon, Gulf of Mexico.
No full textEl Golfo de México ha sido de gran relevancia para la industria petrolera debido a la presencia de múltiples domos de sal. Estos cuerpos, al ser mayormente impermeables, se comportan como una de las mejores trampas de hidrocarburos, por lo que su correcta representación es fundamental. No obstante, dado que estos cuerpos se caracterizan por tener altas velocidades de propagación y bajas densidades, la penetración de las ondas sísmicas a las partes más profundas del subsuelo se ve limitada, resultando en una pobre iluminación de los reflectores profundos. La inversión de forma de onda completa, caracterizada por generar imágenes del subsuelo de alta resolución, falla en obtener representaciones adecuadas cuando estas estructuras están presentes, principalmente debido al escaso contenido de bajas frecuencias. Ante esta problemática, se han desarrollado distintas metodologías basadas en el desarrollo de funciones de costo robustas que permitan la reconstrucción de los cuerpos salinos, además de limitar el impacto del ruido y la no linealidad del problema. Con base en lo anterior, en este trabajo se utilizó un esquema de inversión multietapas caracterizado por la combinación de las funciones objetivo Envelope y Global Correlation Norm (GCN). Para comprobar la efectividad de esta metodología, se seleccionó un modelo de velocidad perteneciente al campo Tiber, caracterizado por la presencia de un cuerpo masivo de sal y por su complejidad estructural, a partir del cual se definieron dos escenarios. El primer escenario consistió de una inversión sin ruido, mientras que para el segundo se definen tres niveles de ruido blanco, estableciendo un máximo de 5 %. Como resultado, se obtuvo que la inversión por la envolvente es capaz de reconstruir los domos de sal generando una mejor aproximación del modelo inicial y permitiendo un mejor ajuste de los datos en la segunda etapa de inversión. Asimismo, a partir del análisis de sensibilidad, se obtuvo que, si bien la presencia de ruido provoca una disminución en la resolución de la solución, la metodología probó ser capaz de recuperar modelos que no divergen en gran medida del modelo objetivo.The Gulf of Mexico has been of great relevance to the oil industry due to the presence of multiple salt domes. These bodies, being mostly impermeable, act as some of the best hydrocarbon traps, making their accurate representation essential. However, since these structures are characterized by high propagation velocities and low densities, the penetration of seismic waves into the deeper parts of the subsurface is limited, resulting in poor illumination of deep reflectors. Full waveform inversion, known for generating high-resolution subsurface images, fails to adequately represent these structures, primarily due to the limited low-frequency content. To address this issue, various methodologies have been developed based on the creation of robust cost functions that enable the reconstruction of salt bodies, while also minimizing the impact of noise and the non-linearity of the problem. Based on this, a multi-stage inversion scheme was used in this study, characterized by the combination of the Envelope and Global Correlation Norm (GCN) objective functions. To verify the effectiveness of this methodology, a velocity model from the Tiber field was selected, which is characterized by the presence of a massive salt body and its structural complexity. From this model, two scenarios were defined. The first scenario involved noise-free inversion, while the second defined three levels of white noise, with a maximum of 5 %. As a result, it was found that envelope inversion is capable of reconstructing the salt domes, providing a better approximation of the initial model and allowing for a better fit of the data in the second stage of inversion. Additionally, based on the sensitivity analysis, it was observed that while the presence of noise reduces the resolution of the solution, the methodology proved capable of recovering models that do not significantly diverge from the target model
Design and construction of an experimental setup to evaluate the thermal performance of a solar collector under real climate conditions
No full textEl aprovechamiento de las energías renovables como alternativa al uso de combustibles fósiles ha impulsado el desarrollo de los colectores solares, destacando el concentrador parabólico compuesto (CPC) por su capacidad de transformar la radiación solar en calor de baja y media temperatura (60- 240°C), con aplicación en los sectores residencial y comercial. No obstante, previo a la generalización de su uso, es mandatorio determinar el rendimiento térmico de cualquier colector siguiendo alguna normativa específica. Dado este contexto, en el presente trabajo se muestra tanto el diseño y construcción de un colector CPC como la evaluación de su rendimiento térmico utilizando la norma ANSI/ASHRAE 93-2010 (RA 2014), bajo las condiciones climáticas de Ensenada, BC. Para ello se diseñó y construyó también una instalación experimental adecuada. De los resultados obtenidos se encontró una eficiencia térmica máxima de 0.619, un coeficiente de pérdidas de calor de -8.37 W/°C∙m2, una constante de tiempo de 92 s y valores del modificador de ángulo de incidencia de 0.89, 0.87, 0.74 y 0.69 para ángulos de incidencia de 15°, 30°, 45° y 60°, respectivamente. La máxima caída de presión registrada al flujo másico de trabajo (0.01 kg/s) fue de 8.20 kPa (1.19 psi). El costo nivelado de calor que se determinó para la instalación solar construida fue de 1.46 MXN/kWh. Con base en los resultados obtenidos, se demuestra que el colector CPC estudiado es competitivo con respecto a colectores similares reportados en la literatura.The utilization of renewable energies as an alternative to the use of fossil fuels has boosted the development of solar collectors. Among them, the compound parabolic concentrator (CPC) outstands due to its capacity to convert solar radiation into low- and medium-temperature heat (60-240°C), useful in the residential and industrial sectors. Nevertheless, previous to the extended use of any collector, it is mandatory to evaluate its thermal performance through an adequate standard. Given this context, in the present work it is shown both the design and construction of a CPC collector and the evaluation of its thermal performance through the ANSI/ASHRAE 93-2010 (RA 2014) standard, under the climate conditions of Ensenada, BC. For this purpose, a suitable experimental installation was also designed and built. From the obtained results, a maximum thermal efficiency of 0.619 was found, with a heat-loss coefficient of -8.37 W/°C∙m2. Also, the time constant achieved was 92 s, and the values of the incidence angle modifier computed were 0.89, 0.87, 0.74 and 0.69 for incidence angles of 15°, 30°, 45° and 60°, respectively. The largest pressure drop observed at the mass flow rate of the experiments, 0.01 kg/s, was 8.20 kPa (1.19 psi). Finally, a levelized cost of heat of 1.46 MXN/kWh was estimated for the solar installation studied. Based on the obtained results, it is demonstrated that the CPC collector analyzed is competitive with respect to similar collectors reported in the literature
Evaluation of an Adenosine derivative on breast cancer induced bone metastasesEvaluation of an Adenosine derivative on breast cancer induced bone metastases
No full textEl cáncer de mama (CM) es considerado como el tipo de cáncer con mayor incidencia y la principal causa de muerte en mujeres en el mundo. Cuando el cáncer está avanzado y ha migrado a otros órganos y específicamente a los huesos, se conoce como metástasis ósea. Los tratamientos actuales ofrecen a los pacientes un panorama favorable cuando el cáncer está en estadio temprano; sin embargo, aún no existe una terapia que cure la metástasis ósea. La adenosina y sus derivados han demostrado su potencial en la regulación del crecimiento tumoral y la supervivencia de las células cancerosas. Por lo tanto, este trabajo tuvo como objetivo evaluar el potencial anticancerígeno de un derivado de la adenosina (IFC 305) sobre células de cáncer de mama 4T1 in vitro mediante ensayos de proliferación, migración, ciclo celular y apoptosis; así mismo, su efecto en un modelo in vivo de metástasis ósea. Los datos demuestran que el fármaco IFC 305 disminuye la proliferación y migración de la línea celular 4T1 dependiendo de la concentración utilizada. Por otro lado, no induce apoptosis a las 24 horas de tratamiento, pero sí un arresto del ciclo celular en la fase G0/G1. Sin embargo, el tratamiento con IFC 305 de ratones con metástasis ósea, no tuvo efecto en la disminución de las lesiones osteolíticas. Estudios futuros son necesarios para optimizar la dosis y tratamiento necesario para el modelo in vivo. En conclusión, nuestro trabajo demostró el potencial anticancerígeno del IFC 305 en ensayos in vitro, a través de la inhibición del crecimiento celular y la migración de las células cancerígenas, y sienta las bases para futuros estudios in vivo que demuestren su potencial terapéutico para el tratamiento de la metástasis ósea causada por el cáncer de mama.Breast cancer is the type of cancer with the highest incidence and the leading cause of death in women due to this condition. When cancer cells migrate to other organs, especially bones, it is known as bone metastasis. Although the prognosis for some patients may be favorable due to early detection and treatment, there is still no therapy to cure bone metastasis by breast cancer. Adenosine and its derivatives have demonstrated their relevance in controlling proliferation, immune response, and apoptosis in different types of cancer. In this project, the anticancer potential of the drug IFC 305, a derivative of adenosine, on bone metastasis induced by breast cancer was evaluated both in vitro and in vivo. To evaluate the effect of IFC 305 on cell proliferation and migration of the 4T1 murine breast cancer cell line, the MTT assay and wound healing assay were used, respectively. The drug inhibited the proliferation and migration of 4T1 cells in a dose-dependent manner. To understand the underlying mechanism, apoptosis and the cell cycle were analyzed by flow cytometry. Results showed that after 24 hours of exposure to the drug, the effect on apoptosis is minimal. However, it was found that 4T1 cells were arrested in the G0/G1 phase of the cell cycle. However, IFC 305 treatment of mice with bone metastasis did not reduce osteolytic lesions. Future studies are necessary to optimize the dose and treatment necessary for the in vivo model. In conclusion, our work demonstrates the anticancer potential of IFC 305 on in vitro assays, through the inhibition of cell growth and migration of cancer cells. These studies seed the bases for future in vivo studies that demonstrate the IFC 305 therapeutic potential for the treatment of bone metastasis caused by breast cancer
Laser texturing of 8YSZ for skull implants
No full textLa colocación de implantes craneales son procedimientos médicos fundamentales, y su éxito depende en gran medida de la biocompatibilidad del material del implante con el tejido huésped. Este proyecto de investigación se centra en la aplicación de la texturización láser para mejorar las propiedades superficiales del biomaterial cerámico 8YSZ con el objetivo de mejorar la adhesión, viabilidad y proliferación celular, de fibroblastos. Para alcanzar estos objetivos, empleamos tecnología láser pulsada corta de nanosegundos para texturizar el material cerámico 8YSZ. Durante el proceso de texturización se ajustaron sistemáticamente diversos parámetros de irradiación, como la fluencia del pulso, la velocidad de barrido y la frecuencia de repetición. Además, evaluamos la respuesta de fibroblastos en ensayos in vitro por medio de la adhesión y determinando los efectos de la viabilidad y proliferación celular, ya que estas células juegan un papel crucial en la formación de matriz extracelular y en los procesos de cicatrización e integración de implantes. Los resultados preliminares indican que las muestras texturizadas a una fluencia de 467 presentaron la mejor respuesta celular con la mayor cantidad de células adheridas, junto con altos índices de viabilidad y proliferación. Por el contrario, las muestras texturizadas a fluencias de 401 y 133 mostraron adhesión al material, pero no una proliferación celular significativa. Este estudio subraya el potencial de la texturización por láser de biomateriales, en particular la cerámica 8YSZ, para mejorar las propiedades superficiales y la biocompatibilidad. Los hallazgos tienen implicaciones de gran alcance para el desarrollo de implantes craneales y otras aplicaciones biomédicas, ofreciendo la posibilidad de mejorar las respuestas de cicatrización e integración de los implantes de este material con potencial en procedimientos de reconstrucción craneal.The placement of cranial implants is a fundamental medical procedure, and its success depends largely on the biocompatibility of the implant material with the host tissue. This research project focuses on the application of laser texturing to improve the surface properties of the ceramic biomaterial 8YSZ with the aim of enhancing fibroblast adhesion, viability and cell proliferation. To achieve these objectives, we employed short nanosecond pulsed laser technology to texturize the 8YSZ ceramic material. During the texturing process, various irradiation parameters, such as pulse fluence, scanning speed and repetition rate, were systematically adjusted. In addition, we evaluated the response of fibroblasts in “in vitro” adhesion assays and by measuring viability and proliferation, since these cells play a crucial role in the formation of extracellular matrix and in the processes of healing and implant integration. Preliminary results indicate that samples textured at a fluence of 467 exhibited the best cellular response with the highest number of adherent cells, along with high viability and proliferation rates. In contrast, samples textured at fluences of 401 and 133 showed adhesion to the material, but no significant cell proliferation. This study highlights the potential of laser texturing of biomaterials, particularly 8YSZ ceramic, to improve surface properties and biocompatibility. The findings have far-reaching implications for cranial implant development and other biomedical applications, offering the possibility of improved healing and implant integration responses of this material with potential in cranial reconstruction procedures