Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
Not a member yet
3894 research outputs found
Sort by
Study of the nonlinear properties of a system with two layers of metallic nanoparticles embedded in a dielectric
No full textEn este trabajo de tesis se presenta el estudio de las propiedades ópticas lineales y no lineales de tres muestras de materiales nanoestructurados, compuestos por una matriz de dióxido de silicio con una capa de nanopartículas esféricas de plata, separada a distintas distancias de una segunda capa de nanopartículas esféricas de oro. Todas las muestras fueron fabricadas mediante implantación iónica en un acelerador Tandem. Las propiedades ópticas lineales se determinaron mediante espectrometría, mientras que las propiedades ópticas no lineales se estudiaron utilizando la técnica de barrido en z (Z-scan) con un láser de titanio-zafiro que genera pulsos de femtosegundos. Los resultados obtenidos mediante Z-scan para incidencia DF indican la presencia de refracción no lineal negativa, con índices de refracción no lineales de n2 = 0.112GW/cm2, n2 = 0.182GW/cm2 y n2 = 0.123GW/cm2 para las muestras 1, 2 y 3, respectivamente. Además, se evidenció una variación significativa en el índice de refracción entre las muestras, atribuida a los cambios en la distancia de separación entre las capas de nanopartículas. Para analizar el origen de la refracción no lineal observada, se empleó la técnica de Z-scan con inclusión de un chopper, encontrando que todas las muestras presentan una componente electrónica considerable de nelec 2 = 0.014GW/cm2, nelec2 = 0.022GW/cm2 y nelec2 = 0.016GW/cm2. Adicionalmente, se realizó un estudio numérico en el que se encontró que estas configuraciones de capas de nanopartículas pueden exhibir comportamientos no recíprocos en absorción no lineal. Para corroborar experimentalmente este fenómeno, se utilizó la técnica de Z-scan en ambas direcciones de incidencia, observándose que la muestra 2 exhibe un comportamiento no recíproco a altas intensidades, presentando absorción saturable en la dirección DF y ausencia de absorción no lineal en la dirección DB. En cuanto a la refracción no lineal, también se observó un comportamiento no recíproco en las muestras, obteniéndose valores del índice de refracción de n2 = 0.134GW/cm2, n2 = 0.149GW/cm2 y n2 = 0.095GW/cm2 para incidencia DB.In this thesis work, the study of the linear and nonlinear optical properties of three samples of nanostructured materials is presented. These materials consist of a silicon dioxide matrix with a layer of spherical silver nanoparticles, separated at different distances from a second layer of spherical gold nanoparticles. All the analyzed samples were fabricated using the ion implantation technique in a Tandem accelerator. The linear optical properties were determined by spectrometry, while the nonlinear optical properties were studied using the Z-scan technique with a titanium-sapphire laser that generates femtosecond pulses. The results obtained from the Z-scan for DF incidence indicate the presence of negative nonlinear refraction, with nonlinear refractive indices of n2 = 0.112GW/cm2, n2 = 0.182GW/cm2, and n2 = 0.123GW/cm2 for samples 1, 2, and 3, respectively. Furthermore, a significant variation in the refractive index among the different samples was observed, attributed to changes in the separation distance between the nanoparticle layers. To analyze the origin of the observed nonlinear refraction, the Z-scan technique with the inclusion of a chopper was employed, finding that all samples exhibit a considerable electronic component of nelec 2 = 0.014GW/cm2, nelec 2 = 0.022GW/cm2, and nelec 2 = 0.016GW/cm2. Additionally, a numerical study was conducted, which found that these configurations of nanoparticle layers can exhibit non-reciprocal behavior in nonlinear absorption. To experimentally corroborate this phenomenon, the Z-scan technique was used for both incidence directions, revealing that sample 2 exhibits non-reciprocal behavior at high intensities in nonlinear absorption, showing saturable absorption in the DF direction and the absence of nonlinear absorption in the DB direction. Regarding nonlinear refraction, a non-reciprocal behavior was also observed in the samples, obtaining refractive index values of n2 = 0.134GW/cm2, n2 = 0.149GW/cm2, and n2 = 0.095GW/cm2 for DB incidence.
Keywords: Nonlinea
Localización de eventos sísmicos con una estación mediante un modelo probabilístico compuesto guiado por redes neuronales
No full textGaussian mixture models (GMMs) are a powerful strategy for combining different probabilities to obtain a wide range of solutions. In the context of earthquake location, this thesis proposes using a Gaussian mixture model as an alternative to leverage the results of neural networks as prior states in Bayesian inference. This work develops a mixed architecture integrating two successful neural networks: ConvNetQuake (CNQ) and EQTransformer (EQT). Both networks are capable of detecting seismic events but serve different objectives. ConvNetQuake identifies seismic events in probabilistic regions without pinpointing specific latitude and longitude, while EQTransformer provides precise arrival times. Combined with a three-dimensional (3D) travel time likelihood function these predictions are integrated within a Bayesian framework. In this model, the initial spatial location is represented as a Multivariate Gaussian Mixture Model, with the likelihood function refining the location by utilizing S-P times in a 3D space. The likelihood function employs the Fast Marching Eikonal method with a 3D velocity structure. Experimental validation was conducted using seismic data from the 2019 Ridgecrest earthquake sequence (Mw = 7.1), yielding promising outcomes for single-station earthquake locations. This approach underscores the efficacy of employing a Bayesian model augmented with informed initial priors derived from deep learning algorithms, particularly in scenarios requiring rapid decision-making. Notably, this methodology combines the strengths of deep learning for preliminary estimations with the probabilistic refinement of 3D seismic event location.Los modelos de mezclas gaussianas (MMG) son una estrategia poderosa para combinar diferentes probabilidades y obtener una amplia gama de soluciones. En el contexto de la localización de eventos sísmicos, esta tesis propone el uso de un modelo mixto gaussiano como una alternativa para aprovechar los resultados de redes neuronales como estados previos en una inferencia bayesiana. Este trabajo desarrolla una arquitectura mixta que integra dos redes neuronales exitosas: ConvNetQuake (CNQ) y EQTransformer (EQT). Ambas redes son capaces de detectar eventos sísmicos, pero tienen diferentes objetivos. ConvNetQuake identifica sismos en regiones probabilistas sin precisar latitud y longitud específicas, mientras que EQTransformer proporciona tiempos de arribo precisos. Estas predicciones, combinadas con una función de verosimilitud de tiempos de viaje en tres dimensiones (3D), se integran dentro de un marco bayesiano. En este modelo, la localización espacial inicial se representa como un Modelo de Mixto Gaussiano Multivariado, con la función de verosimilitud refinando la ubicación utilizando los tiempos S −P en un espacio 3D. La función de verosimilitud emplea el método del Eikonal de Fast Marching con una estructura de velocidad en 3D. La validación experimental se realizó utilizando datos sísmicos de la secuencia de terremotos de Ridgecrest en 2019 (Mw = 7.1), lo que arrojó resultados prometedores para la localización de sismos con una sola estación. Este enfoque subraya la eficacia de emplear un modelo bayesiano complementado con estados previos informados derivados de algoritmos de aprendizaje profundo, particularmente en escenarios que requieren una toma de decisiones rápida. Cabe destacar que esta metodología combina las fortalezas del aprendizaje profundo para estimaciones preliminares con el refinamiento probabilístico de la ubicación de eventos sísmicos en 3D
Flujo de calor vertical de submesoescala en la capa mixta
No full textRecent numerical simulations and observations with Lagrangian floats, drifters, and airborne Doppler radar have shown that, in the mixed layer, horizontal movements on the order of kilometers occur, with durations ranging from hours to 2-3 days. These movements, characterized by vorticity and deformation on the order of the Coriolis parameter, tend to disrupt the geostrophic balance and induce strong vertical motions (approximately 100 m/day). In covariance with the temperature anomaly in a frontal system, these motions generate upward heat fluxes with frequencies greater than one cycle per day (high frequency). These fluxes are key to the energy balance and heat redistribution in the ocean, regulating submesoscale dynamics and indirectly modulating the interaction between mesoscale and turbulent processes, impacting the thermal structure of the ocean and global climate. Submesoscale dynamics are influenced by atmospheric forcing, such as heat exchange at the ocean-atmosphere interface and wind stress, which can simultaneously impact submesoscale dynamics in an oceanic region. This simultaneity complicates the precise identification of the mechanism responsible for the high-frequency heat fluxes. In this thesis, the hypothesis is addressed that net diurnal surface cooling (thermal process) and wind stress (mechanical process) impact submesoscale dynamics, generating high-frequency vertical heat fluxes. To test this hypothesis, numerical simulations are performed under idealized conditions to replicate submesoscale frontal evolution in a periodic channel, comparing experiments with and without forcing. The results show that, in the free evolution, high-frequency heat fluxes reached a maximum of one cycle every 10 hours, while in the forced experiments, baroclinic instability intensified, increasing the growth of meanders, promoting greater energy transfer to smaller scales, and reinforcing the secondary circulation of the front. This led to a tendency toward higher frequencies and larger heat fluxes. Although the mechanisms of the forcings are different, both drive frequencies up to one cycle every 6 hours. It is important to note that vertical fluxes in the submesoscale can be up to 10 times greater than those in the mesoscale, highlighting their impact on the global heat balance. These findings help explain the high frequencies observed in simulations with more realistic conditions, where fluxes reach frequencies close to one ...Simulaciones numéricas recientes y observaciones con flotadores lagrangianos, derivadores y radares de dispersión Doppler (observación aérea) han mostrado que, en la capa de mezcla, se producen movimientos horizontales del orden de kilómetros y con duraciones de horas a 2-3 días. Estos movimientos, caracterizados por una vorticidad y deformación de orden del parámetro de Coriolis, tienden a romper el balance geostrófico e inducen intensos desplazamientos verticales (aproximadamente 100 m/día). En covarianza con la anomalía de temperatura en un sistema frontal, estos desplazamientos generan flujos verticales ascendentes de calor con frecuencias superiores a un ciclo por día (alta frecuencia). Estos flujos son clave para el balance energético y la redistribución de calor en el océano, regulando la dinámica submesoescalar y modulando indirectamente la interacción entre procesos de mesoescala y turbulentos, impactando por ello la estructura térmica del océano y el clima global. La dinámica submesoescalar es modulada por forzantes atmosféricos, como el intercambio de calor en la interfaz océano-atmósfera y el esfuerzo del viento, los cuales pueden impactar simultáneamente la dinámica submesoescalar en una región oceánica. Esta simultaneidad dificulta la identificación precisa del mecanismo responsable de los flujos de calor de alta frecuencia. En esta tesis, se aborda la hipótesis de que el enfriamiento diurno superficial neto (proceso térmico) y el esfuerzo del viento (proceso mecánico) impactan la dinámica submesoescalar, generando flujos verticales de calor de alta frecuencia. Para probar esta hipótesis, se realizaron simulaciones numéricas bajo condiciones idealizadas para replicar la evolución frontal submesoescalar en un canal periódico, comparando experimentos con y sin forzantes. Los resultados mostraron que, en la evolución libre, los flujos de calor de alta frecuencia alcanzaron un máximo de 1 ciclo cada 10 horas, mientras que, en los experimentos forzados, la inestabilidad baroclínica se intensificó, aumentando el crecimiento de los meandros, promoviendo una mayor transferencia de energía a escalas más pequeñas y reforzando la circulación secundaria del frente. Esto generó una tendencia hacia frecuencias más altas y mayores flujos de calor. Aunque los mecanismos de los forzantes son diferentes, ambos impulsaron frecuencias de hasta un ..
Pressure-velocity Coupling Algorithms of 2D Heat Transfer Numerical Modelling in a Geothermal Reservoir
No full textLa modelación numérica de los campos geotérmicos requiere de diversas herramientas computacionales y matemáticas para comprender su dinámica compleja. Los modelos numéricos permiten simular la interacción de los distintos procesos, como la convección del fluido (campo de velocidades), los campos de presión y temperatura, y el transporte de solutos, mediante el balance de masa y energía. En este trabajo se desarrolla una solución numérica para acoplar los campos de velocidad y presión involucrados en las ecuaciones de continuidad, momento y conservación de energía (temperatura) en un yacimiento geotérmico bidimensional. La metodología empleada se basa en el método de volumen finito (MVF) o método de volumen de control (MVC). La implementación computacional se realiza en lenguaje Fortran, acoplado a subrutinas en Python para la generación de gráficos que permiten visualizar los campos modelados de velocidad y temperatura en 2D. Para evaluar la funcionalidad del algoritmo, este fue aplicado al Campo Geotérmico Las Tres Vírgenes (CGLTV), donde se simularon 15 modelos distintos para estimar el campo de temperaturas, variando la permeabilidad y los valores y distribución de fuentes de calor asociadas a zonas de fallas. Los resultados mostraron que el modelo 13 presentó la mejor concordancia, con errores normalizados estimados a partir de temperaturas simuladas y las registradas en los pozos del CGLTV, obteniendo una distribución del porcentaje de error de 10%, lo que indica una precisión aceptable. El algoritmo es adecuado para su implementación bajo el concepto de un sistema cerrado (líquido dominante) en medio poroso, donde solo se considera la transferencia de calor entre el sistema y su entorno, sin intercambio de materia. El algoritmo se puede adaptar a otros campos geotérmicos y optimizarse al incorporar información nueva del sitio de estudio a modelar.Numerical modelling in geothermal fields requires multiple computational and mathematical tools to understand their complex dynamics. Numerical models allow the simulation of the different processes, such as fluid convection (velocity field), pressure and temperature fields, and solute transport through mass and energy balance. In this work, a numerical solution is developed to couple the velocity and pressure fields involved in the continuity, momentum, and energy conservation (temperature) equations in a two-dimensional geothermal reservoir. The methodology is based on the finite volume method (FVM) or control volume method (CVM). The computational implementation is carried out in Fortran, coupled with Python subroutines for generating graphics to visualize the modeled velocity and temperature fields in 2D. To evaluate the functionality of the algorithm, it was applied to the Las Tres Vírgenes Geothermal Field (LTVGF), where 15 different models were simulated to estimate the temperature field by varying permeability and the values and distribution of fault zones associated heat sources. The results indicated that Model 13 had the best overall performance and accuracy for each well, with normalized errors estimated from simulated and recorded temperatures, yielding an error percentage distribution of 10%, indicating acceptable accuracy. The algorithm is suitable for implementation under the concept of a closed systems (liquid-dominated) in porous medium, where only heat transfer occurs between the systems and its surroundings, with no mass exchange. The algorithm can be adapted to other geothermal fields and optimized by incorporating new information from the study site to be modeled
Study of linear and non-linear optical properties of all-dielectric nanolaminates
No full textEn este trabajo de tesis se presenta el estudio de las propiedades ópticas lineales y nolineales de materiales dieléctricos: nanolaminados de capas alternadas de al´umina (Al2O3) e itria (Y2O3) y de películas delgadas de dióxido de titanio. Todas las muestras analizadas fueron fabricadas mediante técnica de deposición de capa atómica (ALD por sus siglas en inglés). Las propiedades ópticas lineales de las muestras se determinaron empleando espectrofotometría y elipsometría espectral, mientras que las propiedades ópticas nolineales se estudiaron con la técnica de barrido en z (z-scan) usando un láser de titanio: zafiro que produce pulsos de femtosegundos. Se contrastaron los resultados de la elipsometría con el análisis espectral de las muestras por la técnica de Swanepoel, respaldando los resultados más robustos de la elipsometría espectral. Los resultados encontrados del barrido en z indican la presencia de refracción nolineal en las muestras nanolaminadas, logrando medir el índice de refracción nolineal (n2) para una muestra nanolaminada, resultando en n2 = 0.034cm2/GW, mientras que las señales de absorción nolineal resultaron demasiado bajas para las muestras nanolaminadas. Se estudió de manera numérica la respuesta óptica de los nanolaminados con dieléctricos arbitrarios, encontrando condiciones para la fabricación de nuevas muestras con coeficientes nolineales mayores a los de sus materiales componentes. Adicionalmente, del barrido en z para las películas delgadas de T iO2, se encontró la presencia de refracción nolineal positiva resultando en los valores n2 = 0.051cm2/GW y n2 = 0.035cm2/GW, para las películas con espesores de 255 nm y 663 nm (T iO2 − 1 y T iO2 − 2) respectivamente, mostrando una discrepancia que atribuimos a diferencias en espesor, grado de compactación o cristalinidad de las películas delgadas. En todas las muestras se despreció la contribución térmica por acumulación de energía pulso a pulso debido a la baja absorción óptica de las muestras en la longitud de onda de análisis.In this thesis we present the study of the linear and nonlinear optical properties of dielectric materials: nanolaminates of bilayers of alumina (Al2O3) and yttria (Y2O3) and thin films of titanium oxide (T iO2). All samples were fabricated using atomic layer deposition technique (ALD). The linear optical properties were determined by using spectrophotometry and spectroscopic ellipsometry, while the nonlinear properties were studied by the z-scan technique employing a femtosecond-pulsed titanium: sapphire laser. The ellipsometric results were compared to those obtained by the Swanepoel method from the spectroscopic data, supporting the more robust results from spectroscopic ellipsometry. The results found from performing the z-scan technique show the presence of positive nonlinear refraction in one the nanolaminate samples, achieving the measurement of the nonlinear refractive index of n2 = 0.034cm2/GW while nonlinear absorption signals were low for all samples studied. We studied the linear and nonlinear optical properties of arbitrary nanolaminates showing the optimal conditions for the fabrication of new samples. Additionally, from the z-scan results of the T iO2 thin films we found the presence of positive nonlinear refraction with the values n2 = 0.051cm2/GW and n2 = 0.035cm2/GW, for the films of 255 and 663 nm in thickness respectively, which we attribute this discrepancy in value to the differences in thickness, compaction, crystallinity, etc. Thermal contributions to the refractive index were dismissed for all the samples studied as the absorption in all samples was very low
Effect of suspended solids on the biological performance of striped bass (Morone saxatilis) and pea (Pisum sativum)
No full textLa escasez de agua en el mundo requiere soluciones innovadoras para un uso más eficiente. En este contexto, la agricultura-acuicultura integrada (IAA, por sus siglas en inglés) surge como una alternativa viable para la producción de alimentos. Los sistemas integrados agrícolas-acuícolas se presentan como una forma eficaz de gestionar el agua aprovechando los efluentes acuícolas para cultivar plantas. Estos efluentes contienen comunidades microbianas libres y bioflóculos, materia orgánica y alimento no consumido, considerados como sólidos que pueden estar en suspensión. La acumulación de estos sólidos es uno de los principales desafíos de los sistemas IAA, ya que pueden afectar a ciertas especies de peces y plantas. La lobina rayada (Morone saxatilis), una especie clave en Baja California, México, no tiene descrito su comportamiento en cultivos con sólidos suspendidos. De igual manera, no se conoce el impacto de los sólidos de efluentes acuícolas en el desarrollo del sistema radicular de leguminosas como el chícharo (Pisum sativum). Este estudio evaluó el efecto de los sólidos suspendidos en el desempeño biológico de la lobina rayada y el chícharo. Para la generación de sólidos en suspensión, se empleó como herramienta un sistema de cultivo con Tecnología Biofloc (BFT, por sus siglas en inglés) con diferentes relaciones Carbono:Nitrógeno 10:1 (C10) y 20:1 (C20), y un tratamiento control en un sistema de flujo abierto (FA) durante 39 días. Se determinaron parámetros de productividad, calidad del agua y el estado de salud branquial de la lobina, así como el desarrollo del chícharo en etapa temprana. Aunque los resultados no mostraron diferencias significativas en la productividad de la lobina entre tratamientos, los tratamientos C10 Y C20 mostraron un mayor porcentaje de alteraciones en branquias que el tratamiento FA. Respecto al efecto de los efluentes en planta, en ninguno de los tratamientos evaluados se registraron efectos negativos en la producción y viabilidad de las células del borde de la raíz, y crecimiento radicular. Estos resultados resaltan el potencial de los sistemas IAA para mejorar la sostenibilidad de la producción de la lobina rayada y el uso del efluente de estos en sistemas con cultivo de leguminosas.The scarcity of water worldwide requires innovative solutions to make its use more efficient. In this context, aquaculture integrated with agriculture emerges as a viable alternative for food production. Integrated agriculture-aquaculture systems offer an effective way to manage water by utilizing aquaculture effluents for plant cultivation. These effluents contain free microbial communities, floc particles, organic matter, and uneaten feed, considered solids that may remain suspended. The accumulation of these solids is one of the main challenges in Integrated Agriculture-Aquaculture (IAA) systems, as it can negatively affect certain species of fish and plants. The response of striped bass (Morone saxatilis), a key species in Baja California, Mexico, to suspended solids is not well documented. Similarly, the impact of solids from aquaculture effluents on the root system development of legumes, such as peas (Pisum sativum), is unknown. This study evaluated the effect of suspended solids on the biological performance of striped bass and peas. To generate suspended solids, a Biofloc Technology (BFT) culture system was used with different Carbon:Nitrogen ratios, 10:1 (C10) and 20:1 (C20), along with a control treatment in a flow-through system (FA) over 39 days. Productivity parameters, water quality, and the gill health status of the striped bass were determined, as well as the early-stage development of peas. Although results showed no significant differences in the productivity of striped bass among treatments, the C10 and C20 treatments exhibited a higher percentage of gill alterations compared to the FA treatment. Regarding the effect of effluents on the plants, no negative effects were observed on root border cell production, cell viability, or root growth in any of the evaluated treatments. These findings highlight the potential of IAA systems to enhance the sustainability of striped bass farming and the use of their effluent in legume cultivation
Physical and biogeochemical controls in the oxygen spatial and temporal variability in the Gulf of Mexico
No full textEl presente trabajo se centra en observar y entender la variabilidad espacial y temporal del oxígeno disuelto en el Golfo de México, un parámetro clave para comprender la dinámica biogeoquímica de esta región. Los datos analizados provienen de mediciones realizadas durante cruceros oceanográficos y del monitoreo continuo de boyas BioARGO, los cuales sirvieron como base para desarrollar y evaluar distintos modelos. Se realizó un análisis multiparamétrico para conocer las profundidades e isopicnas núcleo de las masas de agua, así como el porcentaje de mezcla entre ellas dentro del Golfo. A partir de esta información, se construyó un modelo de cajas sencillo con flujos de entrada y salida horizontales y verticales de oxígeno parametrizados según estudios previos y las mediciones realizadas. Este modelo simula la variabilidad estacional en la capa superficial, así como la disminución de oxígeno en aguas subsuperficiales observada del Caribe al Golfo. Se estimaron los tiempos de residencia aproximados de cada masa de agua para validar el modelo. Observamos que el modelo no representa la variabilidad anual en las aguas intermedias medida durante los cruceros por lo que posteriormente, se integraron datos satelitales en un segundo modelo para evaluar el impacto de los desprendimientos de giros asociados a la corriente de Lazo. El segundo modelo reproduce con éxito la variabilidad del oxígeno observada en las aguas de la termoclina principal, destacando la variabilidad del desprendimiento de los remolinos de la corriente de Lazo como un proceso clave en la ventilación de la termoclina del GoM. Según nuestro modelo, se necesita un área promedio de desprendimiento de LCE de aproximadamente 97,000 km² por año para mantener los niveles de oxígeno en las aguas de la termoclina por encima de 2.6 ml L⁻¹ en la parte superior de la termoclina y 2.4 ml L⁻¹ en la parte inferior de la termoclina. Otra implicación de este modelo es que, si la tendencia anual de disminución del área de desprendimiento de los LCE continúa en los próximos años, las concentraciones de oxígeno en la termoclina del GoM podrían seguir disminuyendo, lo que podría tener consecuencias desconocidas para la estructura de la red ecológica en estas profundidades. En un tercer paso, se empleó un modelo biogeoquímico acoplado al modelo físico NEMO/PISCES para evaluar su capacidad de reproducir la variabilidad observada. Los resultados mostraron un desempeño adecuado en las zonas ...The present study focuses on observing and understanding the spatial and temporal variability of dissolved oxygen in the Gulf of Mexico, a key parameter for comprehending the biogeochemical dynamics of this region. The analyzed data come from measurements taken during oceanographic cruises and continuous monitoring by BioARGO buoys, which served as the basis for developing and evaluating different models. A multiparametric analysis was conducted to determine the core depths and isopycnals of water masses, as well as the mixing percentage between them within the Gulf. Based on this information, a simple box model was constructed with horizontal and vertical oxygen inflow and outflow fluxes, parameterized according to previous studies and collected measurements. This model simulates seasonal variability in the surface layer and the observed decrease in oxygen in subsurface waters from the Caribbean to the Gulf. The approximate residence times of each water mass were estimated to validate the model. We observed that the model does not represent the annual variability in intermediate waters measured during the cruises. Therefore, satellite data were later integrated into a second model to evaluate the impact of eddy detachments associated with the Loop Current. The second model successfully reproduces the observed oxygen variability in the main thermocline waters, highlighting the variability of Loop Current eddies (LCE) detachment as a key process in thermocline ventilation in the Gulf of Mexico. According to our model, an average detached LCE area of approximately 97,000 km² per year is needed to maintain oxygen levels in the thermocline waters above 2.6 ml L⁻¹ in the upper thermocline and 2.4 ml L⁻¹ in the lower thermocline. Another implication of this model is that if the yearly trend of decreasing LCE detachment area continues in the coming years, oxygen concentrations in the Gulf of Mexico thermocline may continue to decline, potentially leading to unknown consequences for the ecological web structure at these depths. In a third step, a biogeochemical model coupled with the physical NEMO/PISCES model was used to assess its ability to reproduce the observed variability. The results showed good performance in the surface and deep zones of the Gulf of Mexico; however, the model exhibited limitations in simulating the variability of intermediate waters. It is considered essential to continue efforts to improve the physical coupling
Design of antenna arrays based on spirals using simplification techniques in the feeding networks
No full textEn los últimos años, el uso de comunicaciones inalámbricas ha tenido un continuo aumento y se ha logrado un amplio despliegue de servicios debido en gran medida al avance tecnológico en el área de las antenas. Estos elementos radiantes han sido agrupados en diferentes configuraciones dando paso al concepto de arreglo de antenas. Entre las prestaciones más interesantes que ofrece este tipo de tecnología se encuentra la posibilidad de alterar el patrón de radiación mediante el cambio de amplitud y fase de cada elemento, logrando dirigir el haz principal hacia ciertas regiones espaciales y manteniendo un nivel de lóbulo lateral bajo. Entre los retos en el área de arreglos de antenas se encuentra el hallar una configuración que pueda operar en un ancho de banda amplio, que permita aumentar la separación entre elementos y que logre un escaneo adecuado del haz principal. Además, en esta búsqueda de geometrías que logren las prestaciones antes mencionadas, se encuentra el reto de simplificar la red de alimentación de las configuraciones bajo estudio, debido a que dicha red de alimentación es el bloque del sistema de antenas que implica el mayor costo. Así pues, en este trabajo de investigación se ha abordado la geometría en espiral de Fermat, evaluando sus características principales y las prestaciones que ofrece tanto en su respuesta natural como en el escaneo de haz. Se ha logrado la máxima minimización del SLL en este tipo de geometrías al proponer técnicas novedosas tanto con amplitud uniforme como con amplitud no uniforme, tales como la optimización de las posiciones angulares a lo largo de la línea de la espiral, el uso del coseno alzado, o el uso de algoritmos genéticos. Además, se ha logrado la disminución de desfasadores requeridos en el escaneo de haz al proponer el uso de estructuras periódicas de radiación coherente CORPS de una capa en la red de alimentación como técnica para simplificar dicha red. Esto mientras se mantiene un bajo SLL al usar las técnicas de minimización propuestas para esta geometría en este trabajo, así como una nueva distribución obtenida directamente de las salidas de las redes CORPS de una capa. Los resultados de simulación electromagnética validan las propuestas y diseños realizados. De este modo, se hace una aportación importante al estado del arte en el área de arreglos de antenas al proponer una geometría que mejora las características de radiación en comparación con las geometrías utilizadas convencionalmente mientras ...In recent years, the use of wireless communications has had a continuous increase and a wide deployment of services has been achieved, largely due to technological advances in the area of antennas. These radiating elements have been grouped into different configurations, giving rise to the concept of antenna arrays. Among the most interesting features offered by this type of technology is the possibility of altering the radiation pattern by changing the amplitude and phase of each element, in order to direct the main beam towards certain spatial regions and maintaining a low side lobe level. Among the challenges in the area of antenna arrays is finding a configuration that can operate in a wide bandwidth, that allows increasing the separation between elements and that achieves an adequate scanning of the main beam. In addition, in this search for geometries that achieve the aforementioned benefits, there is the challenge of simplifying the feed network of the configurations under study, because said feed network is the block of the antenna system that involves the highest cost. Thus, in this research work, the Fermat spiral geometry has been addressed, evaluating its main characteristics and the performance it offers both in its natural response and in beam scanning. The maximum minimization of the SLL has been achieved in this type of geometry by proposing novel techniques both with uniform amplitude and with non-uniform amplitude, such as the optimization of the angular positions along the spiral line, the use of the raised cosine, or the use of genetic algorithms. In addition, the reduction of phase shifters required in beam scanning has been achieved by proposing the use of one-layer CORPS periodic coherent radiation structures in the feed network as a technique to simplify said network. This while maintaining a low SLL by using the minimization techniques proposed for this geometry in this work, as well as a new distribution obtained directly from the outputs of the one-layer CORPS networks. The electromagnetic simulation results validate the proposals and designs made. Thus, an important contribution is made to the state of the art in the area of antenna arrays by proposing a geometry that improves the radiation characteristics compared to conventionally used geometries while maintaining a simplified feed network
Development of functional foods for red tilapia, Pargo-UNAM (Oreochromis spp.), using probiotics of the genus Bacillus: Evaluation of biological performance and resistance to Aeromonas hydrophila
No full textEl presente estudio evaluó el efecto de dietas enriquecidas con probióticos del género Bacillus en el desempeño biológico, la digestibilidad y la resistencia al patógeno Aeromonas hydrophila en tilapia roja, línea Pargo-UNAM (Oreochromis spp.), cultivada en agua de mar. Se probaron tres dietas experimentales, suplementadas con diferentes cepas de Bacillus (B. subtilis 9b, B. velezensis B2 y B. velezensis V3), además de un control sin probióticos. Los resultados indicaron que la dieta R3, enriquecida con B. velezensis V3, logró el mejor desempeño biológico en términos de crecimiento, supervivencia y eficiencia de conversión alimenticia. Aunque no se observaron diferencias significativas en la digestibilidad entre tratamientos, los datos sugieren que la dieta base poseía una alta digestibilidad, lo que podría haber minimizado el impacto de los probióticos en este parámetro. En cuanto a la resistencia al patógeno, la dieta R3 mostró la mayor tasa de supervivencia, destacando su eficacia en la protección contra infecciones. Además, esta dieta demostró ser la opción más costo eficiente, combinando altos rendimientos biológicos con beneficios económicos.This study evaluated the effect of diets enriched with probiotics of the Bacillus genus on the biological performance, digestibility, and resistance to the pathogen Aeromonas hydrophila in red tilapia, Pargo UNAM strain (Oreochromis spp.), cultured in seawater. Three experimental diets were tested, each supplemented with different Bacillus strains (B. subtilis 9b, B. velezensis B2, and B. velezensis V3), along with a control diet without probiotics. The results indicated that the R3 diet, enriched with B. velezensis V3, achieved the best overall biological performance in terms of growth, survival, and feed conversion efficiency. Although no significant differences were observed in digestibility among treatments, the data suggest that the base diet had high digestibility, which may have limited the impact of the probiotics in this parameter. Regarding pathogen resistance, the R3 diet recorded the highest survival rate, highlighting its effectiveness in protecting against infections. Additionally, this diet proved to be the most cost-efficient option, combining high biological performance with economic benefits
Epidemiology of two viral diseases in Baja California vineyards: leafroll and red blotch
No full textLas enfermedades del enrollamiento de la hoja de la vid (GLD por sus siglas en inglés) y enfermedad de la mancha roja de la vid (GRBD por sus siglas en inglés) son de importancia para el cultivo de la vid (Vitis vinifera L.), causando importantes pérdidas económicas debido a reducciones en el rendimiento y la calidad de la fruta. En Baja California se conoce desde hace algunos años la ocurrencia de estas enfermedades, sus virus asociados y la presencia del piojo harinoso de la vid (PHV, Planococcus ficus), vector de algunos virus asociados a GLD; sin embargo, aún se desconoce el alcance de su propagación en el estado y el origen geográfico del PHV. En este trabajo se realizó un estudio epidemiológico para determinar la prevalencia e incidencia de plantas sintomáticas asociadas a ambas enfermedades. La infección viral en plantas sintomáticas se estudió mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés) en tiempo real de 190 muestras para cuatro virus asociados a GLD y para el virus causante de GRBD. Los parámetros de desempeño del diagnóstico basado en la evaluación de síntomas tuvieron una sensibilidad del 91% y una especificidad del 52% respecto a los resultados de la PCR en tiempo real. Se seleccionó un número representativo de viñedos en todo el estado, de forma aleatorizada, para determinar la prevalencia basándose en la evaluación de cuadrantes que contenían 1,000 plantas. Los resultados mostraron que el 92% de los viñedos analizados presentaron plantas sintomáticas, con una prevalencia promedio del 20%, mínima de 0 y máxima del 92%. Las principales variables asociadas con la prevalencia fueron el porcentaje de plantas infestadas de PHV por viñedo (correlación positiva), localidad, temperatura ambiente (correlación negativa), temperatura del suelo (correlación positiva) y unidades de calor acumulado (correlación positiva). La incidencia se determinó en cinco viñedos en cuadrantes de 2,500 plantas cada uno ubicados en tres localidades diferentes durante tres años (2021-2023). Los cinco viñedos exhibieron un aumento promedio de 1.7% y 9% en 2022 y 2023, respectivamente. Un viñedo con ausencia de PHV mostró el porcentaje más bajo de plantas sintomáticas en todos los años. ‘Cabernet Sauvignon’ y ‘Nebbiolo’ mostraron más plantas sintomáticas que ‘Merlot’. Por otra parte, se realizaron estudios filogeográficos para caracterizar las poblaciones de PHV y del grapevine leafroll-associated virus 3 (GLRaV-3), predominante en GLD. Los ...Grapevine leafroll disease (GLD) and grapevine red blotch disease (GRBD) are important diseases affecting grapevine cultivation (Vitis vinifera L.), causing considerable economic losses due to reductions in yield and fruit quality. In Baja California, the occurrence of these diseases, their associated viruses, and the presence of the vine mealybug (Planococcus ficus), a vector for some viruses associated with GLD, have been known for several years. However, the extent of their spread within the state and the geographic origin of the vine mealybug remains unknown. This study conducted an epidemiological assessment to determine the prevalence and incidence of symptomatic plants associated with both diseases. Viral infection in symptomatic plants was tested using real-time polymerase chain reaction (PCR) on 190 samples for four viruses associated with GLD and the virus causing GRBD. Diagnostic performance parameters based on symptom assessment had 91% sensitivity, and 52% specificity compared to real-time PCR results. A representative number of vineyards across the state were randomly selected to determine prevalence based on quadrant evaluations containing 1,000 spot plants. Results showed that 92% of the analyzed vineyards had symptomatic plants, with an average prevalence of 20%, ranging from 0 to 92%. Key variables associated with prevalence included the percentage of the vine mealybug-infested plants per vineyard (positive correlation), locality, ambient temperature (negative correlation), soil temperature (positive correlation), and accumulated heat units (positive correlation). Incidence was determined in five vineyards using quadrants of 2,500 spot plants each, located across three different areas over three years (2021-2023). The five vineyards showed an average increase of 1.7% and 9% in 2022 and 2023, respectively. A vineyard without the vine mealybug had the lowest percentage of symptomatic plants in all years. ‘Cabernet Sauvignon’ and ‘Nebbiolo’ showed more symptomatic plants than ‘Merlot’. Additionally, phylogeographic studies were conducted to characterize the vine mealybug and the grapevine leafroll-associated virus 3 (GLRaV-3), the most prevalent GLD-associated virus in the region. Phylogenetic analyses of the vine mealybug co1 and its1 partial genes using the Bayesian inference method revealed close similarity with samples from the United States, Egypt, and Israel. Meanwhile, hsp70h partial gene phylogenies showed a clade shared with the ..