Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Nanobioreactors with activity Β-glucocerebrosidase for treatment Gaucher disease
No full textLa enfermedad de Gaucher es un trastorno metabólico y el más común entre las enfermedades de almacenamiento lisosomal, es causado por la deficiencia en la actividad de la enzima glucocerebrosidasa (Gcase). La ausencia de la actividad enzimática de la glucocerebrosidasa origina la acumulación del sustrato glucocerebrósido en los macrófagos. Esta acumulación ocasiona hepatomegalia, esplenomegalia, anemia, trombocitopenia entre otras complicaciones. Los pacientes con esta enfermedad se someten a tratamientos que consisten en la administración vía intravenosa de la glucocerebrosidasa exógena diseñada para ser reconocida por los receptores de manosa en los macrófagos. Sin embargo, a pesar del éxito de la terapia de reemplazo enzimático (ERT), la enzima Gcase carece de estabilidad en sangre y a esto se le suma el alto costo de las infusiones necesarias de la enzima al organismo por lo que se ve limitado el tratamiento. Para superar estas limitaciones, en este proyecto se encapsidó la enzima glucocerebrosidasa en nanopartículas tipo virus (virus-like particles, VLPs) y se funcionalizó su superficie con grupos de manosa para ser dirigidos a los macrófagos. Bajo un análisis de la actividad enzimática, las constantes de Michaelis-Menten para la enzima Gcase libre (KM = 2.20 mM) y la enzima encapsidada en las VLPs (KM = 2.23 mM) fueron similares. La enzima en las VLPs mostró el 78.9% de la actividad catalítica en comparación con la enzima Gcase libre. Es importante destacar que la estabilidad de la enzima Gcase en condiciones fisiológicas (pH 7.4, 37°C) se mejoró en 15 veces después de la encapsidación, lo que es beneficioso para obtener una vida media de circulación sanguínea más alta de la enzima Gcase, lo que puede reducir el costo de la terapia al disminuir el número de inyecciones intravenosas. Finalmente, los nanorreactores con actividad enzimática β-glucocerebrosidasa se sintetizaron y caracterizaron con éxito. El análisis preliminar sugiere el potencial de estos nanorreactores en la ERT de la enfermedad de Gaucher.Gaucher disease is a genetic disorder and the most common lysosomal disease caused by the deficiency of enzyme glucocerebrosidase. This results in the accumulation of glucosylceramide in lysosomes of macrophages cell. It leads to hepatomegaly, splenomegaly, anemia, thrombocytopenia, among other complications. Although enzyme replacement therapy (ERT) is successfully applied using mannose conjugated glucocerebrosidase, the lower stability of the enzyme in blood demands periodically intravenous administration that adds to the high cost of the treatment. Moreover, immunogenicity is also a concern. In this work, the enzyme glucocerebrosidase was encapsulated inside virus-like nanoparticles (VLPs), and their surface was functionalized with mannose groups to be targeted to macrophages. The VLPs of brome mosaic virus (BMV) were used for encapsulation of enzymes. Under an analysis of the enzymatic activity, the Michaelis-Menten constants for the free Gcase enzyme (KM = 2.20 mM) and the enzyme encapsidated in the VLPs (KM = 2.23 mM) were similar. The enzyme in the VLPs showed 78.9% of the catalytic activity compared to the free Gcase enzyme. Importantly, the stability of enzymes under physiological conditions (pH 7.4, 37 ˚C) was enhanced by 15-fold after encapsulation that is beneficial for obtaining higher blood circulation half-life, which may reduce the cost of therapy by reducing the requirement of multiple intravenous injections. Finally, the nanoreactors with enzymatic activity β-glucocerebrosidase were successfully synthesized and characterized. The preliminary analysis suggests the potential of these nanoreactors in ERT of Gaucher’s disease
Study of peroxisomes and peroxins in the vegetative and sexual development of Neurospora crassa
No full textPreviamente, en nuestro grupo de trabajo se han caracterizado los orgánulos involucrados en la vía secretora que contribuyen al crecimiento apical de Neurospora crassa. Éstos incluyen el retículo endoplásmico (RE), las cisternas de Golgi, las vacuolas y las vesículas secretoras. Este estudio se enfocó en las interacciones del RE con otros orgánulos, principalmente los peroxisomas, ya que hay evidencia de que el RE participa en la biogénesis de los peroxisomas. En los hongos filamentosos los peroxisomas tienen muchas funciones; por ejemplo, participan en el metabolismo primario y secundario, en el desarrollo vegetativo y sexual, así como en la protección contra el daño mecánico. En este proyecto se estudió el papel de tres peroxinas (PEX), proteínas de biogénesis peroxisomal, en el desarrollo sexual y en el crecimiento vegetativo de N. crassa. Se analizaron cepas mutantes que carecen de PEX-1, PEX-10 y PEX-14. Estas peroxinas son responsables de la importación de proteínas en los peroxisomas y, por lo tanto, en la maduración y el correcto funcionamiento de estos orgánulos. Para caracterizar las cepas ∆pex, se midió la tasa de crecimiento radial, macroconidiación, ramificación, diámetro de hifas y producción de hifas aéreas. Con los resultados obtenidos, se determinó que la eliminación de los genes pex-1, pex-10 y pex-14 afecta la macroconidiación y en menor medida otros aspectos del desarrollo vegetativo. También se analizó el desarrollo sexual por medio de cruzas sexuales y se determinó que PEX-14 es esencial para el desarrollo sexual, ya que su eliminación genera esterilidad femenina. Por otra parte, se ha determinado la localización subcelular de los peroxisomas mediante la fusión de una secuencia de orientación peroxisomal (PTS1) a la proteína fluorescente TagRFP. En el análisis por microscopía confocal de hifas co-expresando peroxisomas y otros orgánulos marcados con proteínas fluorescentes o teñidos con fluorocromos, se observó transporte a través de microtúbulos y co-transporte con endosomas tempranos y gotas lipídicas. Estos resultados permitieron la construcción de un modelo de transporte “pero-endo” en N. crassa en donde los peroxisomas se co-transportan junto con los endosomas tempranos y las gotas lipídicas de forma rápida y dirigida a través de los microtúbulos. Por último, ninguna de las cepas Δpex (-1, -10, -14) crecieron en medio con ácido oleico, sugiriendo que sus peroxisomas no son funcionales. Para comprobarlo, se analizó la ...Previously, our lab has characterized organelles involved in the secretory pathway of cell wall synthesizing enzymes that contribute to polar growth in Neurospora crassa. Those included the endoplasmic reticulum (ER), Golgi cisternae, vacuoles, and vesicular carriers. In this study we are focusing our attention to interconnections of the ER with other organelles, principally the peroxisomes, because there is evidence that ER is important for peroxisomal biogenesis. Peroxisomes have many functions, including a role in primary and secondary metabolism, in sexual and asexual development, as well as in protection against mechanical damage. In this project, the role of three peroxins (PEX), peroxisomal biogenesis proteins, in the sexual development and vegetative growth of N. crassa was studied. Mutant strains of N. crassa lacking PEX-1, PEX-10 and PEX-14 were analyzed. These peroxins are responsible for the import of proteins into peroxisomes and, therefore, in the maturation and proper functioning of these organelles. To characterize the ∆pex strains, the radial growth rate, the production of aerial hyphae, macroconidiation, branching, and hyphal diameter were measured. Deletion of the pex-1, pex-10, and pex-14 genes was determined to affect macroconidia and other aspects of vegetative development. Sexual development was also analyzed through sexual crosses and it was determined that PEX-14 is essential for sexual development, since its elimination generates female sterility in both mating types. Furthermore, the subcellular localization of peroxisomes has been determined by fusion of a Peroxisomal Targeting Signal 1 (PTS1) to the TagRFP fluorescent protein. In confocal microscopy analysis of hyphae co-expressing peroxisomes and other organelles labeled with fluorescent proteins or stained with fluorochromes, the peroxisomes were partially co-located with microtubules and co-transported with early endosomes and lipid droplets. These results allowed the construction of a "pero-endo" transport model in N. crassa where peroxisomes are co-transported together with early endosomes and lipid droplets rapidly and directed through the microtubules. Finally, none of the Δpex (-1, -10, -14) strains grew in medium with oleic acid, suggesting that their peroxisomes are not functional. To verify this, the ability of the strains to import the TagRFP-PTS1 protein into the peroxisomes was analyzed. Fluorescent cytosol was observed in the microscopic analysis. Therefore, ..
Design and fabrication of diffractive elements for the generation of structured light beams
No full textEn este trabajo de tesis se presenta un estudio de haces estructurados estos, en general, son básicamente un tren de ondas electromagnéticas que se propagan con propiedades topológicas y dinámicas peculiares. En particular, los haces adifraccionales son aquellos que poseen una estructura tal que mantiene su perfil de intensidad transversal invariante al propagarse. Los haces estructurados poseen propiedades únicas tales como la transferencia de momento angular orbital que pueden ser empleados en diversas aplicaciones como la manipulación de micropartículas y óptica no lineal. Una familia de haces adifraccionales son los Bessel; éstos haces tienen la propiedad de mantener invariante su perfil transversal de intensidad al propagarse lo que es importante en diversas áreas de investigación como la microscopía de hoja de luz, en la cual es necesario un haz adifraccional que ilumine una muestra. Se presenta un estudio numérico y experimental de las tres formas principales de generación de haces Bessel: anillo en propagación libre, anillo en plano focal anterior de una lente y usando un axicón. Se analiza la estructura de estos y se muestran las diferencias de sus perfiles de intensidad lateral y axial. También se empleó un modulador espacial de luz (SLM, por sus siglas en inglés) para generar la fase que un axicón introduce cuando un haz se propaga a través de éste. Debido a las condiciones inherentes a los métodos experimentales, estos haces presentan variaciones de intensidad axial y para algunas aplicaciones, como el caso de la microscopía, es necesario un perfil de intensidad axial constante. Por lo anterior, se muestra analítica y numéricamente una técnica de modulación axial de haces Bessel. Esta técnica de modulación permite generar perfiles de intensidad diversos siguiendo funciones constantes, crecientes o decrecientes en el eje del haz. Así mismo, este trabajo propone un método para generar elementos ópticos difrangentes (DOE por sus siglas en inglés) de fase con películas fotográficas, esto se realiza mediante un proceso de revelado y blanqueado para generar haces estructurados de manera sencilla y de bajo costo, los cuales pueden sustituir la función de un SLM en aquellos experimentos que requieren uno o varios sistemas de modulación estática.In this thesis work, a study of structured beams is presented these, in general, are basically a train of electromagnetic waves that propagate with peculiar topological and dynamic properties. In particular, non-diffractive beams are those that have a structure that preserve its invariant transverse intensity profile when propagating. Structured beams have unique properties such as orbital angular momentum transfer that can be used in various applications such as microparticle manipulation and nonlinear optics. A family of non-diffractive beams are the Bessel; these beams have the property of keeping their transverse intensity profile invariant as they propagate, which is important in various research areas such as light sheet microscopy, in which a non-diffractional beam is necessary to illuminate a sample. A numerical and experimental study of the three main way of generating Bessel beams is presented: ring in free propagation, ring at the back focal plane of a lens and using an axicon. The structure of these beams is analyzed and the differences in their lateral and axial intensity profiles are shown. A spatial light modulator (SLM) was also used to generate the phase that an axicon introduces when a beam propagates through it. Due to the inherent conditions to the experimental methods, these beams present variations in axial intensity and for some applications, such as the case of microscopy, a constant axial intensity profile is necessary. Therefore, analytically and numerically, a technique for Bessel beam axial modulation is shown. This modulation technique makes it possible to generate different intensity profiles following constant, increasing or decreasing functions at the beam axis. Likewise, this work proposes a method to generate phase diffractive optical elements (DOE) with the use of photographic films, this is done by a developing and bleaching process to generate structured beams in a simple and low-cost way, which can replace the function of an SLM in those experiments that require one or more static modulation systems
Growth of tantalum nitride thin films by laser ablation for its potential use in superconducting devices
No full textLos materiales superconductores que poseen una temperatura crítica TC por encima de 4.2 K (el punto de ebullición del He líquido) son atractivos para el desarrollo de la electrónica superconductora por razones de costo de operación, uno de estos materiales es el nitruro de tántalo en su fase cristalina FCC que presenta superconductividad a una TC de 6.5 K cuando se encuentra en forma de bulto. Para poder emplear este material en el diseño de micro y nano dispositivos superconductores, es necesario obtenerlo en forma de película delgada y tener el control de su TC. En el presente trabajo, se crecieron películas delgadas de nitruro de tántalo por ablación láser en forma reactiva dentro de un ambiente controlado de N2. Las películas se depositaron sobre sustratos de MgO (100) a cuatro temperaturas diferentes (650, 700, 750 y 850 °C), utilizando la misma presión de N2 (90 mTorr) en todos los experimentos. Para caracterizar las muestras se realizó un análisis químico por XPS in situ y un análisis estructural por XRD y TEM, mientras que para conocer la TC se midieron curvas de R vs. T mediante el método de las cuatro puntas. Los espectros XPS mostraron la existencia de nitruro de tántalo y la incorporación de impurezas de oxígeno al aumentar la temperatura de crecimiento, que se encuentran como TaON y Ta2O5. Además, se estimó que el tántalo presenta los estados de oxidación Ta5+ y Ta3+. Por su parte, los difractogramas de rayos X evidenciaron que las películas presentan estructuras FCC y hexagonal, y que conforme aumenta la temperatura de crecimiento, la cristalinidad aumenta y el parámetro de red disminuye. Por otro lado, las curvas de R vs. T demostraron que las películas crecidas a 750 y 850 °C exhiben superconductividad a una TC de 5.66 y 7.32 K respectivamente. Por último, las micrografías y los patrones de difracción de electrones obtenidos por TEM indicaron que las películas superconductoras presentan una estructura FCC y un espesor de 70 nm, donde la película crecida a 750 °C exhibe un crecimiento localmente ordenado en algunas regiones y la película crecida a 850 °C exhibe un crecimiento localmente epitaxial.Superconducting materials with a critical temperature TC above 4.2 K (the boiling point of liquid He) are attractive for the development of superconducting electronics for operating cost reasons. One of these materials is tantalum nitride with a crystalline phase FCC, which exhibits superconductivity at a TC of 6.5 K when it is in bulk. In order to use this material in the design of micro and nano superconducting devices, it is necessary to obtain it in the form of a thin film and control its TC. In the present work, thin films of tantalum nitride were synthesized by reactive laser ablation in a controlled environment of N2. The films were grown on MgO (100) substrates at four different temperatures (650, 700, 750, and 850 °C), using the same pressure of N2 (90 mTorr) in all experiments. Chemical analysis by XPS in situ and structural analysis by XRD and TEM were carried out. While to know the TC, R vs. T curves were measured by the four-probe method. The XPS spectra showed the existence of tantalum nitride and the incorporation of oxygen impurities with increasing growth temperature, which are found as TaON and Ta2O5. Also, it was estimated that tantalum presents the oxidation states Ta5+ and Ta3+. Furthermore, the X-ray diffractograms proved that the films present FCC and hexagonal structures and that as the growth temperature increases, the crystallinity increases and the lattice parameter decreases. On the other hand, R vs. T curves demonstrated that films synthesized at 750 and 850 °C exhibit superconductivity at a TC of 5.66 and 7.32 K, respectively. Finally, the micrographs and the electron diffraction patterns obtained by TEM indicated that the superconducting films have an FCC structure and a thickness of 70 nm, where the film synthesized at 750 °C exhibits locally ordered growth in some regions and the film synthesized at 850 °C it exhibits locally epitaxial growth
Importancia de la laguna Ojo de Liebre y de Bahía Sebastián Vizcaíno en los primeros estadios de vida del tiburón blanco: aspectos ecológicos y pesqueros
No full textVizcaino Bay, including its associated coastal lagoon Ojo de Liebre, is located on the Pacific coast of the Baja California Peninsula and has been confirmed as a nursery area for immature white sharks (IWS, Carcharodon carcharias) in Northwestern Mexico. This bay provides large food abundance and hosts several artisanal fishery communities that interact with early life stages during their fishing operations. This dissertation gave insights into the ecological role of IWS and the degree of interaction with artisanal fisheries in this nursery using several approaches. Semi-structured interviews were applied to 77 fishers along the Bay coast and helped to describe artisanal fishing activities. The main target species in the area (shovelnose guitarfish, white seabass, and California halibut) are potential prey of IWS based on fisher responses. Immature white sharks (175 cm). Utilizando análisis de isótopos estables (SIA) de Carbono y Nitrógeno, en músculo de los TBI, se estimó una mayor contribución de presas demersales (44-48%), que son especies objetivo para los pescadores locales, en comparación con presas pelágicas (25-37%) y oceánicas (15-31%). Con esta metodología, también se compararon las dietas de especies simpátricas de tiburones que se alimentan en la Bahía. Se estimó un traslapo (45.27%) en el nicho isotópico entre TBI y tiburones martillo de tallas similares, sugiriendo que ambas especies se alimentan de presas parecidas o con composiciones isotópicas similares. Esta tesis confirma la importancia de la laguna Ojo de Liebre y las áreas cercanas a su boca como área de crianza, donde se presentan individuos diferentes durante todo el año y donde encuentran una alta disponibilidad de .
Electrical methods and geotechnical engineering to evaluate slope stability: case study for a site located in Tijuana metropolitan area.
No full textRotational and translational landslides are a serious problem in the metropolitan area of Tijuana, Baja California; the urban development has occurred in areas where terrain instability is a latent threat. The characterization of a landslide requires a multidisciplinary approach to relate geological processes with soil mechanical parameters. Connection between these factors is not common in slope stability modeling. The usual practice is to separately asses geophysical and geotechnical methods. In this study, electrical resistivity models in 3D, 2D where used to compliment information from boreholes (drilled to a depth of 20 m) and laboratory tests conducted in representative soil samples recovered on site. The study area is located in the central south portion of Tijuana metropolitan area, its lithology has a sedimentary origin, therefore there was little variation in resistivity values. The coupling of resistivity models with borehole logs and soil mechanical parameters obtained from lab tests, made it possible to come up with stratigraphic profiles to compute slope stability, even in areas where boreholes were not drilled. Slope stability is expressed by a factor of safety (FS) which is a ratio between shear strength and shear stress. Results from our slope stability computations allowed us to identify areas where earthworks and other contention measurements are required to increase the FS to values required by regulation.La ciudad de Tijuana, Baja California, presenta serios problemas relacionados con deslizamientos de suelo rotacionales y traslacionales, debido a que buena parte del crecimiento urbano se ha desarrollado en laderas, donde la inestabilidad del terreno es una amenaza latente. La caracterización de un deslizamiento y los análisis de riesgo requieren un enfoque multidisciplinario que conecte los procesos geológicos con los parámetros mecánicos del suelo. La conexión de estos factores generalmente no se realiza cuando se calcula la estabilidad de los taludes y laderas; en la práctica es común que las técnicas geofísicas y geotécnicas se analicen por separado. En este trabajo se emplearon modelos de resistividad eléctrica en 3D y 2D para complementar la información obtenida con pozos de exploración somera (perforados hasta 20 m de profundidad) y pruebas de laboratorio realizadas en muestras de suelo representativas del sitio de estudio, ubicado en la zona sur-central de la mancha urbana del municipio de Tijuana. Debido a la naturaleza sedimentaria de las formaciones litológicas del sitio de estudio, los contrastes de resistividad no fueron muy pronunciados. Sin embargo, la resolución de los modelos de resistividad, en conjunto con la información de los pozos y parámetros mecánicos obtenidos en laboratorio, permitió proponer modelos estratigráficos para realizar el cálculo de estabilidad de laderas y taludes existentes en el sitio de estudio, inclusive en áreas donde no se perforaron pozos. La estabilidad calculada se expresa por medio un factor de seguridad (FS) que relaciona la resistencia al corte de la masa de suelo con las fuerzas desestabilizadoras que actúan sobre el talud o ladera. Los resultados de los cálculos de estabilidad permitieron identificar áreas donde es necesario realizar obras de contención o rectificación geométrica para incrementar la estabilidad y así alcanzar el valor de FS requerido por normativa
Proteomic analysis of the signaling pathways modulated by Antidiabetic Drugs on Coronary Artery Endothelial Cells
No full textLa DMT2 confiere un elevado riesgo de mortalidad por complicaciones cardiovasculares (CVD), a pesar de existir un gran repertorio de fármacos antidiabéticos (ADD) en la clínica que regulan la glucosa en sangre sujetos con DMT2, estos individuos aún bajo tratamiento siguen presentando un mayor riesgo de CVD y mortalidad que sujetos sin la enfermedad. A pesar de esto existen algunos fármacos como la empagliflozina que se ha demostrado en la clínica parecer reducir el riesgo de las CVD y mortalidad en DMT2, por otro lado, hay fármacos como rosiglitazona que incrementan la incidencia de algunas complicaciones cardiacas. Los mecanismos moleculares efectores de daño/protección CDV aún no están esclarecidos. En el presente trabajo de tesis, se planteó investigar los efectos moleculares de cuatro ADD de distintas clases y diferentes mecanismos de acción antihiperglucemiante, en un modelo in vitro de Células endoteliales de arteria coronaria humana (HCAEC) ̶ con papel relevante en el contexto de las CDV ̶ utilizando una metodología de proteómica cuantitativa STWATH. Se realizó el análisis bioinformático a través de dos enfoques distintos; 1) Creamos una red o templado de las vías de señalización asociadas a daño celular, que generamos con una lista de proteínas moduladas por la citocina proinflamatoria TNF-α (10 ng/mL), realizando un análisis de enriquecimiento funcional con las bases de datos de REACTOME y KEGG usando el software ClueGo de Cytoscape. También expandimos nuestra red de daño celular utilizando datos de células endoteliales tratadas con la citocina IL-1B. 2) Utilizamos una red de interacción de proteínas (PPI) con la base de datos STRING en la plataforma en línea OmicsNet. Para obtener los datos se trataron las HCAEC con los ADD en concentraciones fisiológicas (reportadas en la clínica) de metformina (100 μM), rosiglitazona (1 μM), saxagliptina (1 μM), empagliflozina (1 μM) y vehículo (DMSO) por 4 hrs. Se encontró de manera general que los 4 ADD modularon de manera antagónica las vías pertenecientes a las citocinas principalmente en vías pertenecientes al sistema inmune como degranulación de neutrófilos y señalización por interleucinas; además de modular vías de señalización relacionadas al metabolismo de proteínas. En conclusión, gracias a los dos enfoques bioinformáticos observamos efectos antiinflamatorios modulados en los ADD que pudieran explicar los efectos CVD observados en la clínica.Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) confers an elevated risk of mortality due to cardiovascular disease (CVD). Despite the great repertoire of antidiabetic drugs (ADD) that regulate blood glucose in subjects with T2DM, only a few (e.g., empagliflozin) have demonstrated clear benefits on CVD endpoints, while others are associated with adverse cardiovascular effects (e.g., rosiglitazone). Yet, the direct effects of ADD on coronary endothelium —involved in CVD development— are not known. In this study, we explored the effects of four ADD (including empagliflozin and rosiglitazone) on Human Coronary Artery Endothelial Cells (HCAEC) using quantitative proteomics and bioinformatics. HCAEC were treated with clinically relevant concentrations of metformin (100 µM), rosiglitazone (1 µM), empagliflozin (1 µM), saxagliptin (1 µM) or vehicle (DMSO) for 48 hrs. SWATH-based proteomics was used to determine protein abundance differences among groups (ADD vs. vehicle). Two different bioinformatics (OmicsNet and ClueGO) approaches were utilized to explore the signaling pathways (REACTOME and KEGG Databases) modulated by the ADD. We further created an integrated protein network between the ADD and well-known inflammatory cytokines (TNFa and IL-1B) to explore the anti-inflammatory effects of the ADD. Bioinformatic approaches revealed a down-modulation of signaling pathways linked to inflammation by all ADD, but at different levels. TNFa-triggered activation of p53 and NF-kappaB signaling, while all ADD, excepting saxagliptin, down-modulated proteins involved in p53 signaling (within the top 10 significant pathways). We observed that the 4 ADDs antagonistically modulated the pathways belonging to cytokines, mainly in pathways belonging to the immune system such as neutrophil degranulation and interleukin signaling. We can conclude that ADD modulate signaling pathways associated with inflammation and mitochondrial activity, which may account for their beneficial glucose-lowering independent effects on HCAEC
Optimal design of linear phased antenna arrays with subarrays
No full textLos arreglos de antenas en fase han ganado popularidad en los últimos años debido a sus diversas aplicaciones en tecnologías móviles 5G. Una de las principales limitantes en la fabricación de los arreglos en fase es el precio de los componentes electrónicos desfasadores que alimentan a los elementos de antena. Esto motiva la búsqueda de diseños de arreglos que permitan la reducción del número de desfasadores sin alterar las prestaciones del arreglo de manera significativa. En este trabajo se realiza una comparación entre una búsqueda exhaustiva de diseños de arreglos y la búsqueda basada en inteligencia de enjambres. Se implementaron dos métodos para mejorar las prestaciones de soluciones óptimas bajo una formulación del problema, estos métodos consisten en la redefinición del problema para incluir variables como la separación entre los elementos de antena, las excitaciones de fase del arreglo, o una combinación de ambas. Adicionalmente, se presenta un nuevo diseño de arreglo reconfigurable inspirado en trabajos previos, que permite intercambiar las líneas de alimentación de los subarreglos para conmutar entre dos secuencias óptimas utilizando un mismo arreglo, manteniendo un valor fijo de ancho de haz, pero variando el ángulo de escaneo entre θ = 3° y θ = 10°. Con este trabajo se muestra que, a pesar de que la aplicación de métodos de búsqueda exhaustiva aseguran una solución óptima, estos son inviables en espacios de soluciones de gran tamaño, por ello el uso de metaheurísticas se presenta como una alternativa viable para la exploración parcial de espacios de búsqueda con hasta 2.815 × 1014 opciones de diseño, debido a que la búsqueda exhaustiva no es factible en espacios mayores a 8 × 109 soluciones, considerando un tiempo de ejecución máximo de seis meses en un equipo de cómputo de escritorio actual.Phased antenna arrays are currently increasing their popularity among applications related to 5G communication networks. One of the main disadvantage of phased antenna array’s fabrication is the high cost of phase shifters, electronic devices that supply amplitude and phase to antenna elements. This situation motivates the search of array designs that allow phase shifter reduction without altering considerably the array’s performance. This research presents a comparison between exhaustive search and a search based on swarm intelligence. Two different approaches were implemented in order to improve the performance of optimal designs under a certain problema formulation, these methods consist in a reformulation of the problem to include variables such as the separation between antenna elements, the phase excitations of the array, or both. Furthermore, a new reconfigurable array design is proposed to commute between two different optimal designs using the same antenna array and maintaining a fixed first-null beamwidth, varying the scan angle between θ = 3° and θ = 10°. This work shows that although exhaustive search methods guarantee an optimal design, these approaches are unfeasible for large-size search spaces. Therefore, the use of swarm optimization is a feasible alternative by partially enumerating the solution spaces with up to 2.815×1014 different design options which are unfeasible for exhaustive methods that cannot handle search spaces with more than 8 × 109 designs, considering a maximum execution time of six months employing current desktop computer systems
Adaptation of least square reverse time migration algorithms applied to real reflection seismic data
No full textEl desarrollo de técnicas y metodologías para obtener imágenes del interior de la Tierra están teniendo un creciente avance. En particular, la Migración de Tiempo Reverso (RTM) ha mejorado los procesos tradicionales de migración. Por un lado, la aplicación de esta metodología al procesamiento de datos sintéticos arroja resultados precisos, pero por otro lado, la aplicación a los datos obtenidos en campo todavía presenta retos. Si bien las validaciones con modelos sintéticos tienen resultados satisfactorios, la recuperación de los contrastes litológicos utilizando RTM con datos reales sigue en continuo desarrollo. Para que los resultados obtenidos con este tipo de inversión puedan complementar o mejorar las imágenes que se obtienen al aplicar procesos tradicionales de migración deben aplicarse esquemas de minimización de funciones objetivo para reducir la incertidumbre en los resultados. En este trabajo se explica y discute la aplicación de la migración de tiempo reverso y la aplicación del mismo método bajo el esquema de mínimos cuadrados (LSRTM) a datos del perfil sísmico adquirido en Laguna Salada, Baja California, México. Se observa que las imágenes obtenidas con estos métodos tienen similitudes con trabajos anteriores pero ofrecen mejor resolución.The technical and methodological developments to improve the images of the subsurface have become more accurate over the recent years. In particular, Reverse Time Migration (RTM) has significantly improved over traditional migration processes. On the one hand, the application of this methodology to the processing of synthetic data yields accurate results, and on the other hand, the application to field data still poses many challenges. Although validations of RTM with synthetic models have satisfactory results, the recovery of lithological contrasts using real data is still developing. In order for the results obtained with this type of inversion method to complement or improve the images obtained by applying traditional migration processes we must apply global minimization schemes of the objective functions to reduce uncertainty. This work discusses the application of RTM and Least Square Reverse Time Migration (LSRTM) to real data, using a seismic profile acquired in Laguna Salada, Baja California, México. We observe that the images obtained with these methods are consistent with those obtained in previous work but offer more resolution
Volcanic and sedimentary units correlation of Isla Angel de la Guarda and the Calamajue region: estimation of displacement through the Canal de Ballenas
No full textLa falla transformante Canal de Ballenas (FCB) es actualmente el límite principal entre las placas Pacífico y Norte América, pero antes de hace aprox. 2-3 Ma la principal deformación ocurría en las fallas Tiburón y De Mar que bordean la cuenca Tiburón. A fines del Plioceno éstas últimas disminuyeron su actividad y la deformación se transfirió a la zona del Canal de Ballenas y se generó la apertura de la cuenca Delfín Inferior. Isla Ángel de la Guarda (IAG) fue capturada por la placa de Norte América y desde entonces presenta un movimiento relativo hacia el SE desde el margen peninsular. La estratigrafía de la región de Calamajué aporta información del desplazamiento a través de la FCB y de la deformación del margen peninsular. El registro estratigráfico de Calamajué consiste en dos secuencias volcano-sedimentarias. La inferior es pre-extensional y tiene en la base arcosas líticas con una edad de máxima depositación de ~28 Ma (U-Pb, circones detríticos), y sobreyacen discordantemente al basamento cristalino. Una toba riolítica y lavas máficas a intermedias representan la actividad del arco Comondú en la península. Una lava andesítica dio una edad de enfriamiento de 18.9±0.1 Ma (Ar-Ar, hbl), y aunque el volcanismo de ambas secuencias es de afinidad calcoalcalina, en la secuencia inferior se documentó flujos de lava basáltica ligeramente alcalina y enriquecida en elementos de tierras raras ligeras (La/Sm ~20). La secuencia superior sobreyace en discordancia angular y erosional a la secuencia inferior, y consiste en depósitos de conglomerado aluvial con lapillitas de pómez interestratificadas, de composición intermedia a félsica. Estas tefras se interpretan como depósitos piroclásticos de caída libre de facies medias a distales. La tefra inferior (Ptp1) dio una edad de enfriamiento de 2.6±0.1 Ma (Ar-Ar, hbl). En la zona central de IAG afloran unidades de correlación a través del Canal de Ballenas, ahí se encontraron depósitos aluviales con capas de lapilli similares a los depósitos plio-pleistocenicos de Calamajué. Estos presentan similitud geoquímica de óxidos mayores y elementos traza. La presencia de los mismos depósitos en ambas regiones acota el desplazamiento finito de la FCB en ~100 km en los últimos 2.6 Ma. Adicionalmente el análisis de paleocorrientes en la secuencia superior indica una inversión de oriente a poniente en la dirección de transporte por arriba de esta lapilita. Se interpreta que la activación de la falla Canal de Ballenas generó una ...The Canal de Ballenas transform fault is currently the tectonic boundary between the Pacific and North American plates. However, before ~2-3 Ma the main deformation occurred in the Tiburon and De Mar faults which border the Tiburon basin. In Plio-Pleistocene time the main deformation was transferred to the Canal de Ballenas fault and the Lower Delfin basin was opened. Isla Angel de la Guarda was captured by the North American plate, and it now move to the SE relative to San Luis Gonzaga and Calamajue region in NE Baja California. The stratigraphy of Calamajue region provides information about the displacement through the Canal de Ballenas fault and regarding the deformation effects on the peninsular margin. The stratigraphic record of Calamajue consists in two volcano-sedimentary sequences. The lower sequence is pre-extensional and has lithic arkoses at the base with a maximum deposition age of 28 Ma (U-Pb, detrial zircons) and unconformably overlies the crystalline basement. A rhyolithic tuff and mafic to intermediate lava flows and domes represent the activity of the Comondú arc in the Peninsula. An andesitic lava was dated in 18.9±0.1 Ma (Ar-Ar, hbl). The upper sequence discordantly overlies the lower sequence in erosional and angular disconformity. The former consists of sandy to boulder alluvial conglomerate with four interbedded lapillistone deposits. These tephra layers are from 0.8 to 5 m-thick, and varies from rhyolite, dacite and andesite composition, and are interpreted as medial to distal air-fall pyroclastic deposits of medial to distal facies likely sourced from the east in the Canal de Ballenas and/or the Lower Delfin Basin. The lowermost tephra (Ptp1) is rhyolite pumice which yield a cooling age of de 2.6±0.1 Ma (Ar-Ar, hbl). The volcanism of both sequences is calcalkaline, but the lower sequence also has lightly alkaline basalt flows enriched in light rare earth elements (La/Sm ~20). Correlative Pliocene tephra layers are found in the west central Isla Angel de la Guarda (IAG) and have have similar stratigraphic and lithologic characteristics, as well as similar major oxides and equivalent trace elements geochimestry. Correlation of these deposits in both regions constrain the finite displacement of the Ballenas Transform fault in ~100 km of offset in the last ~2.6 Ma. In addition, the paleocurrent analysis in the upper sequence indicates an inversion from east to west in the direction of sediment transport and exhumation of the late ..