Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Attack detection for ciber-physical systems
No full textEl término sistemas ciberfísicos se utiliza para referirse a sistemas cuyo funcionamiento depende de una estrecha integración de tecnologías de computación, comunicación y control para lograr cierto funcionamiento deseado. Ejemplos de sistemas ciberfísicos son una central nuclear, la red eléctrica, un vehículo autónomo, una línea de producción automatizada, por mencionar solo algunos. Los sistemas ciberfísicos (CPS por sus siglas en inglés) son sistemas dinámicos que se caracterizan por contener una parte física, por ejemplo un proceso industrial, un robot manipulador, un sistema mecánico, entre otros, y una parte virtual, la cual consiste en una serie de algoritmos de control, los cuales comúnmente son implementados mediante una computadora. Debido a que la interacción entre la capa física y la capa virtual en los CPS es generalmente indirecta, por ejemplo a través de una conexión alámbrica remota o inalámbrica, este tipo de sistemas son susceptibles de ser atacados. En esta tesis, se presenta una estrategia de detección de ataques o anomalías en sistemas lineales, utilizando conceptos y herramientas sobre Teoría del Control, la cual permite mejorar la seguridad del sistema. La estrategia propuesta está basada en el uso de un observador discontinuo y un filtro pasa bajas. Además, se presenta el diseño de un detector para sistemas conmutados el cual constituye un primer paso hacia la detección de ataques en sistemas con dinámica híbrida. Los resultados analíticos obtenidos se ilustran mediante simulaciones numéricas y se validan experimentalmente usando un sistema mecánico y un circuito electrónico.The concept of cyber-physical systems (CPS) refers to control systems that integrate different technologies. Examples of CPS are a nuclear plant, the power grid, an autonomous vehicle, an automatized production line, among other examples. A CPS system contains two parts: a physical part, for instance, an industrial process, a robot manipulator, a mechanical system, among others, and a virtual part, consisting of control algorithms which commonly are implemented in a computer. Since the interaction between the physical layer and the virtual layer in a CPS is generally indirect, for example via a remote wire or a wireless connection, the system is susceptible to external attacks.In this thesis, we presented an anomaly detection strategy for linear CPS, which is based on tools and techniques from Control Theory. Specifically, the proposed strategy is based on a discontinuous observer and a low pass filter. Furthermore, the thesis also presents the design of a detector for piece-wise linear systems, which constitutes a first step towards the detection of attacks or anomalies in hybrid CPS.The obtained analytic results are illustrated by means of computer simulations and experimentally validated by using a mechanical system and an electronic circuit
Gesture-based Videogames to Support Fine Motor Skills of the daily living of Children with Autism
No full textEn México 1 de cada 115 niños es diagnosticado con el trastorno del espectro autista, y aproximadamente 50-70 % de los niños con autismo presentan problemas de coordinación motriz. Estos problemas se manifiestan tanto en la motricidad gruesa, como en la fina. Lo que afecta a los niños en la participación de actividades típicas de la infancia, el desempeño académico y las tareas de la vida diaria, como alimentarse, vestirse y el cuidado de la higiene personal. Aunque existen intervenciones terapéuticas para apoyar la coordinación motriz fina de esta población, como la terapia ocupacional, muchas veces la ejecución de las tareas en este tipo de terapia pueden resultar repetitivas y aburridas, aún más para los niños con autismo. Por otro lado, la literatura indica que las terapias son más divertidas cuando se realizan mediante juegos, y se ha demostrado que los videojuegos serios pueden ser una herramienta para apoyar intervenciones terapéuticas, las cuales ayudan a entrenar y fomentar la adquisición de habilidades. Si bien, existen trabajos de videojuegos para apoyar la coordinación motriz fina de niños neurotípicos, y se han explorado con diversas poblaciones, estos videojuegos no han sido evaluados con niños con autismo. Adicionalmente los trabajos de videojuegos para apoyar la motricidad fina de niños con autismo son escasos y el existente no ha sido diseñado para apoyar las habilidades de coordinación motriz fina de las actividades de la vida diaria. En el presente trabajo se describe el diseño, implementación y evaluación de un videojuego serio para apoyar la coordinación motriz fina de las actividades de la vida diaria de niños con autismo. El videojuego se desarrolló por medio del sensor Leap Motion, que es un dispositivo que permite rastrear gestos en el aire. El videojuego se evaluó en dos centros especializados que atienden a personas con autismo. Los resultados preliminares indican que el videojuego es una herramienta útil en apoyo a la terapia de la coordinación fina en las actividades para entrenar las habilidades de la vida diaria de niños con autismo. Adicionalmente, los resultados de la evaluación mostraron que el videojuego mantuvo la atención de los niños lo suficiente para querer jugarlo, un aspecto importante con esta población.In Mexico, 1 in 115 children is diagnosed with an autism spectrum disorder. Approximately 50-70 % of children with autism have motor coordination problems. These problems manifest themselves in both gross and fine motor coordination skills, which affect children in their participation in typical childhood activities, academic performance, and tasks of daily living, such as feeding, dressing, and taking care of personal hygiene. Although there are therapeutic interventions to support fine-motor coordination, such as occupational therapy, most of the time, the execution of the tasks in these interventions can be repetitive and boring, even more for children with autism. On the other hand, the literature indicates that therapeutic interventions are more fun when they are performed through games, and it has been demonstrated that serious video games can be a tool to support therapeutic interventions, which helps to train and encourage the acquisition of motor skills. Although there are videogames to support fine-motor coordination of neurotypical children, and they have been explored with various populations, they have not been evaluated with children with autism and may present obstacles in their interaction. Additionally, video games that support fine-motor coordination skills of children with autism are scarce, and the existing one has not been designed to support the fine-motor coordination skills of activities of daily living. This work describes the design, implementation, and evaluation of a serious video game to support fine-motor coordination of activities of daily living of children with autism. The video game was developed using the Leap Motion sensor, which is a device that tracks air-gestures. The video game was evaluated in two specialized centers that serve people with autism. Preliminary results indicate that the video game is a useful tool in supporting the therapy of fine-motor coordination in activities to train the daily living activities skills of children with autism. Additionally, the evaluation results showed that the video game sustained the attention of the children sufficiently to want to play it, an essential aspect with this population
Intraseasonal variability of summer precipitation in Mexico and Central America
No full textLa región del sur de México y Centroamérica (SMCA) muestra un ciclo anual de precipitación dominante bien definido. La estación lluviosa comúnmente inicia en mayo y termina en octubre, con un periodo relativamente seco entre julio y agosto conocido como Sequía de Medio Verano (SMV). Sin embargo, existen notables excepciones como la costa caribeña de Honduras y Costa Rica. Se espera que la SMV sea afectada si la región experimenta un aumento en el calentamiento diferencial entre los océanos Pacífico (OP) y Atlántico (OA) (OP-OA) hacia finales del Siglo XXI. Estudios previos han sugerido que este calentamiento diferencial podría provocar un fortalecimiento del jet de bajo nivel del Caribe (CLLJ) hacia el oeste, y que este CLLJ fortalecido trasladaría las precipitaciones hacia el oeste, cayendo éstas sobre el OP en lugar de la parte continental de la SMCA, lo que causaría una sequía severa. En este trabajo examinamos este escenario con un nuevo modelo: el Modelo Climático Regional del Centro Rossby (RCA4), para el dominio de Centroamérica del COordinated Regional Climate Downs- caling Experiment (CORDEX), forzado con diferentes Modelos de Circulación General (MCG) y para diferentes Trayectorias de Concentración Representativas (RCP) de gases de efecto de invernadero. Consideramos dos períodos de 25 años como “condiciones actuales” (1981-2005) y un “escenario futuro” (2071-2095), durante la temporada del “verano extendido” (mayo a octubre). Además, analizamos el efecto de la TSM y la deforestación en la intensidad, frecuencia y extensión espacial de la SMV. Para abordar este problema, realizamos tres experimentos de 5 años (1997-2001) con el Modelo Climático Regional (RegCM4) del Centro Internacional de Física Teórica. El dominio del modelo siguió las especificaciones de CORDEX para Centroamérica y fue forzado por el ERA-Interim 75. El primer experimento fue una corrida de control (CTL), el segundo experimento (RCP) consistió en agregar a la TSM observada, el diferencial que resulta del ensamble de TSM de 11 MCGs bajo el RCP8.5 hacia finales del Siglo XXI, y el último experimento (VGE) consistió en reemplazar árboles por pastizales en la región de estudio. Los resultados sugieren que en el futuro la extensión espacial de la SMV disminuirá, y que en ciertas áreas la SMV será más intensa pero menos frecuente en comparación con las condiciones actuales. También se verificó el calentamiento diferencial oceánico, la intensificación del CLLJ y la reducción ...The Southern Mexico and Central America region (SMCA) shows a dominant well-defined precipitation annual cycle. The rainy season usually begins in May and ends in October, with a relatively dry period in July and August known as the Mid-Summer Drought (MSD); notable exceptions are the Caribbean coast of Honduras and Costa Rica. This MSD phenomenon is expected to be affected as the SMCA experiences an enhanced differential warming between the Pacific (PO) and Atlantic Oceans (AO) (PO-AO) towards the end of the 21st Century. Previous studies have suggested that this differential warming will induce a strengthening of the westward Caribbean Low-Level Jet (CLLJ), and that this heightened CLLJ will shift precipitation westward, falling on the PO instead that within the SMCA region causing a severe drought. In this work we examine this scenario with a new model, the Rossby Center Regional Climate Model (RCA4), for the COordinated Regional climate Downscaling EXperiment (CORDEX) Central America domain, forced with different General Circulation Models (MCGs) and for different Representative Concentration Paths (RCPs). We consider 25-yr periods as “present conditions” (1981-2005) and “future scenario” (2071-2095), focusing on the “extended summer” season (May to October). Additionally, we analyzed the effect of the sea surface temperature (SST) and deforestation on the intensity, frequency and spatial extent of the MSD. To address these issues, we performed three 5-year (1997-2001) experiments with the International Centre for Theoretical Physics Regional Climate Model (RegCM4). The model domain followed the specifications of CORDEX and was driven by ERA-Interim 75. The first experiment was a control run (CTL), the second experiment (RCP) consisted in adding to the SST observations the differential of the reference SST and the resulting ensemble from 11 MCGs under RCP8.5 by the end of the 21st century. The last experiment (VGE) consisted in replacing trees with grassland in the region. Results suggest that in the future the spatial extension of the MSD will decrease and that in certain areas the MSD will be more intense but less frequent compared to present conditions. Also, the oceanic differential warming, the intensification of the CLLJ, and the reduction in regional precipitation in the future scenario, suggested by previous works, was verified in this study. Finally, the RCP experiment showed that under this scenario the MSD signal would not be observable ..
Assessment level and distribution of the genetic diversity of Sphyrna zygaena from the northern Mexican Pacific
No full textLa diversidad genética de una población es la base evolutiva para su permanencia frente a cambios ambientales, por lo que evaluar y entender este atributo nos puede dar información indirecta acerca de los patrones demográficos de la población y los procesos microevolutivos que controlan dicha variación genética. Sphyrna zygaena es una especie de tiburón martillo altamente migratoria incluida en el Apéndice II de la CITES y catalogada como Vulnerable por la IUCN. Además, análisis de riesgo ecológico la han categorizado como una especie vulnerable en el Golfo de California (GC) y Pacífico mexicano, debido a su abundante captura durante las últimas décadas y a sus características biológicas (estrategia de vida tipo K). El objetivo del presente trabajo fue evaluar la estructura y los patrones de diversidad genética de S. zygaena en el Pacífico norte mexicano (PNM). Para ello se analizaron 1,480 SNPs en 92 individuos de 4 regiones del PNM, de los cuales 1,456 fueron puramente neutrales (SNP-n) y 24 bajo posible selección (SNP-o). Los niveles de diversidad genética no mostraron un patrón espacial y fueron similares entre las cuatro regiones del PNM (HO= 0.275). El tamaño efectivo poblacional (Ne) se estimó de Ne=1,391, cuyo valor se encuentra por encima del óptimo teórico considerado para que la población se mantenga ante cambios en el tiempo. Los análisis de estructura genética con SNP-n determinaron que no existe estructura genética poblacional (FST=0.0012, p=0.44), dicha panmixia es asociada a la alta capacidad de dispersión de S. zygaena. Por otro lado, los SNP-o mostraron un patrón de diferenciación genética entre organismos del GC con respecto a los de la costa oeste de la Península de Baja California, la cual podría ser promovida por presión selectiva diferencial entre estas dos regiones. Sin embargo, no se relacionó la función de los loci outliers con variables ambientales entre regiones. Por lo tanto, es importante explorar la ontología de los genes que están asociados a estas presiones selectivas.Genetic diversity is the evolutionary basis for the permanence of populations, allowing them to cope environmental changes. Hence, evaluating and understanding this attribute can give us indirect information about the demographic patterns of micro-evolutive processes that control it. Sphyrna zygaena is a highly migratory species of hammerhead shark, which was included in Appendix II of CITES and listed as Vulnerable by the IUCN. It has been categorized as vulnerable by ecological risk assessments in the Gulf of California (GC) and Mexican Pacific, due to the abundance of catches during the last decade and its biological characteristics (K-selected life history). The objective of this study was to assess the patterns of genetic diversity and structure of S. zygaena in the Northern Mexican Pacific (NMP). I analyzed 1,480 SNPs in 92 individuals from 4 regions in the NMP, of which 1,456 were neutral loci (SNP-n) and 24 putatively under selection (SNP-o). Genetic diversity was geographically homogeneous and similar among regions of the NMP (HO = 0.275). The estimated effective population size (Ne) was Ne=1,391; this value is theoretically optimal for population permanence through time. There was no pattern of genetic structure using SNP-n (FST = 0.0012, p = 0.44); such panmixia may be associated to the high dispersal capacity of S. zygaena. A pattern of adaptive variation was reveled using SNP-o, where individuals from the GC were different from those of the west coast of the Baja California Peninsula. Such differentiation could be promoted by differential selective pressures between these two regions. However, I did no correlate the function of outlier loci with differences in environmental variables between regions. Therefore, it is important to explore the ontology of the genes that are associated with these selective pressures
Synthetic libraries of shark vNAR domains with different cysteine numbers within the CDR3
No full textThe variable domain of New Antigen Receptors (vNAR) from sharks, present special characteristics in comparison to the conventional antibody molecules such as: small size (12–15 kDa), thermal and chemical stability and great tissue penetration, that makes them a good alternative source as therapeutic or diagnostic agents. Therefore, it is essential to improve techniques used for the development and selection of vNAR antibodies that recognize distinct antigens. The development of synthetic antibody libraries offers a fast option for the generation of antibodies with the desired characteristics. In this work three synthetic antibody libraries were constructed; without cysteines (Cys), with one Cys and with two Cys residues within its CDR3, with the objective of determining whether the presence or absence of Cys in the CDR3 favors the isolation of vNAR clones from a synthetic library. The libraries were validated selecting against six mammalian proteins. At least one vNAR was found for each of the antigens, and a clone coming from the library without Cys in the CDR3 was selected with all the antigens. In vitro angiogenesis assay with the isolated anti-VEGF antibodies, suggest that these vNARs are capable of inhibiting in vitro angiogenesis. In silico analysis of anti-VEGF antibodies showed that vNARs from synthetic libraries could rival antibodies with affinity maturation by in silico modeling. © 2019 Cabanillas-Bernal et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited
Functional characterization of miR-1270 and miR-548x-3p in osteoclastogenesis
No full textLa estructura y la fuerza ósea se mantienen en equilibrio por un proceso denominado remodelación ósea, donde la cantidad de hueso que se reabsorbe por los osteoclastos, es restituida por hueso nuevo por los osteoblastos. Ante un proceso patológico, como la osteoporosis, este delicado equilibrio se ve comprometido. La osteoporosis es una enfermedad sistémica caracterizada por una disminución de la masa ósea, deterioro de la microarquitectura ósea, con el consecuente incremento en la fragilidad ósea y la susceptibilidad para las fracturas. A nivel mundial más de 200 millones de personas padecen osteoporosis. Debido al incremento de la población y al aumento en su expectativa de vida, los altos costos de tratamiento y la disminución en la calidad de vida de las personas que padecen osteoporosis, hacen que esta enfermedad se convierta en un problema de salud pública. Los efectos adversos ocasionados por las terapias actuales conducen a buscar diferentes estrategias terapéuticas, las cuales tengan un menor grado de agresividad. Los microRNA (miRNA) son ARN de 20 a 25 nucleótidos que logran ejercer una función regulatoria al unirse a las bases complementarias de la región 3’ no traducida del ARN mensajero. Esta función le permite inhibir la transcripción o degradar al ARNm, de esta manera regula la expresión génica. Múltiples estudios experimentales han demostrado la importancia que tienen los microRNA en la regulación fisiopatológica de las enfermedades y han establecido ampliamente su potencial terapéutico. Los microRNA están involucrados en las vías de señalización de los procesos osteogénicos, por lo que hemos decidido realizar la caracterización funcional de miR-1270 y miR-548x-3p, los cuales fueron identificados con un alto nivel de expresión en monocitos circulantes en un grupo de pacientes con osteoporosis. A través de modelos experimentales in vitro se evaluará la expresión de los microRNA de interés para evaluar si presentan algún efecto regulatorio en genes asociados a la osteoclastogénesis.Bone structure and strength are maintained in equilibrium by a process called bone remodeling, where the amount of bone that is reabsorbed by the osteoclasts is restored by the osteoblasts. In the face of a pathological process, such as osteoporosis, this delicate balance is compromised. Osteoporosis is a systemic disease characterized by a decrease in bone mass due to the deterioration of bone microarchitecture, with the consequent increase in bone fragility and susceptibility to fractures. Worldwide more than 200 million people suffer from osteoporosis. Due to increase of population and the increase in their life expectancy, the high treatment costs and the decrease in the quality of life of people suffering from osteoporosis, make this disease become a public health problem. The adverse effects caused by current therapies lead to seek different therapeutic strategies, which have a lower degree of aggressiveness. MicroRNA (miRNA) are RNA of 20 to 25 nucleotides that achieve a regulatory function by binding to the complementary bases of the 3' untranslated region of messenger RNA (mRNA). This function allows the inhibition of transcription or the degradation of mRNA, in this way it regulates the gene expression. Multiple experimental studies have shown the importance of miRNA in the pathophysiological regulation of diseases and have widely established their therapeutic potential. Since microRNA are involved in the signaling pathways of the osteogenic process we decided to perform the functional characterization of miR-1270 and miR-548x-3p, which were found to be highly expressed in blood circulating monocytes of a group of osteoporotic patients. Through experimental in vitro models the expression of these miRNA will be evaluated to determine if they present a regulatory effect in genes asociated with osteoclastogenesis
Biogeochemistry of cadmium in the deep region of Gulf of Mexico
No full textEl objetivo de este estudio consistió en evaluar las distribuciones de las concentraciones de Cd disuelto (Cdd), fosfato (PO43-) y de la relación Cdd/PO43- en la región profunda del Golfo de México (GM) durante la campaña XIXIMI-2 (julio 2011). Las distribuciones de las concentraciones de Cdd y PO43- se relacionaron con procesos físicos (estructuras de mesoescala y eventos de surgencia), así como también con la abundancia de fitoplancton, particularmente de dinoflagelados y diatomeas en aguas superficiales en esta región. Las concentraciones de Cdd y PO43- de la cuenca del GM fueron más altas comparadas con las del Atlántico central occidental. Sin embargo, la pendiente de la relación Cdd/PO43- en muestras de la Corriente de Lazo (CL) (242 pmol µmol-1; R2= 0.96) fue similar a la del Atlántico central occidental (235 pmol µmol-1 R2= 0.98), mientras que la pendiente para todas las muestras dentro de la cuenca del GM (248 pmol µmol-1) fue ligeramente mayor y con una mayor dispersión (R2= 0.91). Esto indica que en el GM existe una alta variación espacial que podría ser explicada por: 1) una remineralización preferencial de PO43- frente a Cdd en aguas sub-superficiales, 2) un aporte de Cdd de la región norte del GM transportado por procesos de mesoescala y, 3) interacciones de las masas de agua con la plataforma continental en la capa de mínimo de O2 (400 m). Cambios locales en la relación Cdd-PO43- fueron trazados mediante el Cd* (desviación del Cd medido con respecto al esperado con base en la relación Cdd vs. PO43- del agua profunda). En general, este presentó valores negativos en aguas superficiales y sub-superficiales, lo que indica que existe una asimilación preferencial de Cdd con respecto al PO43- por el fitoplancton en la superficie y una remineralización preferencial de PO43- con respecto al Cdd en aguas sub-superficiales del GM. Para poder entender la variabilidad espacial de la distribución horizontal de Cdd, PO43- y la razón Cdd/PO43- en la capa superficial, se delimitaron tres regiones de acuerdo a las características físicas y biológicas: 1) Región Oligotrófica, donde la variación en la razón Cdd/PO43- principalmente se debe a la salinidad, 2) Península de Yucatán, donde la variabilidad de la razón Cdd/PO43- está dada por la abundancia de diatomeas y, 3) Bahía de Campeche, donde la variabilidad de Cdd y la razón Cdd/PO43-, está influenciada por la surgencia ocasionada por el remolino ciclónico semi-permanente en esta región, mientras...The main goal of this study was to evaluate the distributions of dissolved Cd (Cdd) and phosphate (PO43-) concentrations, as well as the Cdd/PO43- ratio in the deep region of the Gulf of Mexico (GoM) during the oceanographic campaign XIXIMI-2 (July 2011). The distributions of Cdd and PO43- concentrations were related to physical processes (mesoscale structures and upwelling events), as well as to the abundance of phytoplankton, particularly with dinoflagellates and diatoms in the surface waters of this region. The Cdd and PO43- concentrations of the GoM basin were higher compared with those of the western central Atlantic. However, the slope of the Cdd/PO43- ratio in the Loop Current (LC) samples (242 pmol µmol-1; R2= 0.96) was similar to that in the western central Atlantic (235 pmol µmol-1; R2 = 0.98), while the slope for all samples within the GoM basin (248 pmol µmol-1) was slightly higher but with a higher dispersion (R2= 0.91). This indicates that in the GoM there is a high spatial variation, which could be explained by 1) a preferential remineralization of PO43- vs. Cdd in sub-surface waters, 2) a contribution of Cdd from the north, transported by mesoscale processes and, 3) water mass interactions with the continental shelf in the O2 minimum layer (400m). Local changes in the Cdd-PO43- relationship were traced through the Cd* (deviation of the measured Cd whit respect to the expected based on the Cdd vs. PO43- relationship of deep water). In general, this variable presented negative values in surface and sub-surface waters, indicating that there is preferential uptake of Cdd with respect to PO43- by the phytoplankton on the surface and preferential remineralization of PO43- with respect to the Cdd in sub-surface waters of the GoM. In order to understand the spatial variation of the horizontal distribution of Cdd, PO43- and the Cdd/PO43- ratio in the surface layer, three regions were delimited according to the physical and biological characteristics: 1) Oligotrophic region, where the variation in the Cdd/PO43- ratio was mainly explained by salinity, 2) Yucatan Peninsula, where the variability of Cdd/PO43- ratio is related to the diatom abundance and, 3) Bay of Campeche, where the variability of Cdd and the Cdd/PO43- ratio is influenced by the upwelling caused by the semi-permanent cyclonic gyre in this region, while the variability of PO43- is due to the consumption of this nutrient by the phytoplankton. The fractionation between Cd and PO43..
Application of satellite SAR interferometry for the detection and monitoring of landslides on the Tijuana - Ensenada Scenic Highway, BC
No full textEl sector de Salsipuedes de la carretera de cuota Tijuana-Ensenada es propenso a deslizamientos de tipo rotacional por encontrarse sobre litologías inestables con fuertes pendientes, además de estar afectado por fracturas penetrativas. En esta zona los deslizamientos han sido un problema constante desde la apertura de la carretera. A pesar de la gravedad del problema, dichos deslizamientos no han sido monitoreados de forma continua debido a los altos costos y la difícil logística para hacerlo utilizando las técnicas terrestres tradicionales. En este trabajo de tesis, se procesaron las imágenes SAR satelitales mediante las técnicas de interferometría: DInSAR convencional y A-DInSAR, que incluyó las técnicas de DIS e IPTA, para investigar las capacidades de cada una de estas técnicas para la detección y monitoreo de los movimientos de ladera. Se utilizaron las imágenes de ENVISAT ASAR de ambos pasos orbitales de 2003 - 2010 e imágenes de RADARSAT-2 de órbita ascendente de 2011-2012. Los resultados obtenidos muestran que, a pesar de las limitaciones de las técnicas, éstas pueden ser utilizadas para la detección y monitoreo del movimiento del terreno. Se han detectado siete deslizamientos que han estado activos durante el periodo analizado. Con base en los resultados del procesamiento interferométrico se establecieron los límites de dichos deslizamientos, se obtuvieron sus parámetros geométricos y se cuantificaron sus tasas de desplazamiento. Las velocidades de desplazamiento de dichos deslizamientos (hasta 5.5 cm/año en dirección de LOS) permite clasificarlos durante el periodo de estudio, como muy lentos. Los resultados obtenidos con varias técnicas han mostrado que los movimientos no son estables, mostrando aceleraciones y desaceleraciones importantes. La mayoría de los episodios de alta movilidad de deslizamientos presenta buena correlación con las precipitaciones pluviales intensas. Sin embargo, se ha detectado una aceleración anómala para la temporada primavera-otoño de 2010 que fue interpretada como el posible efecto de sismo de abril de 2010 (Mw 7.2) que ocurrió en la sierra Cucapah, ~140 km del área de estudio.The Salsipuedes section of the Tijuana-Ensenada highway is prone to rotational landslides because of unstable steep slope terrain, affected by penetrative fractures. Within this zone, landslides have been an ongoing problem since the aperture of the highway. Despite the severity of the problem, landslides have not been continuously monitored due to high costs and the difficult logistics for monitoring using ground based techniques. In this thesis, satellite SAR images were processed using interferometry techniques: conventional DInSAR and Advanced DInSAR (A-DInSAR), which included DIS and IPTA approaches, to investigate the capabilities of each of these techniques for detection and monitoring of mass movements in this landslides-prone zone. ENVISAT ASAR images from both orbital passes acquired in 2003 – 2010 and RADARSAT-2 images from ascending orbit acquired in 2011 – 2012 were used. The obtained results showed that, despite the techniques limitations, they could be used to identify and monitor the ground movement. Seven landslides that have been active during the study period were identified. Based on the results of the interferometric processing, the limits of these landslides were established, their geometric parameters were obtained and their displacement rates were quantified. The displacement rates of the landslides (up to -5.5 cm/year in LOS direction) allow to classify them as very slow during the study period. The results obtained by different approaches indicate that the landslides displacement rate is not stable, presenting significant accelerations and decelerations. Most of the high displacement rate episodes are well correlated with intense precipitations. However, during the spring – autumn 2010 season, the abnormal acceleration of displacement rate has been detected and was interpreted as a possible effect of April 2010 earthquake (Mw 7.2) which occurred in the Sierra Cucapah, at ~140 km from the study area
Design of aperiodic arrays antennas based on subarrays
No full textEl aumento en el número de usuarios de las telecomunicaciones ha incentivado la búsqueda de nuevas y mejores tecnologías que permitan transferir o recibir información por medio de señales electromagnéticas de forma más eficiente. En la actualidad, los arreglos de antenas nos permiten generar haces de radiación muy estrechos capaces de dirigirse electrónicamente a grandes velocidades en una o múltiples direcciones. Normalmente, para conseguir mejores características de radiación en un arreglo de antenas, se opta por aumentar el número de elementos presentes en el arreglo. Sin embargo, esto presenta la desventaja de aumentar considerablemente los costos de fabricación debido al aumento en el número de dispositivos electrónicos requeridos para controlar las antenas del arreglo. Este problema ha orillado a la comunidad científica a desarrollar investigaciones relacionadas a la reducción de dispositivos electrónicos en sistemas de arreglos de antenas. No obstante, las investigaciones han sido enfatizadas en diseños con bajo rango de escaneo del haz de radiación. En esta tesis se analizan configuraciones de arreglos de antenas que permitan una reducción en el número de dispositivos electrónicos y que presenten características de escaneo amplio del haz de radiación. Además, se proponen dos técnicas de diseño para el agrupado de elementos de antena y como resultado la reducción de amplificadores y desfasadores mediante la creación de sub-arreglos. Se hace uso del algoritmo evolutivo de Evolución Diferencial para la optimización de las variables de diseño que intervienen en la síntesis de un arreglo de antenas. Finalmente, se realizan simulaciones electromagnéticas de los arreglos de antenas en la plataforma CST para la validación de los resultados obtenidos.The increase in the number of users for telecommunication has motivated the search of new and better technologies which allow to send and receive information more efficiently in an electromagnetic signal. Nowadays, the antenna arrays generate very narrow radiation beams which are able to scan the space in one or many directions quickly. Typically, to improve the radiation characteristics in an antenna array, the number of antenna elements is increased. However, this presents the disadvantage of the manufacturing costs are substantially increases due to the increase in the number of electronic devices to control the array antennas system. This problem has motivated to develop research related with the electronic devices reduction in the antennas arrays system. However, these studies have emphasized in designs with limited-scan array of the main beam. This thesis analyses configurations of antennas array which allow reducing the number of the electronic devices with wide-scan characteristics of the main beam. Furthermore, two design cases for grouping the antennas elements are proposed, the results show a reduction in the number of amplifiers and phase shifters though creation of subarrays. Differential Evolution algorithm is applied in the design variables optimization which involves in the synthesis on antennas array. Finally, electromagnetic simulations in the CST platform are used for results validation that have been obtained
Fluid-rock interaction, isotopy and geochemical modelling of geothermal zones on the eastern margin of the Peninsula of Baja California and the north of the Gulf of California
No full textEn este estudio fueron investigados 7 emisiones de gas (4 hidrotermales y 3 magmáticos) y 18 núcleos de sedimentos muestreados en el margen este de la Península de Baja California (PBC) y la Cuenca Wagner (CW) respectivamente. En la parte continental, dos posibles escenarios son propuestos para explicar la composición isotópica de los gases magmáticos e hidrotermales: 1) Los gases que ascienden desde el manto debajo de la PBC a través de fallas litosféricas y sistemas magmáticos se mezclan y contaminan en la corteza con dos distintos términos corticales (TC1 y TC2). El TC1 produce gases magmáticos con valores δ13CCO2 más negativos que MORB (~-11 vs. -6.5 ‰) y valores 3He/4He ligeramente inferiores MORB (4-7 vs. 8 Ra). El TC2 produce gases hidrotermales con valores δ13CCO2 que son comparables a MORB (-5 vs. -6.5 ‰) pero valores 3He/4He inferiores al rango de MORB (2·1010), más elevados que un gas tipo MORB (CO2/3He ~1.5·109). En cualquier escenario, durante su ascenso a través de la corteza, los gases de origen mantélico se mezclan con fluidos ricos en CO2 y 4He, formando los gases hidrotermales de tipo CO2 dominantes. Dichos gases experimentan disolución parcial de CO2 y posible precipitación de carbonatos en aguas someras a una temperatura de 57 °C bajo diferentes condiciones de pH (5.76-6.73), lo que modifica su composición. En la PBC el metano es principalmente termogénico, aunque fuentes abiogénicas están presentes en los gases magmáticos, mientras procesos secundarios de oxidación parecen ser adecuados para explicar los valores positivos (δ13CCH4 +38 ‰, δDCH4 + 333 ‰) de algunos gases hidrotermales. Este estudio también indica que en toda la PBC la firma radiogénica pura (3He/4He, 0.01-0.05 Ra) está ausente, lo que soporta la contribución inequívoca de fluidos del manto y la presencia de fallas litosféricas que permiten su ascenso aún en zonas no volcánicas o donde el volcanismo está extinto. Esta contribución mantélica fue calculada arrojando valores entre 1 al 82% en toda la PBC, donde los valores más altos son reportados en las emisiones submarinas localizadas en el Rift del Golfo de California (> 91%). EIn this study, were investigated 7 gas emissions (4 hydrothermal and 3 magmatic) and 18 sediment cores sampled on the eastern margin of the Peninsula of the Baja California (BCP) and from the Wagner Basin (WB) respectively. In the continental part, two possible scenarios are proposed to explain the isotopic composition of magmatic and hydrothermal gases: 1) Gases rising from the mantle beneath the BCP through lithospheric faults or magmatic plumbing systems mix and contaminate within the crust with two distinct crustal terms (CT1 and CT2). The (CT1) produces magmatic gases with δ13CCO2 values that are more negative than typical MORB (~-11 ‰ vs. -6.5 ‰) and 3He/4He ratios that are slightly lower than the MORB range (4-7 vs. 8 Ra). The second (CT2) produces hydrothermal gases with δ13CCO2 values that are comparable to those of MORB (-5 ‰ vs. -6.5 ‰) and 3He/4He values that are well below the MORB range (2·1010), higher than that typical of MORB-type gas (CO2/3He ~1.5·109). In either scenario, during their ascent, through the crust, mantle gases mix with CO2- and 4He-rich fluids, thus forming CO2-rich hydrothermal gases. These gases undergo partial dissolution of CO2 and possible precipitation of carbonates in shallow waters at a temperature of 57 °C under different pH conditions (5.76-6.73), which modifies their composition. In PBC, methane is mainly thermogenic, although abiogenic sources are present in magmatic gases while secondary processes of methane oxidation seem to be adequate to explain the positive values (δ13CCH4 +38 ‰, δDCH4 +333 ‰) of some hydrothermal gases. The study also indicates that in all the Peninsula to date, the pure radiogenic signature (3He/4He; 0.01 - 0.05 Ra) is absent, which indicates unequivocal contribution of mantle fluids and the presence of lithospheric faults that allow its rise even in nonvolcanic zones or where the volcanism is extinct