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Obtención y caracterización de plantas productoras de antígenos relevantes de Escherichia coli enterotoxigénica
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"Las enfermedades diarreicas causada por Vibrio cholerae y Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) son problemas de impacto mundial que podrían ser prevenidas mediante vacunas comestibles, constituidas por plantas que produzcan la subunidad B de la toxina del cólera (CTB) o de la toxina termolábil de ETEC (LTB). En este trabajo de tesis se produjo exitosamente LTB en zanahoria, la cual fue codificada por un gen sintético con codones optimizados. Para ello se estandarizó el protocolo de transformación de zanahoria mediado por Agrobacterium tumefaciens. Se obtuvieron nueve líneas transgénicas y se realizó un ensayo GM1-ELISA para determinar el contenido de LTB en las raíces de plantas adultas. Las líneas transgénicas expresaron LTB en niveles de hasta 0.3% de la proteína total soluble (PTS), lo cual representa niveles un orden de magnitud por arriba de los reportes que han usado el gen bacteriano. Este ensayo también confirmó el correcto ensamble del complejo pentamérico al ser reconocido por su ligando natural, GM1. Por otro lado, se analizó la respuesta inmune inducida en ratones Balb/c por la ingestión de las zanahorias transgénicas. Después de la administración oral de tres dosis semanales de raíces que contenían 10 μg de LTB recombinante, se detectaron niveles significativos de anticuerpos anti-LTB de clase G (IgG) y A (IgA) en suero e intestino. El análisis de subclases de IgG reveló que se trata de una respuesta predominantemente humoral. Además, cuando los ratones fueron retados por vía oral con toxina del cólera, que es altamente homóloga a la toxina termolábil de ETEC, se observó un decremento en la acumulación de fluido intestinal en los que fueron inmunizados con las plantas transgénicas. Estos resultados sugieren que las zanahorias transgénicas productoras de LTB podrían ser usadas como una vacuna comestible eficaz contra el cólera y la diarrea causada por ETEC en humanos. Por otro lado, se produjo en plantas de tabaco una proteína de fusión entre LTB y la toxina termoestable de ETEC (ST) con el objetivo de contar con un polipéptido que confiera mayor rango de protección contra las cepas de ETEC. Para ello, se construyó un gen sintético que codifica la fusión LTB-ST, el cual fue empleado para la transformación de tabaco mediante A. tumefaciens. Se obtuvieron ocho líneas transgénicas que fueron caracterizadas parcialmente. Los niveles de expresión máximos fueron de 0.5 ng/μg PTS (0.05% PTS). El ensayo GM1-ELISA confirmó la presencia de la estructura pentamérica de la proteína LTB -ST, así como la presencia de los determinantes antigénicos de LTB. La integridad de la proteína de fusión fue confirmada por un análisis tipo Western blot usando anticuerpos contra LTB. Estos resultados sugieren que la proteína de fusión LTB-ST es correctamente ensamblada y que podría ser útil en la inducción de respuestas inmunes de mucosas que resulten protectoras hacia ambas toxinas, las cuales constituyen factores de patogenicidad importantes en las infecciones por V. cholerae y ETEC.""Diarrheal diseases caused by Vibrio cholerae and enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) are worldwide health problems that might be prevented with vaccines based on edible plants expressing the B subunit of the cholera toxin (CTB) or the E. coli heat labile toxin (LTB). We have successfully expressed the LTB encoded by a synthetic codon-optimized gene in an edible crop, carrot. An efficient Agrobacterium-mediated transformation method was used for the transgene installation into carrot nuclear genome. Thirty independent kanamycin resistant transgenic lines were regenerated. GM1-ELISA assay was used to assess LTB protein content in mature tap roots. Transgenic lines expressed LTB up to 0.3% of the total soluble protein. Immunological assay also confirmed proper assembly of the pentameric complex. We analyzed the immunity induced in Balb/c mice by ingestion of three weekly doses of transgenic carrot material containing 10 μg of recombinant LTB. Anti-LTB immunoglobulin G (IgG) and IgA serum and intestinal antibody responses were elicited by transgenic carrots. A decrease of intestinal fluid accumulation after cholera toxin challenge was observed in mice immunized with either pure recombinant LTB or LTB-containing carrot material. These results suggest that transgenic carrots expressing LTB may be used as an effective edible vaccine against cholera and ETEC diarrhea in humans. In other hand, we successfully expressed a fusion protein between LTB and the heat stable toxin (ST), as a first step to produce an antigenic protein to induce immunity against both toxins; this approach would lead to an improved vaccine against ETEC. A genetic fusion for LTB and ST was constructed and cloned into pBI121 binary vector and used to generate transgenic tobacco plants via Agrobacterium-mediated transformation. Eight transgenic tobacco lines were regenerated and GM1-ELISA tests for protein extracts showed that LTBST fusion retains the LTB-pentameric structure and the levels of protein reached up to 0.5 ng/μg PTS (0.05% PTS). The integrity of the fusion protein was confirmed by Western blot analysis. These findings suggest that LTB-ST fusion protein is properly assembled in tobacco plants, and may be used as an effective and broader protective edible vaccine against cholera and ETEC diarrhea in humans.
Magnetism of carbon nanostructures and in situ TEM dynamic transformations of carbon-based nanomaterials.
Get PDFTesis (Doctorado en Nanociencias y Materiales)"Durante las últimas dos décadas se ha logrado sintetizar materiales de carbono con distintas formas estructurales y dimensiones en el orden de nanómetros, siendo los fullerenos y los nanotubos de carbono (NTC) dos ejemplos sobresalientes. El hecho de que las propiedades físicas y químicas de los nanomateriales difieren de las propiedades mostradas por átomos individuales, moléculas o materiales en bulto, sirve como motivación para continuar investigando las nanoestructuras de carbono. En este trabajo se presentan resultados teóricos concernientes a fenómenos magnéticos en nanoestructuras de carbono, así como resultados experimentales sobre la síntesis de diversos NTC y las modificaciones que éstos experimentan cuando son irradiados con electrones. En particular, se analizan las propiedades magnéticas de fullerenos (C60 y C70) fusionados en cadenas lineales y toroides formados por átomos de carbono, cuando se les aplica un campo magnético externo, utilizando para ello la teoría de London. Las estructuras analizadas tienen enlaces tipo sp2, y además de anillos de carbono de seis lados muestran polígonos de cinco, siete u ocho lados en la red atómica, lo que produce curvatura en las estructuras. A diferencia de estructuras planas de carbono como el grafito y las moléculas aromáticas que son diamagnéticas, algunas de las estructuras analizadas presentan paramagnetismo, con valores de hasta 200 CGS ppm por mol de C en la susceptibilidad magnética. En el terreno experimental, se presentan resultados que muestran la versatilidad del método de pirólisis de soluciones atomizadas para sintetizar nanotubos de carbono de varios tipos, como nanotubos de carbono de una sola capa, nanotubos de carbono de varias capas (NTVC) y nanotubos de carbono dopados con nitrógeno. Durante la síntesis de NTVC un pequeño porcentaje del metal catalizador es encapsulado dentro de la región hueca de los NTVC. Utilizando diferentes catalizadores se logró encapsular Fe, Co, Ni y una aleación de FeCo. Finalmente, se muestran las modificaciones estructurales que experimentan los NTVC que contienen metales encapsulados cuando son irradiados con electrones a 600±C. Esto se logró utilizando un microscopio de transmisión de electrones como equipo de observación y fuente de irradiación, simultáneamente.""Over the last two decades carbon-based materials exhibiting lengths at the nanoscale and different structural forms have been synthesized; fullerenes and carbon nanotubes (CNTs) being two prominent examples. Further research on carbon nanostructures is motivated by the fact that the physical and chemical properties of nanomaterials differ from the properties of individual atoms, molecules or bulk
compounds. This work presents theoretical results on the magnetic response of carbon nanostructures,
as well as experimental results on the synthesis of different types of CNTs and the modifications that these materials undergo when irradiated with fast electrons. The magnetic properties of fullerenes (C60 and C70) coalesced into linear chains and toroidal geometries, that are exposed to an external magnetic field, were studied with the London theory. The analyzed structures have covalent sp2-like bonding and in addition to six-membered carbon rings, contain 5-, 7- or 8-membered rings
within the atomic lattice, inducing curvature. Contrary to planar carbon structures such as graphite and aromatic molecules that are diamagnetic, some of the analyzed structures were found to exhibit paramagnetism, with magnetic susceptibility values up to 200 CGS ppm per mol of C. In the experimental sections, results are shown that demonstrate the versatility of the pyrolysis of aerosolized solutions method to synthesize different types of carbon nanotubes, such as single-walled carbon nanotubes (SWNTs), multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) and nitrogen-doped carbon nanotubes (CNx). During the synthesis of MWNTs, a small percentage of the catalyst is encapsulated in the hollow
core of MWNTs. Encapsulation of Fe, Co, Ni and a FeCo alloy inside MWNTs was achieved by utilizing different catalyst precursors.Finally, structural modifications of MWNTs, containing metal particles in their cores, are observed when irradiated with electrons at 600±C. This was accomplished by using a high resolution transmission electron microscope, both as the observation equipment and as the electron irradiation source. Results include the fact that MWNTs behave as high pressure cells (» 40 GPa), in situ observation of nanotube growth from encapsulated metal particles and formation of MWNT-metal-MWNT junctions.
Producción de hidrógeno a partir de residuos agrícolas por vía fermentativa.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"Los desechos agrícolas son una fuente abundante de sustrato para la producción de hidrogeno, ya que estos desechos contienen una gran cantidad de carbohidratos poliméricos que pueden ser fermentados por microorganismos para producir hidrógeno. Sin embargo, una limitante en la utilización de estos desechos es su baja biodegradabilidad, debido a que los azúcares necesitan ser liberados de los polímeros que los contienen. Por ello, en este trabajo se comparó la producción de hidrógeno por vía fermentativa utilizando desechos de maíz y de trigo sin tratar, con aquella utilizando hidrolizados líquidos ácidos obtenidos a partir de estos desechos. Se encontró que la glucosa y la xilosa fueron los principales azucares presentes en los hidrolizados y que provinieron de la fracción de hemicelulosa. La fermentación se llevo a cabo utilizando un inóculo novedoso, no reportado en la literatura, obtenido de ensilado de Rye grass. Los rendimientos máximos obtenidos utilizando los hidrolizados líquidos de los desechos de maíz y de trigo fueron de 2.68 y 2.07 mol H2/mol sustratosremovidos mientras que las tasas volumétricas máximas fueron de 1.746 y 1.241 mmol H2/L-h respectivamente. Estos resultados permitieron concluir que el desecho de maíz es un mejor substrato que el desecho de trigo para la producción de hidrógeno. El rendimiento de la producción de hidrógeno por gramo de desecho adicionado fue mayor para los hidrolizados ácidos que para los desechos sin tratar, para ambos residuos. esto último indica que la utilización de los hidrolizados ácidos mejoró el rendimiento de la producción de hidrógeno. Se observó la formación de acetato y butirato durante la formación de hidrógeno a partir de sustratos modelo. Sin embargo, se observó la formación de propionato además de la de acetato y butirato cuando se emplearon residuos sin tratar. La formación de propionato se ha asociado a un bajo rendimiento de la producción de hidrógeno, por lo que los bajos rendimientos estimados durante la utilización de los residuos sin tratar se podrían explicar parcialmente por la formación de propionato. El mecanismo de formación de propionato a partir de los residuos empleados en este estudio no fue investigado pero es una observación que requiere ser investigada en trabajo futuro.""Agricultural wastes are a rich source of substrate for biohydrogen production, due their high content of carbohydrate polymers that can be used by fermentative microorganisms to produce hydrogen. However, a limiting factor in the utilization of agricultural residues is the poor biodegradability of these materials because sugars need to be released from polymeric materials before being fermented. Therefore, in this work biohydrogen production from corn strover and wheat straw without pretreatment was compared with that from liquid acid hydrolyzates obtained from the same wastes. It was found that glucose and xylose were the main sugars released from the hemicellulose fraction of the wastes. A novel microflora that has not been reported in the literature, obtained from Rye grass silage, was used as fermentative inoculum. Maximum hydrogen yields were 2.68 y 2.07 mol H2/mol substrateremoved whereas maximum volumetric hydrogen production rates (VHPR) were 5.940 y 0.92 mmol H2/L-h from liquid acid hydrolyzates of corn strover and wheat straw respectively. From these data, it was concluded that corn strover is a better substrate than wheat straw for hydrogen production. When maximum hydrogen yield was calculated per gram of waste added, the yield was higher for liquid acid hydrolyzate than for untreated wastes, for both residues (corn strover and wheat straw). This observation is and indication that the implementation of waste acid hydrolysis increased the performance of biohydrogen production. Acetate and butyrate were detected during biohydrogen production from model substrates (glucose and xylose). However, propionate was detected in addition to acetate and butyrate when untreated wastes were used for biohydrogen formation. Propionate formation has been associated with lower hydrogen yields. Therefore, propionate formation may partially explain the lower yields estimated in this work from untreated wastes. The mechanism of propionate formation from the untreated agricultural wastes under study was not investigated in this work but it is an important fact to be investigated in future research.
Germinación y establecimiento de plantas nativas del matorral tamaulipeco y una especie introducida en un gradiente de elevación
Get PDF"Con el fin de determinar si el calentamiento global podría influir en la ampliación altitudinal de hábitat en el noreste de México, se evaluó la germinación y el crecimiento de cuatro especies de plantas en un gradiente de elevación de 90 a 1960 msnm. Los individuos incluyeron tres especies nativas (Cordia boissieri, Ebenopsis ebano y Caesalpinia mexicana) y una introducida, naturalizada en la región (Melia azederach) . Se pusieron a germinar en contenedores, semillas de las cuatro especies durante cuatro veces (primavera 2003, 2004; otoño 2003 y 2004), en cinco elevaciones (90, 350, 520, 1,600 y 1 ,960 msnm). Las tres elevaciones más bajas incluyen el rango de distribución actual de las especies, y es en éstas en donde en general se presentó la mayor germinación para todas las especies. Para C. boissieri fue en las elevaciones de 350, 520 y 1600 msnm. Para E. ebano y C. mexicana se obtuvo en 90, 350, 520 y 1600 msnm, y para M. azederach ocurrió a 90, 350, 520 msnm. Además, tanto el crecimiento de las plántulas en altura, como el número de hojas producidas, fueron en general superiores en las elevaciones con mayor porcentaje de germinación. Los resultados sugieren que las especies estudiadas tienen la capacidad para germinar y crecer por encima de su área de distribución actual.""Germination and growth of four plant species were evaluated from 90 to 1960 m above sea level, with the aim to determine whether global warming could influence growth at higher elevations in northeastern Mexico. Three native species (Cordia boissieri, Ebenopsis ebano and Caesalpinia mexicana) and a naturalized species (Melia azederach) were tested. Seeds were set to germinate in containers four times (Spring 2003, 2004, Autumn 2003 and 2004) at five elevations (90, 350, 520, 1600 and 1960 m above sea level). The lowest three elevations encompass the current distribution range of the species, and it was in these elevations that in general germination percentage was higher across species. The highest germination for C. boissieri occurred at 350, 520 and 1600 m above sea level. Highest germination for E. ebano and C. mexicana occurred at 90, 350, 520 and 1600 m above sea level. The highest germination for M. azederach occurred at 90, 350 and 520 m above sea level. In addition, seedling growth and number of leaves produced by seedlings were, in general higher at elevations with highest germination percentages. Results presented here suggest that plant species studied have the capacity to germinate and grow at higher elevations from their current distribution.
Análisis de estabilidad de controladores AQM proporcional-integral suportando flujos TCP
Get PDF"Este artículo se centra en la estabilidad asintótica de controladores AQM del tipo proporcional–integral suportando flujos TCP . Se proporcionan condiciones necesarias y suficientes para la estabilidad asintótica de la linealización del sistema en lazo cerrado. Como un resultado, se obtiene el conjunto completo de controladores proporcional–integral que estabiliza localmente el punto de equilibrio. También se aborda la robustez de los controladores a incertidumbres en los parámetros de red (número de sesiones TCP, tiempo de viaje completo y capacidad del enlace). Se muestra que diseñando el controlador con respecto a los valores más grandes esperados para el retardo y la capacidad del enlace, y el valor más pequeño esperado para las cargas de TCP nos proporciona el conjunto completo de controladores robustos."This paper focuses on the asymptotic stability of proportional-integral AQM controllers supporting TCP flows. Necessary and sufficient conditions for the asymptotic stability of the closed-loop linearization are provided. As a result, the complete set of proportional-integral controllers that locally stabilizes the equilibrium point is obtained. The robustness of the controllers to uncertainties in the network parameters (number of TCP flows, round-trip time and link capacity) is also addressed. It is shown that designing the controller with respect to the largest expected values of delay and link capacity, and the smallest expected value of TCP loads leads to the complete set of robust stabilizing controllers
On the anisotropy in the HRTEM images of a decagonal quasicrystalline phase of the Al-Cu-Co-Si system
Get PDF"Experimental evidence of an electrical and/or magnetic anisotropy was observed in the high resolution transmission electron microscope (HRTEM) images of a decagonal quasicrystalline (DQC) phase of the Al-Cu-Co-Si system. X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS) spectra indicated a composition of Al60Cu23Co15Si2 for this phase. The anisotropy was responsible for poor contrast quality in the HRTEM images along the periodic direction of this phase, whereas good image contrast was observed in the quasi-aperiodic ten-fold plane. Comparing these results to findings previously reported for the Al62Cu20Co15Si3DQC, we conclude that the observed anisotropy is strongly dependent on the selected chemical composition. After analyzing both the electrical and magnetic effects presented by a sample which is observed with an electron microscope, we conclude that the electrical properties of the DQC phase might be responsible for these observations.""Evidencia experimental de una anisotropía eléctrica y/o magnética ha sido observada en imágenes de microscopio electrónico de transmisión de alta resolución (HRTEM) del sistema decagonal Al-Cu-Co-Si de fase quasicristalina (DQC). Espectroscopia de energía rayos-X dispersados( EDS) indica que la composición de esta fase es Al60Cu23Co15Si2: La anisotropía es responsable de la pobre calidad de contraste en las imágenes HRTEM a lo largo de las direcciones periódicas de esta fase, mientras que el buen contraste de imágenes fue observada en los planos quasi-periódicos decagonales. Comparando los presentes resultados y los anteriormente reportados para la fase DQC Al62Cu20Co15Si3. Concluimos que la anisotropía observada, es fuertemente dependiente de la composición química específica. Después de analizar los efectos magnéticos y eléctricas presentados por una muestra al observarse en el microscopio electrónico, concluimos que las propiedades eléctricas de la fase DQC podría ser la responsable de estas observaciones.
Expresión en tomate de un polipéptido antigénico con epítopos de 3 exotoxinas bacterianas (DPT) codificado por un gen sintético.
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)."Una prioridad actual en el campo de vacunas es el desarrollo de vacunas de subunidades y multicomponentes que no produzcan reacciones adversas y protejan contra varios patógenos. Los problemas de salud causados por las exotoxinas de Corynebacterium diphteriae, Bordetella pertussis y Clostridium
tetani van desde síntomas leves hasta la muerte. El presente trabajo se enfoca al desarrollo de una vacuna comestible contra la difteria, tos ferina y tétanos en plantas. Se transformó genéticamente a plantas de tomate por medio de Agrobacterium tumefaciens portador de un gen sintético optimizado para plantas el cual codifica para un polipéptido novedoso que contiene dos adyuvantes y seis epítopos inmunoprotectores de las toxinas DPT, unidos por péptidos conectores. Se verificó la integración del gen sintético DPT (sDPT) por PCR en las plantas transgénicas de tomate y se confirmó por Southern blot observándose de 1-2
copias del gen en diversas líneas. Asi mismo se detectó un transcrito específico del tamaño esperado (570 pb) por RT-PCR. El polipéptido codificado por el gen sDPT fue detectado por inmunoensayos in vitro con anticuerpos específicos, con valores equivalentes a 1.9-5.8 μg/g de toxoide diftérico, 0.0003-0.15 μg/g de toxoide pertúsico y 4.5-16.8 μg/g de toxoide tetánico en hojas de tomates transgénicos. Además, se observó que la proteína recombinante expresada en las plantas de tomate fue capaz de inducir anticuerpos específicos en animales.Ratones Balb/c fueron inmunizados por vía oral con el tejido vegetal en tres dosis
semanales. En el suero analizado se encontró respuesta del tipo IgG a las exotoxinas diftérica, pertúsica y tetánica inducida por el polipéptido sintético. En el fluído traqueopulmonar se observó una modesta respuesta del tipo IgG. Una respuesta alta del tipo IgA hacia el epítope tetánico fue evidente en los lavados intestinales. Los niveles de respuesta en estos grupos fueron más altos que en el grupo de ratones alimentado con tomate no transformado. Estos resultados sugieren que la proteína recombinante DPT expresada en plantas de tomate puede inducir anticuerpos específicos in vivo y faltaría retar con las toxinas a ratones preinmunizados con tomates que contenienen el gen sDPT para ver si existe protección. Este es el primer reporte de la expresión de un polipéptido codificado por un gen no presente es la naturaleza, con secuencias antigénicas de las exotoxinas diftérica, pertúsica y tetánica, en un sistema vegetal y podria ser
utilizado como una vacuna comestible práctica contra la difteria, tos ferina y tétanos. Este trabajo prueba además, que es posible diseñar genes que codifiquen multiepítopos que induzcan inmunidad protectora en ratones.""A current priority of vaccinology is the development of subunit and multicomponent vaccines which protect and avoid secondary effects. The health problems caused by the exotoxins of Corynebacterium diphteriae, Bordetella pertussis and Clostridium tetani range from light symptoms to death. We have attempted to develop an edible vaccine against diphtheria, pertussis and tetanus in plants. By
means of Agrobacterium mediated transformation we generated transgenic tomatoes with a plant-optimized synthetic gene encoding a novel polypeptide containing two adjuvant and six DPT immunoprotective exotoxin epitopes joined by peptide linkers. We detected the integration of the synthetic DPT (sDPT) gene by PCR in transformed tomato plants and confirmed it by Southern blot observing 1-2 copies of the gene in diverse plants. A specific transcript of the expected molecular
size (570 bp) was detected by RT-PCR. In addition we detected a polypeptide encoded by the sDPT gene by immunoassay in vitro, with specific antibodies with average values of 1.9-5.8 μg/g of diphtheria toxoid, 0.0003-0.15 μg/g of pertussis toxoid and 4.5-16.8 μg/g of tetanus toxoid in leaves of transgenic tomatoes. We also assayed if the recombinant protein expressed in tomato plants could induce
specific antibodies in animals. Balb/c mice were immunized by the route with the plant material in three weekly doses. Sera tested for IgG antibody to pertussis, tetanus and diphtheria toxin showed responses to the synthetic polypeptide. In the tracheopulmonary fluid a modest IgG response was observed. High IgA response against tetanus toxin was evident in gut washes. The levels of response in these groups were higher than those of mice that had been fed with wild-type tomatoes. Our results suggest that the recombinant DPT protein expressed in tomato plants induces specific antibodies in vivo. Challenge with toxins in mice previously immunized with the tomatoes containing sDPT wood be needed to test for protection. This is the first report of the expression of a polypeptide encoded by a
gene, which does not exist in nature,l containing diphteria, pertussis and tetanus exotoxin antigen sequences in plants, and may be used as a practical edible vaccine against diphtheria, pertussis and tetanus. Our work also demonstrates that it is possible to design genes encoding multiepitopes polipeptides that induce protective immunity in mice.
Performance monitoring of heat exchangers via adaptive observers
Get PDF"In this paper, a method for monitoring the performance degradation in a heat exchanger is presented. This method is based on the use of an adaptive observer which estimates the overall heat transfer coefficient U. The monitoring of this parameter can be useful to decide when the heat exchanger needs preventive or corrective maintenance. A simplified mathematical model of the heat exchanger is used to synthesize the adaptive observer. The effectiveness of the proposed method is demonstrated via numerical simulations and through experimental results.
Evidencias hidrogeoquímicas de mezcla de flujos regionales en el acuífero de La Muralla, Guanajuato
Get PDF"La ciudad de León, Guanajuato, México, se abastece de agua de la batería de pozos La Muralla, entre otras fuentes. En este estudio son utilizadas muestras de agua subterránea de 18 pozos y dos de manantial localizados al sur de León. El análisis hidrogeoquímico de las concentraciones de iones mayores y litio permitieron identifi car que el agua extraída allí es producto de un proceso secuencial de mezcla binaria en la que intervienen tres miembros extremos: El primero, “Comanjilla” (C), es agua termal proveniente de un fl ujo vertical ascendente profundo y tiene las concentraciones más altas de cloruros y litio; su recarga ocurre en la Sierra de Guanajuato al NE de La Muralla. El segundo miembro, “Tultitlán” (T) tiene valores altos del cloruro y bajo del litio y se origina en la Sierra de Pénjamo. El tercer miembro, “Muralla” (M), tiene bajas concentraciones tanto de cloruros como de litio y representa a la recarga local. La interpretación del diagrama bivariado de dispersión litio vs. cloruro indica que la mezcla de los tres miembros extremos no se produce de forma simultánea, sino que el proceso inicialmente se lleva a cabo a profundidad entre C y T, es decir C + T = CT, y posteriormente se realiza una segunda mezcla a nivel del acuífero más somero entre CT + M para dar una mezcla fi nal, CTM, que representa el agua que se extrae en la batería La Muralla.""One of the sources that supplies water to the city of León, Guanajuato, Mexico, is La Muralla well fi eld. Hydrochemical analyses, including major ions and lithium, of well and spring water samples suggest a sequential mixing process of three different end members. The fi rst one, Comanjilla (C), is characterized by thermal infl uence and a deep vertical fl ow and has the highest chloride and lithium concentrations; its recharge occurs in the Sierra de Guanajuato, located to the NE of La Muralla. The second one, Tultitlán (T), has high chloride and low lithium concentrations and comes from the recharge area in the Sierra de Pénjamo. The third one, Muralla (M) has low chloride and lithium contents and is related to meteoric and local recharge. A bivariate scatter diagram of lithium vs. chloride shows that the mixing process may not be produced simultaneously between the three types of waters. Mixing is fi rst accomplished between the end members C + T = CT, and later, in the second mixture, a dilution process occurs with shallow fl ows C T + M = CTM. The fi nal mixture, CTM, represents the water extracted from the La Muralla well fi eld.
Control de convertidores en casacada con un solo interrumptor activo.
Get PDFTesis (Doctorado en Control y Sistemas Dinámicos)"En las últimas dos décadas, se han dado a conocer un gran número de aplicaciones para convertidores conmutados de Corriente Directa a Corriente Directa (CD-CD). Los nuevos desarrollos tecnológicos requieren de fuentes de poder con relaciones de conversión mucho más amplías tanto para la reducción como para la elevación de voltajes. Una clase de convertidores que provee una amplia relación de voltaje es el convertidor en cascada, el cual consiste de dos o más convertidores básicos de CD-CD conectados en cascada. Una solución alternativa es el uso de un convertidor en cascada de n-etapas con un solo interruptor activo. Esta clase de convertidores se estudia en esta tesis. Un análisis de las ganancias de CD se muestra con las correspondientes fórmulas para los rizos en los voltajes de los capacitores y corrientes de los inductores. Las condiciones en los inductores para la operación en conducción continua son dadas también. Los modelos lineal conmutado, promedio no lineal y promedio linealizado se derivan para la anterior clase de convertidores. Estos modelos son usados para estudiar su comportamiento dinámico. Para un convertidor de dos etapas o cuadrático se realiza el estudio de estabilidad usando sus funciones de transferencia. Este análisis se extiende a los convertidores de n-etapas por medio del segundo método de Lyapunov. Posteriormente, se contempla el desarrollo de una metodología para el diseño de controladores en modo-corriente promedio. Este tipo de convertidores presenta ceros complejos en el lado derecho del plano-s, lo cual dificulta el diseño de dichos controladores. Se estudia el efecto de la ganancia del controlador, y se propone una metodología analítica de diseño basada en el moldeo de la ganancia de lazo, garantizando estabilidad del lazo cerrado y robustez. Así mismo, permite localizar fácilmente los principales parámetros del circuito de control que optimizan el funcionamiento del regulador. Finalmente, se obtienen resultados experimentales para un regulador conmutado usando un convertidor cuadrático elevador, los cuales muestran sus buenas características de regulación y robustez ante cambios en el voltaje de entrada, cambios en la carga y cambios en la señal de referencia del voltaje de salida. Estos resultados se comparan contra los resultados de un controlador modo-voltaje que se construye para el mismo convertidor.""During the last two decades, a great number of applications for switch-mode DC-DC converters have been reported. New technological developments require power supplies with wide conversion rates, which result in significant step-up or step-down voltages. A class of converters that provides a wide voltage ratio is the cascade converter, which consists in two o more basic switch-mode DC-DC converters connected in cascade. An alternative solution is to use an n-stage cascade converter with a single active switch. This class of cascade converters is studied in this thesis. An analysis of the DC gains is shown with the corresponding formulae for the voltage ripples in the capacitors and the current ripples of the inductors. The conditions in the inductors for continuous conduction mode are also given. Switched linear, nonlinear averaged and linear averaged models are derived for the aforementioned class of converters. These models are used to study their dynamic behavior. For a two-stage or quadratic converter, a stability analysis is developed from the corresponding transfer functions. Furthermore, the stability of higher order converters is verified using the second method of Lyapunov. A methodology is developed for the design of the controller under average current-mode control. However, this class of converters exhibits complex right-half side zeros, the above makes the controller difficult to design. The effect of the gain of the controller is studied and a design methodology is proposed based on loop gain shaping to obtain good robust stability characteristics. The designoriented analytic results allow the designer to easily pinpoint the control circuit parameters that optimize the regulator’s performance. At the end, experimental results are given for a switching regulator using a quadratic boost converter to show the output voltage of the converter under changes in the input voltage, load resistance and reference signal. Current-mode control is compared with voltage-mode control to assess the performance of the proposed scheme.