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Shape-anisotropic nickel-PDMS composites with uniaxial magnetic anisotropy obtained by emulsification under magnetic field
Get PDF"Magnetic microcomposites were fabricated by emulsification of a mixture of polydimethylsiloxane (PDMS) and nickel microparticles. The composites were obtained in a temperature-controlled water-surfactant media with and without the influence of an external magnetic field. The presence of a moderate external magnetic field of 80 G (8 mT) during the polymerization stage leads to the arrangement of nickel microparticles into chains that form the magnetic core of the synthesized composites. The method allows controlling the shape of the composite particles by applying a magnetic field and varying the stirring speed. Three shapes of composite particles, namely spherical, teardrops, and ellipsoidal, were obtained and magnetically characterized. Room temperature hysteresis loops and dM/dH versus H curves in the second-to-third quadrants show that spherical particles are isotropic while non-spherical particles show an induced uniaxial magnetic anisotropy which depends on the shape of the resulting composite particles.
Extension of a factorization method of nonlinear second order ODE´s with variable coefficients
Get PDF"The factorization of nonlinear second-order differential equations proposed by Rosu and Cornejo-Pérez in 2005 is extended to equations containing quadratic and cubic forms in the first derivative. A few illustrative examples encountered in physics are provided.""La factorización de ecuaciones diferenciales de segundo orden no lineales propuesta por Rosu y Cornejo-Pérez en 2005 se extiende a ecuaciones con potencias cuadráticas y cúbicas en la primera derivada. Se proporcionan algunos ejemplos físicos ilustrativos.
Modelación numérica de eventos convectivos y comparación con observaciones satelitales en la región central de México
Get PDFTesis (Maestría en Geociencias Aplicadas)"El presente trabajo tiene como objetivo realizar un análisis de los procesos de convección forzada generadores de nubes de tormenta como las cumulonimbos a través de técnicas de percepción remota y modelación numérica. El área de estudio comprende la Sierra de Álvarez y la Sierra de San Miguelito ubicadas en la Zona Media del estado de San Luis Potosí. Estas sierras tienen gran importancia en la dinámica atmosférica regional debido al efecto topográfico que genera procesos convectivos forzados. Para la modelación numérica se utiliza el Weather Research and Forecasting Model (WRF) en la modalidad Advancede Research WRF (ARW). Se describe la modelación numérica de dos casos de estudio de gran intensidad; el desplazamiento de un sistema convectivo el 2 de Noviembre de 2013 y una tormenta con presencia de tornado el 8 de Junio de 2016 obteniendo valiosa información sobre su formación y evolución. Se usan productos de nubes de la serie de satélites Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES) como Cloud Water Path (CWP), Cloud Top Pressure (CTP), Cloud Cover (CC), Cloud Top Temperature (CTT) y Cloud Top Height (CTH) con una resolución temporal de 15 minutos para analizar el ciclo convectivo y la evolución temporal de la tormenta del 9 de Junio de 2013. Con el objetivo de analizar tendencias climáticas y variaciones estacionales en la región, se utilizaron 10 años de datos de los satélites Terra y Aqua de su instrumento Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) que van de 2007 a 2016. Se desarrolló un programa para comparar los datos obtenidos de la modelación numérica y los productos de nubes obtenidos de GOES y MODIS. Se identifican agrupamientos de nubes convectivas así como las principales causas de la ubicación espacial de dichos agrupamientos. Este trabajo, que combina la modelación numérica e información satelital para el estudio de procesos convectivos, sienta un precedente en México. Los resultados obtenidos con ambos métodos concuerdan aceptablemente.""The present work has as objective to perform an analysis of the processes of forced convection generators of storm clouds like the cumulusnimbus through techniques of remote sensing and numerical modeling. The study area includes the Sierra de
Álvarez and the Sierra de San Miguelito located in the Middle Zone of the state of San Luis Potosí. These sierras have great importance in the regional atmospheric dynamics due to the topographic effect that generates forced convective processes.
For numerical modeling the Weather Research and Forecasting Model (WRF) is used in the Advancede Research WRF (ARW) mode. We describe the numerical modeling of two case studies of high intensity; the displacement of a convective system on November 2, 2013 and a storm with tornado presence on June 8, 2016 obtaining valuable information about its formation and evolution. Cloud products from the Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES) series such as Cloud Water Path (CWP), Clout Top Pressure (CTP), Cloud Cover (CC), Cloud Top
Temperature (CTT) and Cloud Top Height (CTH) with a 15 minute time resolution are used to analyze the convective cycle and the temporal evolution of the storm of June 9, 2013. In order to analyze climate trends and seasonal variations in the
region, 10 years of MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) data were also used, from 2007 to 2016 from both Terra and Aqua plataforms. A program was developed to compare data obtained from numerical modeling and cloud
products from GOES and MODIS. Convective cloud hotspots are identified as well as the main causes of the spatial location of these hotspots. This work, which combines numerical modeling and satellite information for the study of convective
processes, sets a precedent in Mexico. The results obtained with both methods agree acceptably.
Tissue carbon concentration of 175 Mexican forest species
Get PDF"Reliable calculations of carbon stocks in forest ecosystems are crucial for proper implementation of global warming mitigation policies. Accurate estimations depend upon applying the correct factor of carbon (C) concentration for different forest species and tissues instead of the often assumed 50% carbon content. Despite the high forest species richness in Mexico and the increasing CO2 emissions, data on carbon concentrations in forest plant tissues are scarce. In this study, we determined variation in C concentration of different tissues for 175plant species common in Mexican forests. C contents were estimated and contrasted for plant distribution, taxa, and plant structure (main stems, branches, twigs, bark, leaves, buds, fruits, roots and root cuticles). The mean C concentration across species was 44.7%. Species significantly differed in C concentration by tissue, environment and taxa. These multi-species data contribute to improve precision on estimates of C balance in terrestrial ecosystems, reducing the uncertainty in C inventories in Mexico and elsewhere.
Arresto cinético de la transformación martensítica en aleaciones Ni50Mn36In14 y Ni45Co5Mn36.8In13.2 y efecto magnetocalórico de la fase austenita en aleaciones Ni50Mn34In16-xSix (0.0 < x < 2.0)
Get PDF"En la presente tesis se estudia el arresto cinético de la transformación
martensítica en aleaciones Heusler no estequiométricas de composición nominal
Ni50Mn36In14 y Ni45Co5Mn36.8In13.2, así como el efecto magnetocalórico de la fase austenita en la serie Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 x 2.0). Ambos fenómenos derivados de la aplicación del campo magnético en torno a la transformación estructural martensítica y magnética, respectivamente. Todas las muestras estudiadas son cintas obtenidas por la técnica de temple rotatorio. Las aleaciones estudiadas, tanto recién fundidas como tratadas térmicamente, son monofásicas y a temperatura ambiente la fase austenita muestra una estructura cristalina cúbica de tipo B2 ó L21, mientras que su microestructura es de granos columnares cuyo tamaño medio no cambia apreciablemente con el tratamiento térmico. Las aleaciones Ni50Mn36In14 y Ni45Co5Mn36.8In13.2 transforman martensíticamente mientras que en la serie Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 x 2.0) la fase austenita existe en todo el intervalo de temperatura de nuestro estudio. Para todas las aleaciones, el incremento en el orden cristalo-químico que produce el tratamiento térmico lleva a un ligero aumento en las temperaturas de las transiciones estructural y magnética, al incremento de la magnetización de saturación en ambas fases y a un cambio más abrupto de la magnetización durante la transición (estructural o magnética). La variación de entropía magnética máxima SM peak para la fase austenita en la serie Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 x 2.0) muestra curvas de menor valor SM peak pero más anchas para las muestras recién solidificadas. Para una variación de campo magnético de 2 T las cintas recién solidificadas y tratadas térmicamente muestran valores de SM
peak de 2.5 y 3.1 J·kg-1K -1, una capacidad de refrigeración, estimada como el producto de SM peak TFWHM, de 138 y 98 J·kg-1 y un rango de temperatura de trabajo TFWHM de 72 y 43 K. Para la aleación Ni50Mn36In14 recién fundida, el arresto cinético de la TM es parcial, este se observa desde µoH = 1 T, desapareciendo después de un tratamiento térmico corto (10 min.) a 1073 K, lo que sugiere una relación entre el ordenamiento cristalográfico de la fase austenita y el campo magnético en la transformación austenitamartensita. Para la aleación Ni45Co5Mn36.8In13.2 tratada térmicamente el arresto cinético es total a µoH = 7 T. En ambas aleaciones se observa que las temperaturas de la transformación martensítica se reducen con el aumento de la intensidad del campo magnético. El arresto cinético de la transformación martensítica origina una estado metaestable, en el cual coexisten austenita y martensita; este estado magnético tiene características de vidrio y su caracterización se llevó a cabo mediante el diseño de varios experimentos basados en mediciones de magnetización. Adicionalmente, se muestra el efecto XIX de fluctuaciones de temperatura y campo magnético en la fracción arrestada de austenita.""The focus of the present thesis is the study of both: the kinetic arrest of the martensitic transformation in non-stoichiometric Heusler alloys with nominal composition Ni50Mn36In14 and Ni45Co5Mn36.8In13.2 and the magnetocaloric effect in the austenitic phase of a Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 < x < 2.0) series. Both phenomena result from the influence of the applied magnetic field around the martensitic structural transformation and the magnetic transition of austenite, respectively. The samples studied were melt-spun ribbons fabricated by means of rapid solidification using the melt spinning technique. Both, as-quenched and annealing alloys are single-phase at room temperature and the austenite, or parent phase, shows B2 or L21-type cubic crystal structures, while the average size of their columnar-like grained microstructure does not change appreciably upon thermal annealing. Ni50Mn36In14 and Ni45Co5Mn36.8In13.2 alloys undergo martensitic transformation; for the Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 < x < 2.0) series austenite phase exists in the entire temperature range experiments made. For the studied alloys, the thermal annealing improves chemical and crystallographic ordering resulting in a slight increase in the structural and magnetic transition temperatures, an increase in the saturation magnetization of both phases, and a more abrupt change of magnetization across the structural or magnetic transitions. The variation of magnetic entropy change ∆SM(T) curves for as-solidified Ni50Mn36-XIn14-XSiX (0.0 < x < 2.0) are well broader and show lower variation of maximum magnetic entropy change │∆SMpeak│ values with respect to the annealed ones. For a magnetic field change of 2 T the as-solidified (annealed) samples show a peak value of the magnetic entropy change │∆SMpeak│ of 2.5 (3.1) J·kg-1K-1. For the same magnetic field change, the refrigerant capacity, estimated as the product of │∆SMpeak│·∆TFWHM of the ∆SM(T) curve, reaches values of 138 (98) J·kg-1. With working temperatures │∆TFWHM│of 72 and 43 K, respectively. For Ni50Mn36In14 melt-spun ribbons a moderate but progressive kinetic arrest of the austenite to martensite phase transformation is observed for an applied magnetic field of 1 T and above. It disappears after a short heat treatment of 10 min. at 1073 K, suggesting a relationship between crystallographic ordering of the austenite phase and the magnetic field on the austenite-martensite phase transition. For the annealed Ni45Co5Mn36.8In13.2 alloy a total kinetic arrest is observed at µoH = 7 T. The increase of the applied magnetic field progressively decreases the temperatures of the martensitic transformation. The kinetic arrest of martensitic transformation gives rise to a metastable state, in which austenite and martensite coexist; this state show characteristics similar to a glass and was studied by designing several magnetization experiments. The effect of thermal and magnetic field fluctuations on the arrested fraction of austenite is also shown.
Effect of the concentration of PVA and DVB in the particle Size of polystyrene sintetized via suspension polimerizacion and their possible use as vehicle of ZnO nanoparticles
Get PDF"El óxido de zinc (ZnO) es muy material con una gran cantidad de aplicaciones, se sabe que posee propiedades antibacterianas
y es capaz de degradar tintes azo-derivados, como lo es el azul de metileno. Aun así, su escala nanométrica lo convierte en un
material complicado de utilizar. El poliestireno es un material sumamente económico que se utiliza para la fabricación de
artículos de uso diario, algunos ejemplos serian recipientes para bebidas y vajillas desechables, y también se utiliza para la
fabricación de soportes porosos dentro de los cual se podrán alojar las nanopartículas de ZnO para su fácil manejo. En este
trabajo se sintetizan perlas de poliestireno por medio de polimerización en suspensión, para su posterior uso como soportes
de nanopartículas de ZnO. Para poder llevar a cabo lo anterior se evaluaron variables del proceso de polimerización en
suspensión como es el efecto de la concentración de tensoactivo y la concentración del agente entrecruzante en la amplitud de
la distribución y tamaño promedio de partícula y sus características térmicas""Zinc oxide it’s a material with a wide number of applications, it is known than it has antibacterial properties and it can
degrade azo-derivate dyes, like methylene blue. Yet, it nanometric scale makes it very difficult to use. Polystyrene it’s a
pretty cheap material that its used for the fabrication of daily use articles, some examples are containers for beverages and
disposable tableware, and precisely because of its price we are willing to use it for the fabrication of a porous vehicle that
will carry the nanoparticles of the zinc oxide for its easier use. In this work, we talk about the synthesis of polystyrene beads
via suspension polymerization for its use as vehicles for nanoparticles. To make it possible, some variables from the
suspension polymerization process where evaluated like the effect produced by different concentrations of the surfactant or of
the crosslinking agent, on the medium particles size and the thermal resistance.
Identificación de procesos hidrogeoquímicos aplicando modelación inversa en el acuífero Soconusco, Chiapas
Get PDF"La región del Soconusco en Chiapas, México, posee como actividad económica primordial del sector agrícola, se abastece de agua de pozos y norias. El presente trabajo consistió en realizar caracterización hidrogeoquímica del acuífero Soconusco, mediante el análisis de 45 muestras tomadas de manantiales, arroyos, pozos y norias de la zona de estudio; ubicada en la Planicie de la Costa y La Sierra Madre de Chiapas, la cual está conformada por rocas ígneas del Terciario y metamórficas del Paleozoico. El arrastre de material no consolidado clástico propició la depositación de sedimentos del Cuaternario, ligados al suelo de la llanura costera. La evidente cercanía con la costa, hace propenso al acuífero de Soconusco a intrusión marina, por esta razón fue necesario cuantificar el aporte de la intrusión marina al sistema. Esto fue posible con la metodología de VISHMOD, al identificar los miembros extremos en los elementos conservativos de F- vs. Cl- (mg/L), y a la cuantificación de los aportes en cada miembro en el proceso de mezcla. Conociendo la trayectoria del flujo de agua subterránea en el acuífero, la composición mineralógica, y la caracterización hidrogeoquímica, se calculó el delta iónico de los puntos seleccionados a modelar. Esta herramienta hidrogeoquímica, nos permitió cuantificar los procesos de interacción agua-roca que ocurren durante la evolución del agua subterránea en el acuífero. Los procesos hidrogeoquímicos y la distribución espacio-temporal, dan como resultado las firmas químicas del acuífero. Se identificaron aguas de tipo bicarbonatada cálcica, bicarbonatada magnésica, sulfatada cálcica y clorurada sódica, esta última asociada a intrusión marina. El análisis hidrogeoquímico de iones mayoritarios y elementos traza, en conjunto con la construcción de diversos diagramas, permitieron identificar como procesos dominantes las reacciones oxido-reducción, mezcla, intercambio iónico, disolución y precipitación de minerales; los cuales intervienen en la evolución del agua subterránea.""The Soconusco region of Chiapas, Mexico, has a primary economic activity in the agricultural sector; it is currently supplied by water from wells and waterwheels. This thesis consisted in making a hydrogeochemical characterization of the aquifer of Soconusco, by analyzing 45 samples that were taken from springs, streams, wells and waterwheels in the study area. That is located in the coastal plain and the Sierra Madre of Chiapas which consists of Tertiary igneous and metamorphic rocks of the Paleozoic Era. The Dragging of clastic unconsolidated material favored the deposition of Quaternary sediments which caused the soil linked of the coastal plain. Therefore, it is obvious proximity to the coast makes it prone to seawater intrusion from the Soconusco aquifer. For this reason, it was necessary to quantify the contribution of the seawater intrusion. Furthermore, through a VISHMOD Methodology, it was possible to identify the end members in the conservative elements F- vs. Cl- (mg/L), and the quantification of the contributions through each member in the mixing process. Whereas, by knowing the path of the groundwater flow in the aquifer, the mineralogical composition and the hydrogeochemical characterization, the calculation of the ionic delta of the modeling selected points was attainable. This hydrochemical tool, allowed us to quantify the process of water-rock interaction that was occurring during the evolution groundwater in the aquifer. The hydrogeochemical processes and space-temporal distribution result from the chemical signatures of the aquifer. As a result, we were able to distinguish these types of water; calcium and magnesium bicarbonate, calcium sulfate, and lastly the sodium chlorinated that is associated with seawater intrusion. Finally, the hydrogeochemical analysis of the major ions and trace elements, in conjunction to the construction of various diagrams, allowed the identification of the dominant processes such as oxide-reduction, mixing, ion exchange, mineral dissolution and precipitation reactions; that are involved in the groundwater evolution.
Stability and multiscroll attractors of control systems via the abscissa
Get PDF"We present an approach to generate multiscroll attractors via destabilization of piecewise linear systems based on Hurwitz matrix in this paper. First we present some results about the abscissa of stability of characteristic polynomials from linear differential equations systems; that is, we consider Hurwitz polynomials. The starting point is the Gauss–Lucas theorem, we provide lower bounds for Hurwitz polynomials, and by successively decreasing the order of the derivative of the Hurwitz polynomial one obtains a sequence of lower bounds. The results are extended in a straightforward way to interval polynomials; then we apply the abscissa as a measure to destabilize Hurwitz polynomial for the generation of a family of multiscroll attractors based on a class of unstable dissipative systems (UDS) of affine linear type.
Paleomagnetism and aeromagnetic survey from Tancitaro volcano (Central Mexico) - paleo-secular variation at low latitudes during the past 1 Ma
Get PDF"El volcán Tancítaro (TV) forma parte del campo volcánico monogenético MichoacánGuanajuato (MGVF) en el sector centro-oeste del Eje Volcánico Trans Mexicano (TMVB). Los resultados de un estudio paleo magnético de flujos de lava del volcán Tancítaro fechados radiométricamente, se utilizaron para investigar la variación paleo secular (PSV) y el campo promedio temporal (TAF) para latitudes bajas. El rango de fechado Ar-Ar fue de 70 a 960 kaños considerando los Chrones de polarización de Brunhers y Matuyama. Todas las muestras arrojaron una polaridad de magnetización normal bien definida. Dos flujos se correlacionaron con la polaridad del Evento Jaramillo, lo cual provee un marcador útil para la actividad volcánica en el MGVF. Para los análisis del PSV y TAF las paleo direcciones se combinaron con resultados anteriores de alta precisión. El estudio aeromagnético alrededor del volcán Tancítaro se caracterizó por una serie de anomalías tanto positivas como negativas. El Volcán Tancítaro presenta una gran anomalía positiva que sugiere la presencia de una gran fuente subterránea. El análisis espectral de este campo anómalo da una estimación promedio hacia la parte alta de los cuerpos que la originan entre 2-3 km.""The Tancitaro volcano (TV) is part of the Michoacan-Guanajuato monogenetic volcanic field (MGVF) in the central-western sector of the Trans-Mexican Volcanic Belt (TMVB). Results of a paleomagnetic study of radiometrically dated lava flows from Tancitaro volcano were used to investigate the paleosecular variation (PSV) and time averaged field (TAF) at low latitudes. Ar-Ar dates range from ~70 to 960 kyr spanning the Brunhes and Matuyama polarity chrons. All samples yielded well defined normal polarity magnetization. Two flows are correlated to the Jaramillo polarity event, which provide a useful marker for the volcanic activity in the MGVF. For the PSV and TAF analysis, paleodirections were combined with previously reported high standard results. The aeromagnetic survey around the Tancitaro volcano was characterized by a trend of regional anomalies over the volcanic structures. The residual field showed several positive and negative anomalies. The Tancitaro volcano is marked by a broad positive anomaly suggesting the presence of a large underground source. Spectral analysis of this anomaly field gives an average estimate to the top of the source bodies between 2-3km.
Germinación, supervivencia y respuestas funcionales de Quercus Eduardii (Fagaceae) en escenarios de cambio de uso de suelo y de cambio climático
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"Los cambios climáticos esperados como consecuencia de las actividades humanas modificarán el funcionamiento de los ecosistemas forestales. Un proceso sensible es el reclutamiento de árboles y, en México, un caso particular son los encinos (Quercus spp., Fagaceae). Además de la sensibilidad de estas especies ante el cambio climático, sus bosques han sido fuertemente afectados por cambios de uso de suelo, donde factores ambientales extremos dificultan su reclutamiento en áreas deforestadas. Así, el cambio climático podría afectar negativamente el mantenimiento de los bosuqes y su regeneración en áreas deforestadas. Esta tesis tuvo como objetivo determinar los efectos del cambio climático y del uso del suelo sobre las dinámicas de reclutamiento de Quercus eduardii, evaluando si sus plántulas manifiestan respuestas funcionales ante esos factores. Para esto, se realizó un experimento de campo montando parcelas control bajo las actuales condiciones climáticas. Esto se realizó al interior de un bosque de encinos bien conservado y un área deforestada. En las parcelas experimentales se sembraron bellotas de la especie objeto y se monitoreó la germinación y la supervivencia de las plántulas. En ambos hábitats, la inducción de condiciones de cambio climático redujo la germinación de bellotas y la supervivencia de las plántulas. Las plántulas que sobrevivieron hasta el final del experimento presentaron modificaciones de sus atributos funcionales, especialmente en sus hojas, las cuales fueron indicativas de estrés térmico e hídrico. Estos resultados sugieren que el cambio climático puede magnificar los efectos de los factores ambientales que regulan los procesos de reclutamiento de Q. eduardii, tanto al interior de los bosques como en áreas deforestadas.""Human-induced climate change can modify the functioning of forest ecosystems. Tree recruitment
is sensitive to this change and, in Mexico, oak trees can be particular threatened (Quercus spp.,
Fagaceae). Further, Mexican oak forests have been heavily affected by land use changes and
extreme environmental factors impair their recruitment in deforested areas. Thus, climate change
can negatively affect both forest maintenance and its regeneration in deforested areas. This study
was aimed to determine the effects of climate change and land use change on the recruitment
dynamics of Quercus eduardii, evaluating whether their seedlings display functional responses in
face of these factors. For this, we performed a field experiment in which acorns of the target species
were sowed in plots where higher temperature and lower precipitation conditions were induced,
which contrasted with control plots under the current climatic conditions. This experimental design
was replicated within a well-preserved oak forest and a deforested area. Both acorn germination
and seedling survival were monitored during the experiment. In both habitats, the induction of
climate change conditions reduced germination and seedling survival. Further, those seedlings that
survived until the end of the experiment exhibited modifications of their functional attributes,
especially in their leaves, which were indicative of thermal and water stress. These results suggest
that climate change could magnify the effects of the environmental factors that regulate the
recruitment of Q. eduardii, both within forests and in deforested areas.