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Cytotoxicity induced by carbon nanotubes in experimental malignant glioma
"Despite multiple advances in the diagnosis of brain tumors, there is no effective treatment for glioblastoma. Multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs), which were previously used as a diagnostic and drug delivery tool, have now been explored as a possible therapy against neoplasms. However, although the toxicity profile of nanotubes is dependent on the physicochemical characteristics of specific particles, there are no studies exploring how the effectivity of the carbon nanotubes (CNTs) is affected by different methods of production. In this study, we characterize the structure and biocompatibility of four different types of MWCNTs in rat astrocytes and in RG2 glioma cells as well as the induction of cell lysis and possible additive effect of the combination of MWCNTs with temozolomide. We used undoped MWCNTs (labeled simply as MWCNTs) and nitrogen-doped MWCNTs (labeled as N-MWCNTs). The average diameter of both pristine MWCNTs and pristine N-MWCNTs was ~22 and ~35 nm, respectively. In vitro and in vivo results suggested that these CNTs can be used as adjuvant therapy along with the standard treatment to increase the survival of rats implanted with malignant glioma.
Diseño y optimización multicriterio de procesos de fabricación, mediante extrusión de nanocompositos con base en polímeros reciclados reforzados con nanocelulosa cristalina.
Tesis (Doctorado en Ciencias Ambientales)"El presente proyecto se centra en la posibilidad de conferir valor agregado a los polímeros reciclados. Estos materiales generalmente sufren una degradación considerable durante las operaciones industriales implementadas para su reciclaje. Como consecuencia de ello, sus propiedades térmicas y mecánicas se ven reducidas de manera considerable y, por tanto, su potencial de reutilización disminuye. En este sentido, para mejorar estas propiedades, se propone la generación de mezclas de polímeros reciclados compatibilizados, además de ser reforzados con nanocristales de celulosa, también llamada nanocelulosa cristalina (NCC).
El objetivo principal del trabajo fue la síntesis de materiales compuestos a través del método de extrusión y su reforzamiento con NCC. Estos materiales se componen de mezclas de polímeros reciclados de poli (etilen tereftalato) (PET) con polietileno de baja densidad (LDPE por sus siglas en inglés). Dentro de la problemática tratada, uno de los mayores retos a vencer es la inmiscibilidad de los polímeros componentes de las mezclas. Lo cual se resolvió con el uso de un compatibilizante en forma de red interpenetrada polimérica (IPN). Este compatibilizante fue sintetizado específicamente para poseer grupos químicos compatibles o afines con PET y LDPE. Los materiales resultantes mostraron una mejoría en sus propiedades mecánicas (por ejemplo, Módulo de Young 16% mayor), térmicas (incremento de cristalinidad) y morfológicas (adecuada adhesión interfacial), en comparación a sus materiales reciclados de origen.
Se evaluaron los efectos de la composición de las mezclas, tiempo de residencia y temperatura de extrusión sobre las propiedades químicas, térmicas y mecánicas de los materiales compuestos sintetizados con base en un diseño experimental. Además, el estudio fue complementado con un enfoque de modelado fenomenológico sobre la base de redes neuronales artificiales (ANNs). Lo anterior para verificar la pertinencia del diseño de experimentos a través de una metodología avanzada como lo son las ANNs, que además sientan las bases para poder predecir comportamientos del sistema analizado.""This project focuses on the possibility to increase the value of recycled polymers.
These materials generally suffer considerable degradation during industrial
operations implemented for its recycling. The consequences are their modification,
usually reduced, of thermal and mechanical properties of the final materials,
making difficult the processing due to its low quality and hence reduced potential
for reuse. In this sense, the improvement of these properties was proposed by the
generation of recycled polymers blends reinforced with cellulose nanocrystals or
also named nanocellulose crystalline (NCC).
The main objective of this work was the synthesis of composite materials through
the extrusion method and its reinforcement with NCC. These materials consist of
blends of recycled poly (ethylene terephthalate) (PET) with recycled low-density
polyethylene (LDPE). Within the treated problem, one of the biggest challenges to
overcome was immiscibility of the polymer components of the blends. This was
solved with the use of a compatibilizer in the form of interpenetrating polymer
network (IPN), synthesized in a previous work. This compatibilizer was specifically
synthesized to possess chemical groups that are compatible with both PET and
LDPE. The resulting materials showed improvement in their mechanical,
rheological, thermal and morphological properties compared to source materials.
The effects of composition of the blends, residence time and extrusion
temperature, on the chemical, thermal and mechanical properties of synthesized
composites based on an experimental design were evaluated. The study was
supplemented by a phenomenological modeling study based on artificial neural
networks (ANNs). The last had the idea of verifying the design of experiments
through such advanced methodology. In addition, this establishes the bases to
predict the system’s behavior."Apoyo del proyecto por la beca CONACYT 250285 y al Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, los cuales hicieron posible la realización de este trabajo doctoral
Búsqueda de compuestos bioactivos en muérdagos Americanos y sus mecanismos de acción
Tesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"Ethnopharmacological relevance: The putative medicinal properties of American mistletoes remain empirical and their active compounds and mechanisms of action remain unknown.
Aim of the study: To analyze the mechanisms of the vasorelaxant and anti-hyperglycemic effects of Psittacanthus calyculatus and Phoradendron velutinum preparations and to assess their anti-adipogenic potential.
Materials and Methods: The effects of mistletoe preparations on the expression of endothelial nitric oxide synthase (NOS3) and relevant adipogenic markers by cultured human adipocytes were evaluated by RT-PCR and their anti-diabetic potential was assessed by adipocyte 2-NBDG incorporation and by an α-glucosidase inhibition assay.
Results: Ethyl acetate (EA) and aqueous (WT) fractions of P. calyculatus and crude extract (CE) and WT fraction of Ph. velutinum increased by 2-fold the expression of NOS3 in induced or mature adipocytes. All preparations promoted an 80-125% 2-NBDG incorporation in mature adipocytes. All P. calyculatus preparations and hexane (HX) and EA fractions of Ph. velutinum inhibited 70-98% α-glucosidase enzymatic activity. All preparations reduced the expression of at least two adipogenic markers in induced adipocytes and all Ph. velutinum preparations and EA of P. calyculatus reduced the expression of at least one adipogenic marker in mature adipocytes.
Conclusions: Psittacanthus calyculatus and Phoradendron velutinum stimulate the expression of NOS3 and decrease that of relevant adipogenic markers in cultured human adipocytes, while promoting glucose uptake by these cells and inhibiting the enzymatic activity of α-glucosidase. These effects could explain the antihypertensive and anti-diabetic properties attributed to these plants.""Relevancia etnofarmacológica: Las propiedades medicinales atribuidas a los muérdagos Americanos siguen siendo empíricas y aún se desconocen sus compuestos activos y mecanismos de acción. Objetivo del estudio: Analizar los mecanismos de los efectos vasorrelajantes y anti-hiperglicémicos de preparaciones de Psittacanthus calyculatus y Phoradendron velutinum y evaluar su potencial anti-adipogénico. Materiales y métodos: Los efectos de preparaciones de muérdagos en la expresión de la sintasa de óxido nítrico endotelial (NOS3) y marcadores adipogénicos relevantes en adipocitos humanos se evaluó por RT-PCR y su potencial anti-diabético se evaluó por incorporación de 2-NBDG en adipocitos y ensayos de inhibición de α-glucosidasa y α-amilasa. Resultados: Las fracciones de acetato de etilo (EA) y acuosa (WT) de P. calyculatus y el extracto crudo (CE) y fracción WT de Ph. velutinum incrementaron al doble la expresión de NOS3 en adipocitos inducidos o maduros. Todas las preparaciones promovieron 80-125% la incorporación de 2-NBDG en adipocitos maduros. Todas las preparaciones de P. calyculatus y las fracciones hexánica (HX) y EA de Ph. velutinum inhibieron 70-98% la actividad enzimática de α-glucosidasa. Todas las preparaciones redujeron la expresión de al menos dos marcadores adipogénicos en adipocitos inducidos y todas las preparaciones de Ph. velutinum y EA de P. calyculatus redujeron la expresión de al menos un marcador adipogénico en adipocitos maduros.
Conclusiones: Psittacanthus calyculatus y Phoradendron velutinum estimulan la expresión de NOS3 y reducen la de marcadores adipogénicos en adipocitos humanos en cultivo, mientras que promueven la captación de glucosa e inhiben la actividad de la enzima α-glucosidasa. Estos efectos pueden explicar las propiedades antihipertensivas y anti-diabéticas atribuidas a estas plantas.
Generación de secuencias seudo-aleatorias con base en sistemas dinámicos discretos
"El “efecto mariposa” es un término que se acuñó para describir como una pequeña
perturbación puede tener grandes repercusiones. Este concepto está relacionado con la sensibilidad a las condiciones iniciales que presenta el comportamiento caótico. Indica que la evolución a largo plazo de una órbita caótica que se genera al aplicar ecuaciones deterministas a una condición inicial con cualquier tipo de incertidumbre “no se puede predecir”; es decir, parece el resultado de un proceso aleatorio aunque es completamente determinista. En este documento se aprovecha las características del comportamiento caótico para construir generadores de bits seudo-aleatorios. Se propone una familia multimodal con base en un tipo de mapeo logístico; entre las ventajas que presenta es que al variar un parámetro de control se obtiene distintas dinámicas, caóticas incluidas. Se desarrolla un generador de bits con base en dicha familia. Por último se evalúa el generador de bits por medio del banco de pruebas estadísticas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST por sus siglas en Inglés) para verificar si éste produce
secuencias indistinguibles de una aleatoria.""The "butterfly effect" is a term born to describe how a little perturbation could have a lot of repercutions. This term is close to a property present in chaotic behavior, sensitivity to initial conditions. It indicates that the long-term evolution of a chaotic orbit generated from applying deterministic equations to an initial condition with any type of uncertainty ``cannot be predicted''. In other words, while it may seem like a random process it is completely deterministic. This document takes advantage of chaotic behavior to build pseudo-random bit generators. A multimodal family is proposed based on a type of logistic map. Among the advantages it presents, one is that when varying a control parameter it obtains distinct dynamics, including chaotic ones. A bit generator based on the multimodal family is developed. Lastly the bit generator is evaluated using the National Institute of Standards and Technology (NIST) statistical tests suit in order to verify if it produces sequences indistinguishable from random ones.
Vientos de Santa Ana y tormentas de polvo en el Noroeste de México
Tesis (Maestría en Geociencias Aplicadas)"Los vientos de Santa Ana representan un fenómeno meteorológico de gran impacto
ambiental en el noroeste de México y suroeste de USA. Se presentan los resultados
del estudio de los vientos de Santa Ana en el evento de octubre del 2007. El trabajo
abarca aspectos tales como la modificación extrema de las variables
meteorológicas, la formación de tormentas de polvo causadas por el paso de los
vientos de Santa Ana y las condiciones sinópticas presentes. Este estudio se llevó
a cabo en cuatro pasos principales. El primero consistió en la adquisición y análisis
de imágenes satelitales (MODIS) dentro del periodo 2002-2016 para la selección de
un evento con emisión de polvo. Después se identificó y correlacionó las fuentes de
emisión de polvo con el tipo de uso de suelo y vegetación. Posteriormente se aplicó
el Weather Research and Forecasting Model en conjunto con el módulo químico
(W RF-Chem). Finalmente se visualizó e interpretó los resultados de la modelación
del evento. La presente investigación permitió documentar la formación de
estructuras definidas de aire seco y caliente pertenecientes a los vientos de Santa
Ana. Se correlacionó estas estructuras con las áreas de menor altura topográfica en
la península de Baja California donde la intensidad del viento fue mayor. Estas
zonas de mayor intensidad de viento coinciden con las emisiones de polvo más
relevantes. Esta investigación profundiza en el comportamiento vertical del aire a lo
largo de la costa de la península de Baja California y California. Los resultados
indican que el mecanismo de calentamiento de los vientos de Santa Ana en la
península de Baja California consiste en el descenso de masas de aire de mayor
altura. El desierto de Altar y la costa de Sonora son una enorme fuente de PM10,
llevando concentraciones de hasta 9000 ug/m3 sobre el Golfo de California. Las
concentraciones de PM10 sobre ciudades densamente pobladas como San Diego,
Mexicali, Ensenada y Tijuana, son superiores a lo permitido por la norma oficial de
salud mexicana durante el paso de los vientos de Santa Ana en el evento de octubre
del 2007.""Santa Ana winds represent a meteorological phenomenon with great environmental
impact in the northwest Mexico and southwest USA. Results of the research about
Santa Ana winds from the October 2007 event are presented. This work covers
aspects such as the extreme modification of meteorological variables, the formation
of dust storms caused by Santa Ana winds and the present synoptic
conditions. This research was conducted in four main steps. The first one consisted
on the satellite images (MODIS) acquisition and analysis between the period of
2002-2016 for the selection of an event with dust emission. The sources of dust
emission were then identified and correlated with their type of land use and
vegetation. The Weather Research and Forecasting Model was then applied along
with the chemical module (WRF-Chem). Finally, the results of the modeling of the
event were visualized and interpreted. This research allowed to document the
formation of defined structures of hot and dry air belonging to the Santa Ana winds.
These structures were correlated with the areas with the lowest topographic height
in the Baja California peninsula where the wind intensity was higher. These zones
of greater wind intensity coincide with the most relevant dust emissions. This
research delves into the vertical air behavior along the coast of the Baja California
peninsula and southern California. Results indicate that the heating mechanism of
Santa Ana winds in the Baja California peninsula consists of descending air masses
from greater height. Altar Dessert and the Sonora coast are a vast source of PM10,
carrying up to 9000 ug/m3 above the California Gulf. PM10 concentrations over
densely populated cities as San Diego, Mexicali, Ensenada and Tijuana, are higher
than allowed by the Official Mexican Standard during the Santa Ana winds in the
October 2007 event.
Anaerobic ammonium oxidation in marine environments: Contribution to biogeochemical cycles and biotechnological developments for wastewater treatment
"Los procesos microbianos gobiernan casi por completo el ciclo del nitrógeno en los océanos,
ya que llevan a cabo reacciones clave que determinan los flujos de este nutriente crucial en
estos ambientes. Esta Tesis de Doctorado se centra en el papel que juega la oxidación
anaerobia de amonio (anammox) en los procesos biogeoquímicos marinos y subraya la
importante contribución de los procesos microbianos que impulsan esta actividad en el
desarrollo de sistemas de tratamiento de aguas residuales para la eliminación de nitrógeno de
efluentes salinos. Además del proceso convencional anammox (oxidación anaerobia de
amonio con nitrito como aceptor de electrones), también se describe, en el contexto de los
ciclos biogeoquímicos marinos globales, la oxidación anaerobia de amonio acoplada a la
reducción microbiana de aceptores de electrones alternos, como el sulfato (sulfammox) y el
hierro férrico (feammox). Además, las complejas interacciones entre los ciclos
biogeoquímicos oceánicos de N, S y Fe se discuten a la luz de los resultados obtenidos en
esta Tesis Doctoral.
Los enriquecimientos de bacterias anammox se llevaron a cabo en experimentos en lote. Los
cultivos fueron inoculados con sedimentos marinos recolectados de diferentes sitios
provenientes del litoral mexicano. Los experimentos con aceptores de electrones alternos
(procesos feammox y sulfammox) se llevaron a cabo de manera similar.
Los resultados obtenidos demostraron el acoplamiento entre la anammox y la desnitrificación
dependiente de sulfuro. Los balances de masa revelaron que había más oxidación (hasta el
38%) de los donadores de electrones disponibles (amonio y sulfuro) de lo esperado por la
estequiometria. Se propone que la oxidación extra de sulfuro se debió al reciclaje de nitrito,
a partir del nitrato producido a través de anammox, mientras que la oxidación extra de
amonio, al proceso sulfammox. Los resultados obtenidos en esta Tesis demostraron, por primera vez, la prevalencia de la
oxidación anaerobia de amonio con sulfato como aceptor de electrones en ambientes marinos.
Los análisis llevados a cabo con amonio isotópico (15N) revelaron que este proceso
microbiano produce hasta 5 µg 30N2 g-1 dia-1 en los sedimentos estudiados. Así mismo, la
ocurrencia del proceso feammox en ambientes marinos representaron hasta 2 µg 30N2
producidos g-1 dia-1
. Los resultados obtenidos sugieren que estos nuevos sumideros de
nitrógeno pueden contribuir significativamente a la pérdida de nitrógeno en ambientes
marinos, haciendo aún más complejas las interconexiones entre los ciclos biogeoquímicos
oceánicos del N, S y Fe.
Hasta ahora, se han utilizado diferentes configuraciones de reactor para los enriquecimientos
de bacterias anammox. Los más populares son el reactor secuencial por lotes secuenciados
(SBR) y el reactor UASB (lecho anaerobio de flujo ascendente). Sin embargo, estas
configuraciones de reactor dependen de las características del lodo y la granulación de la
biomasa. Por lo tanto, debido a las características de los sedimentos, en este trabajo se
implementó una nueva configuración de reactor. La configuración UAST (sedimento
atrapado anaerobio de flujo ascendente) permitió mantener los sedimentos marinos dentro de
los biorreactores gracias a la instalación de trampas a diferentes profundidades para evitar el
lavado de los sedimentos. Se instalaron tres reactores (UAST) (α, β y ω suministrados con
50, 150 y 300 mg de Ca2+/L, respectivamente). Los resultados obtenidos demostraron que el
reactor UAST permitió alcanzar velocidades de eliminación de nitrógeno de hasta 3.5 g N/
L-d y eficiencias de eliminación > 95%. Además, la adición de calcio fomentó la producción
de biomasa, que se evidenció por el aumento en los sólidos suspendidos volátiles y las
sustancias poliméricas extracelulares. El análisis profundo de la biomasa con secuenciación
masiva (Illumina Miseq) demostró que, después de la operación a largo plazo, las familias
dominantes detectadas fueron Rhodobacteracea, Flavobacteracea y Alteromonadacea,
mientras que los principales géneros de anammox detectados en los tres reactores fueron
Candidatus Kuenenia y Candidatus Anammoximicrobium. El reactor UAST se propone
como una tecnología adecuada para el enriquecimiento de bacterias anammox para el
tratamiento de aguas residuales industriales con alto contenido de nitrógeno.""Microbial processes govern almost entirely the nitrogen cycle in the oceans by driving key reactions, which determine the fluxes of this crucial nutrient in these environments. This dissertation focuses on the role of anaerobic ammonium oxidation (anammox) in marine biogeochemical processes and underlines the important contribution of microbial processes driving this activity in the development of wastewater treatment systems for the removal of nitrogen from saline effluents. Besides the conventional anammox process (the anaerobic ammonium oxidation with nitrite as electron acceptor), anaerobic ammonium oxidation coupled to the microbial reduction of alternative electron acceptors, such as sulfate (sulfammox) and ferric iron (feammox), is also described in the context of global marine biogeochemical cycles. Also, the complex interactions among the oceanic biogeochemical cycles of N, S, and Fe are discussed at the light of the results obtained in this Doctoral thesis.
Anammox enrichments were carried out in batch experiments, inoculated with marine sediments collected from different sites of the Mexican littoral. Similarly, experiments with alternative electron acceptors (feammox and sulfammox processes) were also carried out in batch experiments.
Obtained results demonstrated the coupling between the anammox and sulfide-dependent denitrification in two distinct marine sediments. Mass balances revealed that there was more oxidation (up to 38 %) of the electron donors available (ammonium and sulfide) than that expected from stoichiometry. The extra oxidation of sulfide was proposed to be due to the recycling of nitrite, from nitrate produced through anammox, while the extra oxidation of ammonium by the sulfammox reaction.
To our knowledge, the obtained results demonstrated for the first time the prevalence of anaerobic ammonium oxidation with sulfate as electron acceptor in marine environments. Tracer analysis with 15N-ammonium revealed that this microbial process, accounted for up to 5 g 30N2 produced g -1 day-1 in marine sediments. Likewise, the occurrence of the feammox process in marine environments accounted for up to 2 g 30N2 produced g -1 day-1. These results suggest that these novel nitrogen sinks may significantly fuel nitrogen loss in marine environments, making the interconnections among the oceanic biogeochemical cycles of N, S, and Fe even more complex.
Until now, different reactor configurations for the enrichment of anammox bacteria have been explored. The most popular are the sequential batch reactor (SBR) and UASB (up-flow anaerobic sludge blanket) reactor. However, these reactor configurations depend on sludge characteristics and granulation of biomass. Hence, due to the sediments characteristics, in this work a novel reactor configuration was implemented. UAST configuration (up-flow anaerobic sediment trapped) allowed to maintain the marine sediments inside the bioreactors thanks to the traps installed at different depths to prevent the wash-out of sediments. Three (UAST) reactors were set up (α, β and ω supplied with 50, 150 and 300 mg Ca2+/L, respectively). Obtained results demonstrated that the UAST reactor allowed to reach nitrogen removal rates of up to 3.5 g N/L-d and removal efficiencies >95%. Besides, calcium enhanced biomass production as evidenced by increased volatile suspended solids and extracellular polymeric substances. Deep examination of biomass with massive sequentiation (Illumina Miseq) demonstrated that after the long-term operation, the dominant families detected were Rhodobacteracea, Flavobacteracea, and Alteromonadacea, while the main anammox genera detected in the three reactors were Candidatus Kuenenia and Candidatus Anammoximicrobium. The UAST reactor is proposed as suitable technology for the enrichment of anammox bacteria applicable for the treatment of saline industrial wastewaters with high nitrogen content.
Technical note: application of geophysical tools for tree root studies in forest ecosystems in complex soils
"While semiarid forests frequently colonize rocky substrates, knowledge is scarce on how roots garner resources in these extreme habitats. The Sierra San Miguelito Volcanic Complex in central Mexico exhibits shallow soils and impermeable rhyolitic-rock outcrops, which impede water movement and root placement beyond the soil matrix. However, rock fractures, exfoliated rocks and soil pockets potentially permit downward water percolation and root growth. With ground-penetrating radar (GPR) and electrical resistivity tomography (ERT), two geophysical methods advocated by Jayawickreme et al. (2014) to advance root ecology, we advanced in the method development studying root and water distribution in shallow rocky soils and rock fractures in a semiarid forest. We calibrated geophysical images with in situ root measurements, and then extrapolated root distribution over larger areas. Using GPR shielded antennas, we identified both fine and coarse pine and oak roots from 0.6 to 7.5 cm diameter at different depths into either soil or rock fractures. We also detected, trees anchoring their trunks using coarse roots underneath rock outcroppings. With ERT, we tracked monthly changes in humidity at the soil–bedrock interface, which clearly explained spatial root distribution of both tree species. Geophysical methods have enormous potential in elucidating root ecology. More interdisciplinary research could advance our understanding in belowground ecological niche functions and their role in forest ecohydrology and productivity.
Electromagnetic transmittance in alternating material-metamaterial layered structures
"Using the transfer matrix method we examine the parametric behavior of the transmittance of TE and TM electromagnetic plane waves propagating in frequency range which are far from the absorption bands of a periodic multilayered system. We focus on the dependence of. the transmittance on the frequency and angle of incidence of the electromagnetic wave for the case in which the periodic structure comprises alternating material-metamaterial layers of various permittivities and permeabilities. A specific example of high transmittance at any angle. of incidence in the visible region of the spectrum is identified.""Usando el método de la matriz de transferencia examinamos la dependencia paramétrica de la transmitancia de las ondas planas electromagnéticas TE y TM en rangos de frecuencia lejanos de las bandas de absorción de un sistema multicapas periodico. Nos enfocamos en la dependencia de la transmitancia de la frecuencia y el ángulo de incidencia de la onda electromagnética para el caso en el cual la estructura periodica contiene una alternancia de capas de material y metamaterial de varias permitividades y permeabilidades. Un ejemplo especifico de transmitancia alta para cualquier ángulo es identificado en la región del espectro visible.
Caracterización de lineamientos estructurales y sus implicaciones hidrogeológicas en la cuenca de Villa Hidalgo (San Luis Potosí) integrando métodos geofísicos potenciales
"A partir de la integración y procesamiento de conjuntos de datos potenciales (magnetometría y gravimetría), se interpretaron lineamientos geofísico-estructurales relacionados a fallas de rumbo noroeste y norte los cuales afectan la cuenca de Villa Hidalgo. La interpretación indica una tendencia NW-SE asociada a la Orogenia Laramide y a zonas de cizalla post-laramídicas. Las direcciones N-S corresponden a fallas normales ligadas a esfuerzos extensionales originando zonas de debilidad, sirviendo como conductos para el emplazamiento de rocas volcánicas, las cuales posteriormente sufrieron subsidencia formando grábenes como el de Corcovada y Peotillos. Los análisis piezométricos y la modelación geofísica muestran la existencia de diversos acuíferos cuyo almacenamiento y circulación se da a través de material aluvial del Cuaternario, fallas y/o fracturas en rocas volcánicas del Oligoceno y/o rocas sedimentarias del Cretácico (Albiano-Cenomaniano y Maastrichtiano-Campaniano), presentando una dirección preferencial de flujo Sur-Norte. La porción noreste de la cuenca se caracteriza por tener los valores más bajos de elevación topográfica, así como los valores más bajos de densidad y magnetización de las diferentes unidades geológicas presentes en el subsuelo, vinculados a la principal zona de descarga, en donde el cruce de los sistemas de fallas NW-SE y N-S han provocado una depresión conectando al sistema acuífero de Villa Hidalgo con el sistema acuífero Cerritos. La correlación entre los datos geofísicos, los diferentes sistemas de falla y los lineamientos geofísico-estructurales sugieren que la Cuenca de Villa Hidalgo es una posible zona transtensional, la cual controla el funcionamiento hidrogeológico del sistema acuífero.""Based on the integration and processing of potential datasets (Magnetic and Gravity), geophysical-structural lineaments were interpreted to be related to faults that strike northwest and north affecting the Villa Hidalgo basin. The interpretation indicates that NW-SE trend is associated with Laramide Orogeny and post-laramid shear zones. The N-S directions correspond to normal faults linked to extensional stresses that gave rise to zones of weakness serving as conduits for the placement of volcanic rocks, which later collapsed forming grabens such as Corcovada and Peotillos. Piezometric analyzes and geophysical modeling show the existence of several aquifers whose storage and circulation occurs through alluvial material of the Quaternary, faults and fractures in volcanic rocks of the Oligocene and sedimentary rocks of the Cretaceous (Albian-Cenomanian and Maastrichtian-Campanian), presenting a preferred direction of South-North flow. The northeast portion of the basin is characterized by having the lowest values of topographical elevation, as well as lowest density and magnetization values of the different geological units present in the subsoil, linked to the main discharge zone, where the crossing of the NW-SE and N-S fault systems has caused the connection of the Aquifer system of Villa Hidalgo with the Cerritos aquifer system. The correlation between the geophysical data, the different fault systems and the geophysical-structural lineaments suggest that the Villa Hidalgo basin is a possible transtensional zone that controls the hydrogeological functioning of the aquifer system.
Estudio de la corteza superficial mediante el uso de métodos potenciales en Peñamiller, Querétaro: identificación de zonas con potencial sísmico
Tesis (Maestría en Geociencias Aplicadas)"Analizamos datos gravimétricos y magnetométricos registrados en el municipio de Peñamiller, Querétaro. Esta zona que se encuentra en la parte Sur de Sierra Gorda, la cual ha sufrido varios episodios de microsismicidad reciente. Las estructuras geológicas regionales son producto de las grandes deformaciones ocurridas durante la Orogenia Laramide. Dichas deformaciones modificaron la cubierta sedimentaria durante el Paleógeno, lo que originó dominios estructurales definidos por plegamientos y cabalgaduras orientadas principalmente NW-SE. Desde el 2010 se han reportado diferentes episodios de sismicidad en esta parte central de la Sierra Madre Oriental (SMOr). Dada la magnitud de los eventos y la deficiente cantidad de estaciones sísmicas locales desplegadas desde entonces, uno de los mayores retos es acotar las probables estructuras sismogénicas asociadas, debido a la variabilidad espacio-temporal de la sismicidad, cuyos hipocentros más someros no han dejado ruptura en superficie.
Delineamos los principales rasgos regionales con base en el análisis de imágenes aeromagnéticas, de gravedad satelital, modelos de elevación digital y de los rasgos geológico-estructurales. Para definir los probables límites con mayor potencial sísmico realizamos y analizamos varios levantamientos magnetométricos y gravimétricos terrestres. El análisis conjunto y el modelado directo en 2D de 166 puntos gravimétricos y 159 magnetométricos permitieron estimar la profundidad y la geometría del complejo basal y de la cubierta sedimentaria. De acuerdo a nuestro modelo obtenido, en la región existe una zona de intersección de dos lineamientos con direcciones prácticamente perpendiculares entre sí, uno NNW-SSE y el otro NNE-SSW, en cuya vecindad ocurre la microsismicidad, la cual probablemente obedece a una reactivación de las estructuras post-laramídicas.
La integración de datos y metodologías es una de las alternativas más viables para mejorar el conocimiento sobre la sismotectónica regional en la Sierra Madre Oriental. Nuestros resultados se suman, a los pocos estudios que existen sobre sismicidad intraplaca en el centro-oriente de México, lo que se contrapone con la idea de que en esta parte de México la sismicidad no es importante. Los sismos ocurridos en Acambay, Edo. de México (M6.9, 1912); Jalapa, Veracruz (M6.5, 1920); Cardonal, Hidalgo (M5.3,1973) y Pinal de Amoles, Querétaro (M5.3, 1887) recuerda la importancia de investigar y entender el fenómeno sísmico.""We analyze gravimetric and magnetometric data recorded in the municipality of Peñamiller, Querétaro. This area in the southern part of the Sierra Gorda has suffered several episodes of recent microseismicity. Regional geological structures are the product of the great deformations that occurred during the Laramide
Orogeny. These deformations modified the sedimentary cover during the Paleogene, which originated structural domains defined by folds and mounts orientated mainly NW-SE. Since 2010 different seismicity episodes have been reported in this central part of the Sierra Madre Oriental (SMOr). Given the
magnitude of the events and the deficient number of local seismic stations deployed since then, one of the major challenges is to limit the probable associated seismogenic structures due to the spatio-temporal variability of seismicity, whose shorter hypocenters have not left rupture on surface. We outline the main regional features based on the analysis of aeromagnetic
images, satellite gravity, digital elevation models and geological-structural features. In order to define the probable limits with greater seismic potential, we perform and analyze several magnetometric and gravimetric ground surveys. The joint analysis
and the direct 2D modeling of 166 gravimetric and 159 magnetometric points allowed estimating the depth and geometry of the basal complex and the sedimentary cover. According to our model obtained, in the region there is an intersection zone of two lines with directions almost perpendicular to each other,
one NNW-SSE and the other NNE-SSW, in whose vicinity microseismicity occurs, which is probably due to a reactivation Of the post-laramidic structures. The integration of data and methodologies is one of the most viable alternatives to
improve knowledge about regional seismotectonics in the Sierra Madre Oriental. Our results are in addition to the few studies that exist on Intraplate seismicity in the center-east of Mexico, which contrasts with the idea that in this part of Mexico seismicity is not important. The earthquakes occurred in Acambay, Edo. Of Mexico
(M6.9, 1912); Jalapa, Veracruz (M6.5, 1920); Cardonal, Hidalgo (M5.3,1973) and Pinal de Amoles, Querétaro (M5.3, 1887) recalls the importance of investigating and understanding the seismic phenomenon.