Maestría en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua

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https://repositorio.chapingo.edu.mx/handle/20.500.12098/942

El posgrado hace énfasis en una sólida formación analítica, lógica y matemática de sus estudiantes, para proponer soluciones formales a problemas del campo mediante la aplicación de métodos estadísticos, modelos matemáticos e inteligencia artificial.

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Browsing Maestría en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua by Author "Contreras Magaña, Efraín"
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    Análisis del flujo en una alcantarilla para riego
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2018-11) Arellano Choca, Roberto ; Carrillo García, Mauricio ; Ruíz García, Agustín ; Ruíz García, Agustín ; Navarro Gómez, Humberto Iván ; Vázquez Peña, Mario Alberto ; López Cruz, Irineo L. ; Contreras Magaña, Efraín
    Debido a las suposiciones en las ecuaciones para el diseño de estructuras hidráulicas, muchas veces el flujo no sigue el comportamiento real, por lo tanto, es necesario construir modelos físicos y numéricos para obtener resultados adecuados. Este trabajo presenta el comportamiento del flujo en un modelo físico y mediante simulaciones CFD 2D de una estructura hidráulica tipo alcantarilla, que muestra un funcionamiento hidráulico desde vertedor a orificio, incluyendo una zona de transición, la cual ha sido poco estudiada. Las características del modelo físico son: construido con un tubo de acrílico con diámetro D=4.48 cm y longitud L=50 cm, dimensiones referidas a una alcantarilla típica en carreteras, con capacidad de variaciones de carga de 0-30 cm en la entrada, dos bombas con capacidad de 0-1.5 y 0-2 l·s-1, un sensor ultrasónico HC-SR04 y un medidor de flujo FS400a. Las simulaciones se realizaron en ANSYS Fluent 18.2 con los modelos Volumen de fluido y K-épsilon. De los datos de tirante obtenidos de la operación del modelo físico (6.66-11.7 cm), la mejor ecuación para el caudal con funcionamiento de vertedor fue Q=1x10-06·H7.3224 con R2=0.920. Para cargas de 11.7-16.5 cm la ecuación de la zona de transición fue: Q=8.166·H-51.57 con R2=0.984. Finalmente, de 16.5 cm en la ecuación de orificio fue: Q=7.131·H0.8798 con R2=0.993; con base en la tendencia de las lecturas el comportamiento se puede aproximar a una ecuación para todas las zonas como: Q=-5x10-05·H3-0.235·H2+14.756·H-99.08 con R²=0.996. Con respecto a la simulación numérica, la mejor aproximación al modelo físico fue empleando el modelo Standard/Standard, en comparación con el RNG y Realizable. Aunque la zona de transición presenta curvatura, puede adoptarse un modelo lineal presentando 98 % de precisión. A pesar de estos resultados, se recomienda hacer simulaciones adicionales.
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    Metodología para la selección y aplicación de sistemas fotovoltaicos a invernaderos
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2014-01) Martínez Castellanos, Telésforo ; Romantchik Kriuchkova, Eugenio ; Betanzos Castillo, Francisco ; Contreras Magaña, Efraín
    La alta contaminación que emana la producción de energía eléctrica por medio de los combustibles fósiles, ha conducido a la búsqueda de nuevas alternativas energéticas, entre ellos los sistemas fotovoltaicos (SFV). El trabajo se hizo en dos partes, la primera fue el desarrollo de una metodología de selección de componentes fotovoltaicos para suministrar energía a invernaderos y la segunda parte fue la aplicación en los invernaderos del campo experimental “Tlapeaxco” de la Universidad Autónoma Chapingo. Las cuales tienen una superficie de 6,165 m2. Se seleccionó e instaló un SFV de 3.68 kWp, 2 controladores de 80 A., un banco de baterías de 1200 Ah a 24 V y un inversor/cargador de 4 kW, para generar y suministrar 13 kWh/día a una motobomba de 3 hp y un motor de agitador de 1.5 hp, del sistema de riego, con un caudal 1.15±0.35 L*s-1 y presión de 2.8 ±.2 kg cm-2. Del análisis del sistema eléctrico se detectó un factor de potencia de 0.7 por lo que se instaló un banco de capacitor de 2kVAR y se aumentó a 0.94 el factor de potencia. Se monitoreó el SFV y se afirmó que la producción de energía 14±1.5 kWh garantiza el suministro de energía al sistema de riego.
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    Modelación del crecimiento y acumulación de nitrógeno en lechugas hidropónicas
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2019-12) Álvarez Moreno, Carlos Enrique ; Ruíz García, Agustín ; López Cruz, Irineo L. ; Contreras Magaña, Efraín
    La lechuga (Lactuca sativa L.) es una hortaliza de hoja con gran importancia económica en México. La producción ha ido en aumento al asociarlo con sistemas hidropónicos; sin embargo, los altos niveles de nitratos (𝑁𝑂3 −) interfieren en la calidad del producto, ocasionando daños a la salud del consumidor. Hoy en día, el desarrollo de modelos matemáticos permite predecir la cantidad de nitrógeno acumulado durante el crecimiento de lechugas, considerando la especie, la fertilización, la época y ambiente del cultivo. El objetivo de este trabajo fue evaluar la acumulación de biomasa y contenido de nitrógeno de lechugas producidas en un sistema hidropónico, a través un modelo dinámico mecanicista, en Chapingo, México. La investigación se realizó en dos etapas, primero se diseñó, construyó y evaluó un sistema de monitoreo de variables ambientales basado en la plataforma Arduino, que se colocó en el sistema de balsas flotantes. La segunda etapa programó el modelo de crecimiento y acumulación de nitrógeno de la lechuga mediante el ambiente de programación Simulink-Matlab, comparándolo con los datos experimentales medidos durante el mes de septiembre de 2019. Se estimaron 5 parámetros (𝐽𝑚á𝑥0 , α, Θ, σ, μmax) relacionados con la absorción de nitrógeno y acumulación de biomasa en el modelo, obteniendo de la calibración RMSE 1.3892 y 1.0645 ; una eficiencia de 0.9558 0.8608 para Nup y w respectivamente, simulando de manera razonable la acumulación de nitrógeno y biomasa en condiciones limitadas de nitrógeno.