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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    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.