Doctorado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua

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https://repositorio.chapingo.edu.mx/handle/20.500.12098/934

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 Doctorado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua by Author "Arévalo Galarza, Gustavo Antonio"
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    Análisis espaciotemporal de la sequía con SPEI en el Estado de México
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2025-09-08) Carrillo Carrillo, Mauricio ; Ibáñez Castillo, Laura A. ; Arteaga Ramírez, Ramón ; Arévalo Galarza, Gustavo Antonio ; Quevedo Nolasco, Abel
    El cambio climático y la creciente demanda de agua están agravando los problemas de abastecimiento en la Ciudad de México y el Estado de México. La escasez de datos meteorológicos completos complica el análisis de fenómenos como las sequías. Para abordar esta limitación, se utilizaron datos climáticos históricos de Climate Engine (1981–2023) para calcular el índice SPEI a diferentes escalas temporales (1 a 24 meses). Los análisis estadísticos revelaron mayor homogeneidad en los datos de temperatura que en los de precipitación. La prueba de Mann–Kendall mostró un aumento significativo en la temperatura, pero no en la precipitación. Las sequías se han intensificado en la última década, con mayor frecuencia en el oeste del Estado de México y el suroeste de la Ciudad de México, especialmente en 2017, 2019, 2020, 2021 y 2023. El estudio comparó tres modelos de predicción del SPEI: el Filtro de Kalman con variables exógenas (DKF-ARX-Pt), redes neuronales GRU y redes NARX. La evaluación se basó en métricas como MAE, MSE, RMSE, R², NSE y KGE. El modelo DKF-ARX-Pt fue el más preciso y estable en todas las escalas, mientras que las redes GRU tuvieron un desempeño aceptable en escalas largas (SPEI12 y SPEI24), pero inestable en escalas cortas. Las redes NARX presentaron el peor desempeño, con altos errores y baja eficiencia. Se concluye que los modelos basados en filtros de Kalman son herramientas eficaces para predecir condiciones de sequía y apoyar la gestión hídrica en regiones vulnerables.
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    Respuesta de la cuenca alta Laja-Peñuelitas, ante escenarios de cambio climático y uso del suelo
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2021-11-26) Jaimes Rodríguez, Jorge ; Ibáñez Castillo, Laura Alicia ; Arévalo Galarza, Gustavo Antonio ; Vázquez Peña, Mario Alberto ; Monterroso Rivas, Alejandro Ismael
    Conocer la respuesta de una cuenca ante cambios es de vital importancia para cualquier tomador de decisiones. El objetivo del presente trabajo fue obtener la respuesta hidrológica de la cuenca alta Laja-Peñuelitas a través del comportamiento del hidrograma en la estación hidrométrica Puente Dolores, ante escenarios potenciales de cambio climático y uso del suelo y vegetación. El modelo HEC-HMS fue calibrado/validado hasta la estación hidrométrica Puente Dolores, el modelo calibrado presentó un desempeño NSE (0.768) y el mejor desempeño del modelo validado NSE (0.542), clasificando los rendimientos del modelo como muy bueno y satisfactorio respectivamente. Utilizando el programa RClimDex se analizó los cambios en los extremos de precipitación, empleando los índices de cambio climático desarrollados por el ETCCDI, mostrando una tendencia estadística no significativa ascendente (62.09 %) y significativa ascendente (14.05 %), indicando que en la cuenca es posible establecer el mantenimiento y ligero aumento en el comportamiento y cantidad de la precipitación. Finalmente, a través del modelo hidrológico calibrado se analizó la sensibilidad del hidrograma ante cambios potenciales en el clima (incrementos en precipitación en 10 %, 20 % y 30 %) y uso del suelo y vegetación (incremento y decremento en 10 % en el número de curva de escurrimiento), partiendo de información de los índices de cambio climático y del análisis de diferentes series de uso del suelo y vegetación de INEGI. Los resultados indican que tanto incrementos en precipitación o en el número de curva de escurrimiento aumentaron considerablemente el comportamiento del caudal en el hidrograma calibrado, presentando un efecto aun mayor ante la combinación clima-uso, con un máximo caudal pico de 131.1 m3 s-1 representando un aumento del 195.76 % respecto al caudal pico calibrado, mostrando que un aumento potencial en la precipitación y/o superficies impermeables intensificara el escurrimiento generado en la cuenca.