Tesis
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11285/345119
Colección de Tesis y Trabajos de grado (informe final del proyecto de investigación, tesina, u otro trabajo académico diferente a Tesis, sujeto a la revisión y aceptación de una comisión dictaminadora) presentados por alumnos para obtener un grado académico del Tecnológico de Monterrey.
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- Aprovechamiento de suelos con hidrocarburos intemperizados en la Integración de carpetas asfálticas utilizando técnicas de reciclado de asfaltos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2005-01-05) Compeán Martínez, Alfredo T.; Bremer Bremer, Martín; Caballero Mata, Porfirio; Humberto Fonseca, Carlos; ITESM
- Eficientización de un Algoritmo Genético para la Optimización de Secuencias de Destilación Utilizando un Simulador(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2001-01-12) Leboreiro Hernández, José; Dr. Joaquín Acevedo MascarÚa; Dr. Miguel Angel Romero Ogawa; Dr. Eduardo Gómez-Maqueo Aréchiga; ITESMLa obtención de soluciones a problemas de optimización que representen avances reales de procesos tan estudiados como la destilación requiere del empleo de modelos matemáticos rigurosos tanto para la operación misma como para el cálculo de propiedades termodinámicas de los compuestos involucrados. Una opción para atacar este problema es la utilización de simuladores comerciales, ya que éstos cuentan con modelos rigurosos termodinámicos y de operación sumamente eficientes, además de que permiten al ingeniero de procesos evaluar fácilmente diferentes alternativas de modelación para un problema específico. En el presente trabajo, se emplea un algoritmo genético (AG) para el diseño óptimo de columnas de destilación. Se presenta una guía para la selección de valores adecuados de los parámetros del AG y se proponen diversas estrategias para mejorar el desempeño del AG que incluyen desde la codificación, evaluación, el uso de un algoritmo híbrido (algoritmo genético con resolvedor matemático) y un nuevo procedimiento para la definición de la convergencia del algoritmo. Las estrategias propuestas tienen el fin de limitar el espacio de bÚsqueda, reducir la evaluación de puntos no factibles y evitar evaluaciones innecesarias una vez que se encontró el óptimo. La implementación computacional de éstas propuestas ha permitido reducir el tiempo de ejecución en más del 50% en algunos problemas numéricos, manteniendo la robustez del algoritmo para encontrar la solución óptima. El criterio de convergencia se desempeñó satisfactoriamente, es decir, se logró encontrar la solución óptima de los problemas y detener el AG una vez que el óptimo ha sido encontrado. Se resolvieron dos problemas de optimización de diseño de columnas de destilación, el primero consiste en la destilación de una mezcla ternaria mientras que el segundo es una destilación extractiva de una mezcla altamente no ideal. Además, se resolvió un problema de síntesis de columnas de destilación para la separación de hidrocarburos de cuatro carbonos considerando columnas convencionales y complejas. Con los resultados obtenidos se demostraron las ventajas de utilizar AGs acoplados a simuladores comerciales para facilitar la modelación de sistemas de destilación convencionales integrados energéticamente y algunas variaciones como las columnas Petlyuk. La implementación propuesta representa una herramienta robusta para la solución de problemas de síntesis de procesos a través de la cual se resolvieron problemas complejos de optimización de secuencias no ideales de destilación.
- Estudio del efecto de la contaminación atmosférica sobre la frecuencia por enfermedades respiratorias en el AMM(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2010-05-01) López Álvarez, Leticia; López Álvarez, Leticia; 161395; ITESMEl término “contaminación atmosférica" se comenzó a utilizar en forma frecuente en la década de los setenta por los habitantes de las grandes ciudades, ya que para entonces se hizo evidente el deterioro de la calidad del aire, como consecuencia de las actividades productivas concentradas en dichas urbes, del número creciente de vehículos en circulación, de las emanaciones e incineración de toneladas de basura, del uso de sustancias químicas y, en gran medida de los procesos de producción de energía eléctrica que requieren estas ciudades para su funcionamiento. Solamente en el área Metropolitana de Monterrey (AMM) se emiten anualmente a la atmósfera alrededor de 1,932,622 toneladas de contaminantes [INE, 1995], lo cual representa, a su vez, la generación de un gran número de problemas, que van desde el aumento de enfermedades, principalmente respiratorias (sobre todo crónico-degenerativas e incapacitantes que generan alteraciones en la calidad de vida), hasta el gasto de sumas millonarias para la investigación en tecnologías y estrategias capaces de disminuir en alguna medida la producción y/o la emisión de estas sustancias contaminantes. Las implicaciones de tipo económicas únicamente desde el punto de vista salud, son muy altas. En México, no existen muchos estudios al respecto, pero en otros países al realizar estudios epidemiológicos, han mostrado que, aunque el costo del control de la contaminación es muy alto, más alto es el costo por medicamentos, hospitalización, tratamiento y horas hombre perdidas que ocasiona. El objetivo de este trabajo es determinar la relación entre la contaminación del aire por partículas menores a 10 mieras (PM10) y Ozono (O3), y las visitas a hospitales en el AMM, con el fin de estimar los beneficios en salud que se obtendrían al reducir la contaminación. Para ello se recopiló información que comprende los años 1999 y 2000 de calidad del aire de la red de monitoreo de la Subsecretaría de Ecología del Estado de Nuevo León, así como de las consultas que fueron otorgadas por infecciones respiratorias y neumonía en el Instituto Mexicano del Seguro Social, delegación Nuevo León para ese mismo periodo. Se correlacionó la información mediante un análisis estadístico, para determinar si dichos contaminantes tienen efecto sobre la incidencia en las enfermedades, además de que se determinaron y cuantificaron los efectos de otras variables independientes sobre las enfermedades, para ello se realizó un análisis de covarianza y regresión lineal. Los resultados mostraron que las partículas (PM10) se correlacionan con las enfermedades estudiadas, mientras que el ozono es independiente. Siendo las épocas frías en donde la incidencia en las mismas es mayor en comparación con las épocas cálidas del año. Los grupos que resultan mayormente afectados son los niños menores de 9 años, los mayores de 65 años y eventualmente un grupo intermedio de 25-44 años. En cuanto a los hospitales en donde se otorga el mayor nÚmero de consultas en el AMM, hay una gran variabilidad, es decir, no se aprecian claramente los efectos en salud con alta y baja contaminación.
- Implantación de una herramienta para la modelación de cuencas: arroyo seco(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2001) Ponce Fernandez, Augusto S.; Cázares Rivera, Enrique; H. Bremer, Martín; Gonzalez, Justino; ITESM
- Variabilidad de las Respuestas Espectrales de Acuerdo a los Cambios Fenológicos de la Vegetación del Anticlinorio de Artega, Coahuila y Nuevo León, México(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/1998) Hori Ochoa, María del C.; Lozano García, Diego Fabián; Enkerlin Hoeffich, Ernesto C.; Cano Cano, Gerónimo; López Franco, Rosa María; Valdés Tamez, Vicente; ITESMLa Sierra de Arteaga constituye una zona de gran importancia a nivel regional debido a su riqueza en especies y endemismos. En ella se presentan diferentes tipos de vegetación, dependiendo del clima, la altura y la fisiografía de la región, encontrándose con mayor frecuencia los bosques de encino, pino, pino piñonero, pino-encino, oyamel-ayarín, el matorral submontano, y el matorral desético rosetófilo, el chaparral y algunos pastizales. El área de estudio se considera como una comunidad siempre verde, condición que imponen los pinos, aunque la presencia de otros árboles, sobre todo del género Quercus, con frecuencia hace que el bosque pueda ser más o menos caducifolio, en función del grado de abundancia de la biomasa de éstos elementos de hoja decidua. Para llevar a cabo la identificación de especies de árboles se utilizan las correlaciones fenológicas. Los cambios en la apariencia de la vegetación en las diferentes estaciones del año permite la discriminación de comunidades vegetales que no son distinguibles en una sola época. Esta identificación puede hacerse a través de imágenes de satélite obtenidas en primavera, después del brote de las hojas, comparándolas con imágenes obtenidas durante el otoño, cuando los árboles han cambiado de color. De acuerdo a los cambios fenológicos se llevó a cabo el análisis de la variabilidad de las respuestas espectrales en la cobertura vegetal, a través de la comparación de imágenes de satélite de distintas épocas del año (Landsat-TM del 9 de abril de 1993 y del 6 de enero de 1994, y SPOT multiespectral del 17 de octubre de 1993). Primero se llevó a cabo la identificación de la vegetación de la zona a través de la observación y verificación en campo de las distintas comunidades vegetales que pueden apreciarse en las imágenes de satélite. Esto con la finalidad de identificar las plantas dominantes y así poder determinar el tipo de vegetación al que están asociadas. Los puntos de verificación se georreferenciaron mediante el uso de un sistema de posicionamiento global (GPS). Posteriormente, se clasificaron las imágenes de satélite, en forma individual y teniendo como base la información de campo. De forma complementaria al proceso de clasificación se estimó el porcentaje de la precisión de los datos obtenidos. Una vez clasificadas las imágenes de forma individual, se procedió a la generación de imágenes multitemporales resultantes de la combinación de bandas de las imágenes de satélite individuales. Las bandas seleccionadas de la imagen Landsat-TM de abril y SPOT se combinaron para formar la primera imagen V multitemporal. Esta nueva imagen fue clasificada y evaluada. También se combinaron las bandas de las imágenes Landsat-TM de abril y de enero, dando lugar a la segunda imagen multiespectral, la cual también fue clasificada y evaluada. Mediante el análisis multitemporal de imágenes de satélite se logra una clasificación más precisa de las comunidades vegetales que a través del análisis de las imágenes individuales. Esto se debe a que los análisis muItitemporales permiten incorporar la información del comportamiento fenológico de la vegetación al proceso de clasificación, lo que permite lograr el mapeo más acertado de la vegetación de la Sierra de Arteaga. Con la finalidad de evaluar los cambios fenológicos de la vegetación de la zona de estudio se determinó el índice de la Diferencia Normalizada de la Vegetación (NDVI), el cual presenta una estrecha relación con los valores de cobertura de la vegetación, pues muestra el comportamiento estacional de las diferentes comunidades vegetales. Esto se puede apreciar en los distintos valores de NDVI que presenta la vegetación a lo largo del año, conforme se va modificando su apariencia. Otro parámetro utilizado como indicador de cambios fenológicos en la vegetación del área de estudio es el valor de radianza de las comunidades vegetales, el cual varía de una comunidad a otra dependiendo de la época del año, así como de la composición florística de cada una.
- Determinación de la Distribución Vegetal en el Valle de Cuatrociénegas, Coahuila, México, a través del Análisis Multitemporal de Imágenes de Satélite(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/09/2000) Vela Coiffier, Martha P.; Lozano García, Fabián; López Franco, Rosamaría; Enkerlin Hoeffich, Ernesto; ITESMCon la preocupación del impacto de los cambios climáticos y humanos sobre las comunidades vegetales, el uso de los datos provenientes de sensores remotos ha sido propuesto como un medio para monitorear estos cambios. El área de Protección de Flora y Fauna de Cuatro Ciénegas, está ubicado en la parte central del Estado de Coahuila. La presencia de agua superficial que brota de numerosos manantiales llamados “Pozas� y ciertas condiciones geológicas, favorecen la presencia de muchas especies endémicas en el valle, situándolo como una importante área ecológica. En el presente estudio se incorpora el comportamiento fenológico de la vegetación al análisis de dos imágenes de satélite (julio de 1995 y octubre de 1995), para la clasificación de la vegetación del área. También se analizan los factores fisiográficos que determinan su distribución por medio de datos obtenidos a partir de Sistemas de Información Geográfica. El porcentaje global de precisión fue de 66.10 y 69.13 para las imágenes de julio y octubre respectivamente. La influencia del suelo en las comunidades de zonas áridas donde la vegetación por lo general se presenta en forma dispersa, dificultó la separación eficiente de clases en las imágenes individuales y por lo tanto en la obtención de una buena clasificación. El porcentaje global de precisión de la clasificación de la imagen multitemporal fue de 85.00%, este análisis permitió incrementar la precisión en la clasificación de las comunidades vegetales presentes en el área de estudio. Se encontraron diferencias estadísticas significativas entre las tres clasificaciones. El análisis de los valores de radianza y de los índices de diferencia normalizada de vegetación y suelo (NDVI y NDSI) indican una alta influencia del suelo en los valores de reflectancia. A partir de los resultados obtenidos se desprende que la distribución de las comunidades que se encuentran básicamente en el piso de la cuenca, el factor edáfico resulto ser el principal elemento en su distribución seguido por el factor altitudinal; mientras que la distribución de las comunidades vegetales establecidas en las sierras circundantes se encuentra principalmente influenciada por la exposición y la elevación.
- Modelación y Simulación de un Horno de Sinterización de óxido de Magnesio(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2001) Loredo Medrano, José A.; Romero Ogawa, Miguel Angel; Acevedo Mascarúa, Joaquín; Gómez-Maqueo Aréchiga, Eduardo; ITESM; Viramontes Brown, FedericoEn el presente trabajo se presenta la modelación y simulación de un horno vertical de lecho móvil, el cual es utilizado para la sinterización de óxido de magnesio. En este proceso, perteneciente a una empresa de la localidad, la sinterización se efectÚa por combustión de gas natural en dos etapas por lo que es un proceso conocido como doble calcinado. La motivación para realizar el presente trabajo surgió de la necesidad de conocer el comportamiento detallado del horno dadas algunas problemáticas en variables de operación como el uso de combustible y los efectos meteorológicos, por lo que un modelo predictivo fue visto como una oportunidad para conocer los efectos en la manipulación o cambios de dichas variables. El principal fenómeno modelado en este sistema fue la transferencia de calor, ya que la temperatura es una variable con una marcada influencia sobre las transformaciones físicas y químicas de los materiales, y un perfil de la misma para ambas fases puede ser una descripción de la eficiencia del proceso. La transferencia de calor en lechos empacados es un fenómeno complejo por tratarse de un sistema de dos fases y por involucrar mÚltiples mecanismos, sin embargo se dispone de amplia información, que aunque obtenida de otros sistemas, pudo ser utilizada exitosamente para el estudio del sistema descrito. Dicho uso de la información no estuvo exento de una selección cuidadosa y de modificaciones en los casos indicados. Asimismo en el presente trabajo se ha propuesto un modelo que predice el comportamiento tanto del fluido como del sólido, este Último un lecho móvil, y se ha agregado una cinética de sinterización, que aunque sólo considera los efectos del tiempo de residencia y de la temperatura permite un conocimiento aproximado de la evolución de la sinterización. Resumen El modelo matemático resultó en un sistema de ecuaciones diferenciales parciales para representar el transporte de calor en cada una de las fases, las cuales se relacionan a través de un coeficiente interfásico. Para estimar los parámetros característicos de estas ecuaciones diferenciales parciales y de sus condiciones de frontera se utilizaron correlaciones sobre las que ya se ha discutido brevemente. Este modelo matemático permite obtener perfiles axiales y radiales de temperatura debido a fenómenos de dispersión radial y movimiento axial de ambas fases. La combustión ha sido representada de una manera simplificada que permite obtener resultados confiables como ya se verá en los respectivos capítulos, es en esta área en la que se encuentran los mayores retos para estudios futuros debido a las características del proceso. Los principales resultados muestran una magnífica aproximación a los datos de planta, esta comparativa está basada en temperatura interna de pared, el cual es el Único dato disponible de operación con utilidad para una comparación del modelo. Del presente avance han surgido resultados que muestran deficiencias de transferencia de calor hacia el interior del horno, lo que trae como consecuencia bajo o nulo nivel de sinterización en parte de la carga de material. A través del programa elaborado para la simulación del horno, será posible conocer las tendencias del comportamiento del horno a través de información que le proporcione el usuario como lo es el flujo de combustible, la carga de sólidos, el exceso de aire y de temperatura del producto.
- Concentración Atmosférica de Polen en el área Metropolitana de Monterrey. Relación con la Precipitación Pluvial y Relevancia en Enfermedades Alérgicas(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2000) Garza Barbosa, Amelia M.; López-Franco, Rosamaría; Mejía V., Gerardo M.; Morales, Gerardo; Itesm; Viramontes Brown, FedericoTesis presentada para obtener el grado de Maestro en ciencias especialidad Sitemas Ambientales
- Reutilización de Materiales en la Elaboración de Filamentos para Lámparas Incandescentes(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2003) Gómez Díaz, Karla J.; Acevedo Mascarúa, Joaquín; Vargas Arreola, Francisco; Treviño Arjona, Belzahet; Itesm; Viramontes Brown, FedericoEn el proceso tradicional de la elaboración de filamentos para lámparas incandescentes, se requiere que el filamento de tungsteno sea embobinado sobre un soporte de molibdeno. Sin embargo, para que el filamento tenga las características necesarias de incandescencia se debe remover dicho soporte. La remoción del molibdeno se lleva a cabo a través de una oxidación selectiva por medio de una mezcla sulfonítrica. Este proceso genera una solución residual acuosa, altamente contaminante, además de la liberación de óxidos de nitrógeno, generando un alto impacto ambiental, por lo que se han propuesto tecnologías alternas. La presente investigación propone un proceso para la reutilización de la solución residual, del proceso de remoción del soporte de molibdeno a partir de la tecnología de sales férricas (Vargas,2001). Tiene como fin obtener un proceso para la elaboración de filamentos de tungsteno, de una manera amigable con el medio ambiente, económicamente rentable, técnicamente operable y manteniendo la calidad del producto. Por lo tanto, se presenta una identificación de las condiciones en las que se encuentra la solución residual, analizando lo que impide la reutilización de la misma. A través de los resultados experimentales, se muestra que la presencia del molibdeno en solución no evita la remoción del soporte. Se logra concluir que la mezcla de sales férricas se encuentra en el límite de solubilidad de sulfatos, provocando la precipitación de los mismos y por lo tanto una pérdida de fierro, en la forma de sulfato ferroso. iv RESUMEN Se propone que, para la reutilización de la solución residual, se realicé una eliminación parcial de sulfatos y para ello se utiliza cloruro de calcio. Además, se observa la importancia de la regeneración del ion férrico, logrando el aprovechamiento del fierro en solución para la disolución del soporte de molibdeno. La regeneración se debe llevar a cabo, a través de un agente capaz de oxidar al fierro a una velocidad apreciable, siendo en este caso el hipoclorito de calcio. De esta forma se minimiza el consumo de materia prima para la elaboración de filamentos de tungsteno. Además, se demuestra que la metodología planteado para la reutilización mantiene los requerimientos de calidad y operabilidad del proceso. Finalmente se realiza una propuesta para un proceso a nivel industrial que pueda mantener la producción actual de filamentos de tungsteno para lámparas incandescentes de 100 W y 25 V. El proceso logra evitar que la solución residual se convierta en una salida del proceso y de esta formal cumple con el abatimiento del impacto ambiental.
- Permeabilidad de Metales Contenidos en ácido de Reciclo en una Membrana de Difusión(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2001) Rojas Cuéllar, Tania; García Orozco, Jorge H.; Treviño Arjona, Belzahet; Álvarez Guerra, Alejandro; ITESM; Viramontes Brown, Federico