http://hdl.handle.net/20.500.12984/125 2026-03-27T10:05:43Z http://hdl.handle.net/20.500.12984/6162 Title: Análisis microbiológico espacio-temporal de partículas atmosféricas en la ciudad de Hermosillo, Sonora Authors: SANTOS ROMO, ALVARO Abstract: Los microorganismos dispersados por el aire tienen gran importancia biológica y económica, producen enfermedades en plantas, animales y humanos debido a que pueden ser transportados rápidamente, en forma de bioaerosoles causando alteraciones en alimentos y materiales orgánicos, además de contribuir al deterioro y corrosión del metal de monumentos y edificios. Varias enfermedades víricas, bacterianas y fúngicas del hombre y los animales son transmitidas por el aire y a menudo producen brotes epidémicos. En el presente trabajo se busca identificar el contenido de bacterias de importancia clínica asociadas a partículas finas PM10 y PST que pudieran estar relacionadas con las enfermedades respiratorias de mayor incidencia en la Ciudad de Hermosillo. Se analizaron tres Periodos de un mes (Febrero, Mayo y Agosto­ Septiembre) durante un año (2011), en cuatro sitios de muestreo en la ciudad (En el Norte en la Universidad Estatal de Sonora, Centro en el edificio de Inspección y Vigilancia del Ayuntamiento, Sur en el COBACH Villa de Seris y Noroeste en el CBTIS 206). Las partículas PM10 y PST retenidas en los filtros de los muestreadores de partículas de alto volumen se analizaron para identificar el contenido microbiológico por medio de métodos convencionales y técnicas de Biología Molecular, así como estudios de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Espectroscopia de Energía de Dispersión de Rayos X (EDS) para su análisis físico y químico. En los estudios de MEB se muestra la presencia de microorganismos asociadas a las partículas, en el análisis de EDS de las PM10 se identificaron los siguientes elementos Mg, AI, P, S, Cl, K, Ca, Fe y Sr; mientras que, en las PST, C, Mg, AI, S, Cl, Ca, Fe y Ti; de los cuales, puede alguno estar ocasionando problemas de salud en la población. Con ayuda del software Piximetre y SigmaPlot se realizó distribución de tamaño de partículas cuyo resultado muestra que aproximadamente el 65 % corresponde a partículas menores de 2.5 microm. Mediante métodos convencionales de identificación microbiana se evidencio la presencia de E. faecalis, Klebsiella pneumoniae subpneumoniae y Citrobacter sp10 principalmente, así como Pseudomonas y Enterobacterias. El contenido microbiológico asociado a las PM10 y PST también se analiza por técnicas de Biología Molecular, específicamente mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Se aplicó el protocolo del Gene Clean para la extracción del ácido desoxirribonucleico (ADN) directamente de los filtros de PM10 y PST con resultados satisfactorios. Se tomaron pequeñas porciones de los filtros obtenidos de los muestreadores de partículas, logrando extraer el ADN de los posibles microorganismos, obteniendo así valores en un intervalo de 2.53 a 30.63 ng/microl. Estos valores de concentración de ADN permitieron lograr una amplificación satisfactoria y tener éxito en la identificación de microorganismos mediante el PCR. Se aplicó el protocolo de IQ SYBR GREEN SUPER MIX y "primers" específicos para la identificación y amplificación de E. faecalis. Fueron utilizadas muestras con una cepa de E.faecalis como control positivo para la estandarización de la técnica. Se realizó un análisis de especificidad donde se incluyeron muestras de ADN de Staphilococcus aereus, Escherichia coli, Salmonella, Enterobacter aerogenes, Pseudomonas aeruginosa y como control positivo f. faecalis obteniéndose una alta especificidad. Se desarrolló un estudio de sensibilidad de la técnica donde se llevaron a cabo diluciones seriadas en donde a partir de 15 bacterias/11L se logró amplificar su ADN. Se realizó PCR de muestras de filtros con PM10 y PST obteniéndose resultados positives para f. faecalis en las cuatro estaciones, en la Sur 50%, en la Centro 66 %, en la Norte 75% y 66% en la Noroeste, de las muestras analizadas. Las técnicas tradicionales de identificación basadas en el cultivo y las características fenotípicas de las bacterias resultaron ser laboriosas en comparación con las técnicas modernas de biología molecular. Description: Tesis de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería 2014-12-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12984/6161 Title: Estudio de la transferencia de calor y masa de una cavidad con ventilación Authors: RODRIGUEZ MUÑOZ, NORMA ALEJANDRA Abstract: En este trabajo se estudió numérica y experimentalmente la transferencia de calor en cavidades ventiladas en régimen de flujo turbulento y estado permanente. Se presentan los resultados numéricos y su comparación con resultados experimentales de una habitación a escala con dimensiones de 1.0 x1.0 x 1.0 m donde la pared derecha recibe un flujo de calor constante y uniforme (q") y la pared izquierda se mantiene a una temperatura constante (Tc=298 K). Las dimensiones de las entradas y salidas fueron de 0.08 m x 0.08 m, mientras que el aire entra a la cavidad con velocidades de 0.1 y 0.5 m/s. Los resultados de temperatura se presentan en forma de perfiles los cuales para el estado permanente; asimismo, se analizan los efectos del número de Rayleigh, número de Reynolds así como el efecto de variar la posición de la entrada del aire. Para la comparación de los resultados experimentales y numéricos se graficaron las diferencias porcentuales entre todos los perfiles de temperatura a las alturas y profundidades medidas. También se muestran los valores de temperaturas promedio en la pared caliente, pared fría y en las salidas de aire, con el porcentaje de diferencia y la diferencia en K entre la temperatura experimental medida y correspondiente numérica. Se realizó el análisis de los resultados numéricos obtenidos para una habitación a escala real donde se estudió el movimiento del aire y la transferencia de calor por convección mixta y radiación térmica. Las dimensiones de las habitación fueron de 3.0 m x 2.5 m x 3.0 m, mientras que las aberturas fueron de lx=0.2 m y ly=0.1 m. Los resultados se obtuvieron aplicándose un flujo de calor sobre la pared derecha de 300 W/m2, la emisividad de las paredes fue de 0.8, velocidad del aire en la entrada fue 0.5 m/s y temperatura de entrada del aire de 285 K, la cual es típica de sistemas de refrigeración. Se presentan resultados en forma de vectores y magnitudes de velocidad, campos de temperatura, así como un análisis detallado de la transferencia de calor. El análisis de la trasferencia de calor se realizó en términos de los coeficientes convectivos promedio y del número de Nusselt promedio en las paredes; además de un análisis detallado de la distribución del flujo de calor total y radiativo en la pared fría. Como consecuencia del análisis se encontró que los coeficientes convectivos promedio (h) no son suficientes para proporcionar una perspectiva completa del fenómeno de la transferencia de calor. Como consecuencia se encontró que para realizar un estudio completo y confiable es necesario considerar otros parámetros adicionales al coeficiente convectivo promedio (h). Es decir, realizar cálculos y análisis de la distribución del flujo de calor total y radiativo en las paredes, debido a que se ha encontrado en los estudios de habitaciones con ventilación aparecen flujos de calor totales y radiativos en dirección opuesta, lo que puede causar que el coeficientes promediados no sean representativos del fenómeno que está ocurriendo en las paredes. Por último se realizó un estudio del movimiento del aire y la transferencia de calor en una habitación bidimensional ventilada con una fuente de calor y producción de CO2. Se consideró la convección natural y forzada acoplada con el intercambio radiativo entre las paredes y la fuente de calor. Los resultados se obtuvieron para dos valores de emisividad: 0.0 y 0.8, dos velocidades de aire de 0.05 y 0.5 m/s, mientras que la temperatura de entrada del aire se consideró como Ten= 298.15 K (25°C). Con los parámetros estudiados se agruparon resultados en los siguientes cinco casos: 1) Transferencia de calor dominada por convección natural, 2) Convección forzada, 3) Convección mixta, 4) Convección natural con radiación térmica y 5) Convección mixta con radiación térmica. Se presentan los resultados en forma de patrones de flujo, campos de temperatura y de distribución de CO2, así como un análisis detallado de la transferencia de calor en términos de números de Nusselt promedio, radiativos y convectivos promediados (Nut ,Nur yNuc ). Se encontró que la concentración promedio de CO2 es influenciada fuertemente por la convección forzada, produciéndose una disminución del 98% en el porcentaje del CO2 en la habitación comparado cuando se considera la convección natural solamente. Description: Tesis de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería 2013-08-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12984/6160 Title: Síntesis y evaluación de carburo de silicio para aplicaciones en receptores solares volumétricos Authors: CEBALLOS MENDIVIL, LAURA GUADALUPE Abstract: Para el mejor aprovechamiento de la energía solar se encuentran en desarrollo tecnologías que buscan operar a las temperaturas más altas posibles. El uso de concentradores ópticos de la radiación solar es un factor común en dichas tecnologías. Una de las tecnologías de concentración solar con amplio potencial tanto en la generación de energía eléctrica como de calor de proceso es la conocida como Torre Central. Los Sistemas de Torre Central poseen un receptor solar colocado en la parte alta de una torre donde recibe la radiación reflejada por un campo de heliostatos. Los receptores son los dispositivos encargados de recibir la radiación solar concentrada y transformarla en calor disponible para ser usada por un fluido de trabajo. Dadas las condiciones de operación de estos sistemas los materiales de los receptores son una parte crucial de la eficiencia y desempeño de los mismos. El uso de superficies cerámicas para receptores solares en Sistemas de Torre Central presenta ventajas que otros materiales carecen. En este trabajo se realizó un extenso análisis del estado del arte, de los materiales utilizados en la construcción de receptores de Torre Central con la finalidad de identificar las principales alternativas, ventajas y desventajas de diferentes materiales. Es conocido que el carburo de silicio es un material cerámico que presenta una buena estabilidad y durabilidad a temperaturas altas, sus propiedades termo-mecánicas y de absortancia espectral a la radiación solar, lo coloca como uno de los materiales más prometedores para estas aplicaciones. En este estudio se evaluó el SiC sintetizado por dos métodos buscando contar un material homogéneo y de propiedades controladas para ser evaluado en aplicaciones de receptores solares operados a altas temperaturas. Dos métodos de síntesis de SiC fueron utilizados en este estudio: el método de reducción magnesiotérmica y el de reducción carbotérmica, siendo el primero a relativamente bajas temperaturas (650°C) y el segundo a altas temperaturas (1500°C), ambos en atmósferas inertes. En ambos métodos se ha utilizado sacarosa como precursor de carbón, siendo un material de bajo costo y fácil disposición, y sílice sintetizada como precursor de silicio, que además de ser también de bajo costo, se obtiene de manera rápida y sencilla. En el método de reducción magnesiotérmica se han utilizado, además, otros dos precursores de silicio: sílice comercial y SBA-15. Finalmente se realiza una comparación entre los SiC obtenidos por los dos métodos y el SiC comercial por medio de la caracterización de estos materiales, así como la medición de dos propiedades esenciales en los receptores solares: la absortancia espectral a la radiación solar y la porosidad, mostrando en ambos casos valores sustancialmente mejores en los SiC sintetizados que en el comercial, lo que abona a la finalidad de este estudio de usarse en receptores solares en altas temperaturas en Sistemas de Torre Central. Description: Tesis de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería 2015-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12984/6147 Title: Evaluación teórica y experimental del efecto de los errores de pendiente y canteo en helióstatos concentradores sobre la distribución del flujo solar concentrado Authors: IRIARTE CORNEJO, CUITLAHUAC Abstract: En el presente trabajo se presenta la evaluación teórica y experimental de los efectos provocados por los errores ópticos de canteo y pendiente, de helióstatos concentradores en una planta de torre central. Se desarrolló una metodología experimental para la adquisición de las características ópticas de los helióstatos, mediante una modificación al método de franja. Se determinaron pendientes de superficie en el rango de +/- 5x10-3 radianes por faceta. Los resultados de la caracterización óptica experimental de heliostatos se ingresaron en el simulador por trazado de rayos Tonatiuh, para obtener las distribuciones de radiación solar concentrada en el receptor central. Las distribuciones teóricas de radiación solar concentrada se compararon con las distribuciones experimentales del helióstato F0 en el Campo Experimental de Torre Central (CEToC) en la Plataforma Solar de Hermosillo (PSH). Para realizar las simulaciones teóricas se definió un parámetro de densidad de datos de área de faceta, denominado el número de muestras por lado de faceta (SPFS por sus siglas en inglés), realizando un barrido con diferentes SPFS para cada una de las simulaciones. Utilizando los datos de pendiente y canteo obtenidos experimentalmente de F0, se realizaron simulaciones de los efectos de: grado de los errores de pendiente (desde 1 hasta 8 mrad), distancia focal del helióstato (desde 70 hasta 140.4 metros) y la diferencia entre canteo esférico y canteo experimental. Se demostró que para una gran variedad parámetros simulados solo se requieren 48 SPFS (equivalentes a un punto de muestreo cada 2.5 cm). Adicionalmente se utilizaron los datos de referencia de F0 para la simulación de 80 helióstatos y se compararon los resultados obtenidos con helióstatos ideales. Se encontró que la densidad de potencia máxima se reduce en un 28.4% con respecto a los helióstatos ideales. Se dividió el campo en 40 helióstatos cercanos y 40 helióstatos lejanos, obteniendo que los heliostatos cercanos aportan un 67.96% de la densidad de potencia máxima en el receptor, mientras que los helióstatos lejanos aportaron el 32.04% restante. Description: Tesis de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería 2020-02-01T00:00:00Z