Estudio y modelación matemática del cambio metabólico de las bacterias responsables de la eliminación biológica de fósforo en el tratamiento de aguas residuales

Tesis por compendio[EN] Phosphorus is very important in life because it plays an essential role in biological processes. The main use of phosphorus is in the fertilizer industry in the form of phosphates. These phosphates come mainly from phosphate rocks which might be exhausted in 50-100 years. The overexploitation of phosphate rocks has resulted in decreased quality of reserves, and it has raised the cost of extraction, processing and shipping. Moreover, phosphorus coming from wastewater, phosphate rock dissolution, and soil with an excessive supply of fertilizer, is deposited on the surface water bodies causing a serious pollution problem called eutrophication. One of the systems most used to reduced phosphorus levels in the wastewater is the enhanced biological phosphorus removal (EBPR). This process involves capturing biologically, alternating between anaerobic oxic/anoxic conditions, the wastewater phosphorus through the phosphorus accumulating organisms (PAOs). However, one of the main problems of this process is that the glycogen accumulating organisms (GAOs) compete with PAOs for volatile fatty acids (VFA). Even though there have been many studies on the factors affecting competition between PAOs and GAOs, there are still many unanswered questions regarding the metabolism of PAOs when they lack energy reserves in the form of intracellular polyphosphates (poly-P) and its effect on the population dynamics of PAOs and GAOs in an activated sludge system. Therefore, the main goal of this dissertation is to study short- and long-term the metabolic behavior of the PAOs to different levels of poly-P; to analyze the population dynamics of microorganisms involved in the process EBPR; to model mathematically that metabolic behavior; and finally, to evaluate the possible recovery of phosphorus by extracting poly-P present in the PAOs. In the short- and long-term study was observed a metabolic shift correlates with the content in poly-P so that under low contents of poly-P the PAOs are able to behave as GAOs but without a significant development of the GAO population. Although, in both studies was observed the same metabolic behavior, from the microbiological point of view were observed some differences. In the short-term, the PAO Type II clearly showed the metabolic shift, while long-term were the PAO Type I. From the experiments performed, necessary expressions (stoichiometric and kinetic) were developed to include new behaviors observed (metabolic rate) in metabolic models existing today. Monod type expressions were developed and implemented on the model of the PAOs to represent the change between the typical stoichiometric parameters of PAO and GAO metabolism. The model was calibrated and validated showing the ability to correctly represent the metabolic change of PAOs under low concentrations of poly-P. When was observed that with low concentrations of poly-P the PAOs have the ability to change its metabolism, without the process was deteriorated by the development of the GAO population, two operating strategies were evaluated to obtain a stream rich in phosphorus to allow later retrieval. The strategies studied differed in the level of extraction of the poly-P from PAOs. In the first strategy, it was extracted less than 40 % of poly-P, while the second strategy, it came to extract more than 90 % of poly-P. The second strategy showed a higher extraction efficiency, achieving recover up to 81 % of the phosphorus present in the wastewater. As a result, of work performed four articles were generated, three of them published in journals of particular importance (2 in the journal Water Research and 1 in the journal Chemical Engineering Journal) constituting the main body of this thesis.[ES] El fósforo es de gran importancia para la vida debido a que desempeña un papel esencial en los procesos biológicos. El principal uso del fósforo está en la industria de los fertilizantes en forma de fosfatos. Estos fosfatos provienen principalmente de las rocas fosfáticas, las cuales podrían llegar a agotarse entre los próximos 50 y 100 años. La sobreexplotación de la roca fosfática, ha generado una disminución en la calidad de las reservas, y ha elevado el coste de su extracción, procesamiento y transporte marítimo. Por otra parte, el fósforo proveniente de las aguas residuales, de la disolución de las rocas fosfáticas y de los suelos con excesivo aporte de fertilizantes, se deposita en los cuerpos de aguas superficiales produciendo un grave problema de contaminación llamado eutrofización. Uno de los sistemas más empleados para reducir los niveles de fósforo en el agua residual es el proceso de eliminación biológica de fósforo (EBPR). Este proceso implica capturar biológicamente, alternando entre condiciones anaerobias óxicas/anóxicas, el fósforo del agua residual mediante organismos acumuladores de fósforo (PAOs). Sin embargo, uno de los principales problemas de este proceso, es la competencia de las PAOs con los organismos acumuladores de glucógeno (GAOs) por los ácidos grasos volátiles (AGV). Aunque si bien se han realizado muchos estudios sobre los factores que afectan la competencia entre PAOs y GAOs, existen aún muchas preguntas sin respuesta en relación al metabolismo de las PAOs cuando estas carecen de reservas energéticas en forma de polifosfatos intracelulares (poli-P) y a su efecto sobre la dinámica de las poblaciones de PAOs y GAOs en un sistema de fangos activados. Es por ello que el objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en: estudiar a corto y largo plazo el comportamiento metabólico de las PAOs al cambiar el contenido en poli-P; analizar la dinámica poblacional de los microorganismos implicados en el proceso de EBPR; modelizar matemáticamente dicho comportamiento metabólico y por último evaluar la posible recuperación de fósforo mediante la extracción del poli-P presente en las PAOs. En el estudio a corto y largo plazo se observó un cambio metabólico correlacionado con el contenido en poli-P, de forma que a bajos contenidos de poli-P las PAOs se comportaban metabólicamente como las GAOs, pero sin que estas últimas se llegaran a desarrollar de forma significativa. A pesar de observar el mismo comportamiento metabólico en ambos estudios, desde el punto de vista microbiológico se observaron diferencias. A corto plazo, las PAO Tipo II mostraron claramente el cambio metabólico, mientras que a largo plazo fueron las PAO Tipo I. A partir de los experimentos realizados, se desarrollaron las expresiones necesarias (estequiométricas y cinéticas) para incluir los nuevos comportamientos observados (cambio metabólico) en los modelos metabólicos existentes en la actualidad. Expresiones tipo Monod fueron desarrolladas e implementadas en el modelo de las PAOs para representar el cambio entre los parámetros estequiométricos típicos del metabolismo PAO y GAO. El modelo fue calibrado y validado mostrando la capacidad de representar correctamente el cambio metabólico de las PAOs a concentraciones bajas de poli-P. Al observar que las PAOs tienen la habilidad de cambiar su metabolismo a bajas concentraciones de poli-P, sin que se deteriorara el proceso por el desarrollo de las GAOs, se evaluaron dos estrategias de operación para la obtención de una corriente rica en fósforo que permita su posterior recuperación. Las estrategias estudiadas se diferenciaban en el nivel de extracción de poli-P de las PAOs. En la primera estrategia se extraía menos del 40 % de poli-P, mientras que en la segunda estrategia se llegaba a extraer más del 90 % de poli-P. La segunda estrategia mostró una eficacia de extracción superior, consiguiendo recuperar hasta el 81[CA] El fòsfor és de gran importància per a la vida a causa que exerceix un paper essencial en els processos biològics. El principal ús del fòsfor està en la indústria dels fertilitzants en forma de fosfats. Aquests fosfats provenen principalment de les roques fosfatades, les quals podrien arribar a esgotar-se entre els pròxims 50 i 100 anys. La sobreexplotació de la roca fosfatada, ha generat una disminució en la qualitat de les reserves, i ha elevat el cost de la seua extracció, processament i transport marítim. D'altra banda, el fòsfor provinent de les aigües residuals, de la dissolució de les roques fosfatades i dels sòls amb excessiva aportació de fertilitzants, es diposita en els cossos d'aigües superficials produint un greu problema de contaminació anomenat eutrofització. Un dels sistemes més utilizats per a reduir els nivells de fòsfor en l'aigua residual és el procés d'eliminació biològica de fòsfor (EBPR). Aquest procés implica capturar biològicament, alternant entre condicions anaeròbies aeròbies/anòxies, el fòsfor de l'aigua residual mitjançant organismes acumuladors de fòsfor (PAOs). No obstant açò, un dels principals problemes d'aquest procés, és la competència de les PAOs amb els organismes acumuladors de glucogen (GAOs) pels àcids grassos volàtils (AGV). Encara que si bé s'han realitzat molts estudis sobre els factors que afecten la competència entre PAOs i GAOs, existixen encara moltes preguntes sense resposta en relació al metabolisme de les PAOs quan aquestes careixen de reserves energètiques en forma de polifosfat intracel·lulars (poli-P) i al seu efecte sobre la dinàmica de les poblacions de PAOs i GAOs en un sistema de fangs activats. És per això que l'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral consisteix en: estudiar a curt i llarg termini el comportament metabòlic de les PAOs en canviar el contingut en poli-P; analitzar la dinàmica poblacional dels microorganismes implicats en el procés de EBPR; modelatge matemàticament d'aquest comportament metabòlic i finalment avaluar la possible recuperació de fòsfor mitjançant l'extracció del poli-P present en les PAOs. En l'estudi a curt i llarg termini es va observar un canvi metabòlic correlacionat amb el contingut en poli-P, de manera que a baixos continguts de poli-P les PAOs es comportaven metabolicament com les GAOs, però sense que aquestes últimes s'arribaren a desenvolupar de forma significativa. Malgrat observar el mateix comportament metabòlic en tots dos estudis, des del punt de vista microbiològic es van observar diferències. A curt termini, les PAO Tipus II van mostrar clarament el canvi metabòlic, mentre que a llarg termini van ser les PAO Tipus I. A partir dels experiments realitzats, es van desenvolupar les expressions necessàries (estequiomètriques i cinètiques) per a incloure els nous comportaments observats (canvi metabòlic) en els models metabòlics existents en l'actualitat. Expressions tipus Monod van ser desenvolupades e implementades en el model de les PAOs per a representar el canvi entre els paràmetres estequiomètrics típics del metabolisme PAO i GAO. El model va ser calibrat i validat mostrant la capacitat de representar correctament el canvi metabòlic de les PAOs a concentracions baixes de poli-P. En observar que les PAOs tenen l'habilitat de canviar el seu metabolisme a baixes concentracions de poli-P, sense que es deteriorara el procés pel desenvolupament de les GAOs, es varen avaluar dues estratègies d'operació per a l'obtenció d'un corrent ric en fòsfor que permeta la seua posterior recuperació. Les estratègies estudiades es diferenciaven en el nivell d'extracció de poli-P de les PAOs. En la primera estratègia es va extraure menys del 40 % de poli-P, mentre que en la segona estratègia s'arribava a extraure més del 90 % de poli-P. La segona estratègia va mostrar una eficàcia d'extracció superior, aconseguint recuperar fins al 81 % del fòsfor pAcevedo Juárez, B. (2016). Estudio y modelación matemática del cambio metabólico de las bacterias responsables de la eliminación biológica de fósforo en el tratamiento de aguas residuales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62585TESISCompendi

Impactos socioculturales de la Feria Nacional del Queso y el Vino en Tequisquiapan Querétaro, México

Tesis de licenciatura en turismoLos impactos socioculturales de eventos especiales se han vuelto objeto de interés para los planificadores y gestores de tales eventos con el fin de aprovechar los beneficios y mitigas los costos que ocasionan los visitantes atraidos por las feria

Oportunidades educativas y la educación como institución social

Trabajo Terminal (Licenciatura en Sociología) -- Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, División de Ciencias Sociales y Humanidades, Departamento de Sociología, Área de concentración: Sociología de la Educación, 2011. Lectores: Raúl Rodríguez Robles, Romualdo López Zarate. UAMADCSHDS. 1 archivo PDF (182 páginas)Se reúnen nueve ensayos producidos como trabajos finales en cada uno de los seminarios del programa de estudios del Área de Concentración en Sociología de la Educación. Los alcances de cada uno de ellos, responde a los tres niveles formativos del último año de la licenciatura. Su objetivo es mostrar un proceso de profundización de capacidades cognitivas y adquisición de habilidades y competencias profesionales

Effect of agricultural land-use change on ant dominance hierarchy and food preferences in a temperate oak forest

Background The discovery-dominance trade-off is the inverse relationship between the ability of a species to discover resources and the species’ dominance of those resources; a paradigm used to explain species coexistence in ant communities dependent on similar resources. However, factors such as stress (e.g., temperature) or disturbance (e.g., removal of biomass) associated with the change in land use, can modify this trade-off. Here, we aimed to determine the potential effects of land use change on dominance hierarchy, food preferences and on the discovery-dominance trade-off. Methods An experiment with baits was used to investigate the dominance hierarchies of ant communities in a temperate mountain habitat in central Mexico. We evaluated the dominance index (DI), food preferences and discovery-dominance trade-offs of ants inhabiting two types of vegetation: a native oak forest and agricultural land resulting from agricultural land use and grazing. Results The ant communities in both environments were comprised of three species of ants (Monomorium minimum, Myrmica mexicana, and Camponotus picipes pilosulus), four morphospecies (Pheidole sp.1 and Pheidole sp.2, Temnothorax sp. and Lasius sp.) and one genus (Formica spp.). All Formicidae showed values of intermediate to low DI, and this factor did not seem to be influenced by the change in land use. Ants in the modified vegetation (i.e., agricultural land) were found to be numerically greater. Overall, a higher number of visits were registered to the tuna bait, although the duration of foraging events to the honey baits was longer. However, foraging times were dependent on the species considered: the generalized Myrmicinae, M. minimum, the ant species with highest DI, foraged for longer periods of time in the agricultural land and on the tuna bait. Meanwhile, the cold-climate specialist Formica spp., with a lower DI, foraged for longer periods of time in the oak (although not significant) and on the honey bait. We found little evidence of the discovery-dominance trade-off; instead, we found considerable diversity in the strategies used by the different species to access resources. This range of strategies is well represented by the generalized Myrmicinae M. minimum, the cold-climate specialists Formica spp. and Temnothorax sp., and the rare species, as the cold climate specialist Lasius sp. (insinuators). Conclusions Our evaluation shows that transformation of the original habitat does not appear to affect the hierarchical dominance of the ant communities, but it does affect their food preferences. Species with higher DI values such as the generalized Myrmicinae are more skilled at resource acquisition in modified habitats. Our results suggest that change in land use promotes an increase in the diversity of foraging strategies used by different ant species. This diversity may contribute to resource partitioning which favors coexistence

An Endarkened Learning and Transformative Education for Freedom Dreams: The Education Our Children Deserve

What kind of education do our children deserve? Whose vision of education will prevail? Should we provide our children with an education that prepares them to meet the needs of big industry companies, as hinted at in the epigraphs above: Is this the kind of education our children deserve? Or, as the student suggests, by noting the disjuncture between the county’s medium salary and its high school graduation rate, should we provide our children with an education that prepares them to critique and transform the existing and historical dominance of big industry companies: Is this the kind of education our children deserve

New insights in the metabolic behaviour of PAO under negligible poly-P reserves

[EN] In a previous study the authors confirmed the ability of PAOs to perform GAO metabolism in short-term experiments. However, what happens when PAOs are exposed to poly-P shortage for an extended period of time? The answer to this question was the aim of this work from a macroscopic and microscopic point of view. Therefore, the poly-P was removed from a PAO enriched SBR and maintained without poly-P during five solid retention time. The PAOs were found to quickly change their metabolism to a clear GAO performance and remained without GAO colonization for the entire experimental period, even though GAO was present (around 5%) at the beginning of the experiment. Unlike the results obtained in the short-term experiments, in this case PAO Type I performed the GAO metabolism at the end of the experimental period. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.This research work has been supported by the Generalitat Valenciana (GVPRE/2008/044) and the Polytechnic University of Valencia (PAID-06-08-3227), which are gratefully acknowledged. Special acknowledgements to the Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia de Mexico (CONACYT) No. 207966.Acevedo Juárez, B.; Murgui Mezquita, M.; Borrás Falomir, L.; Barat, R. (2017). New insights in the metabolic behaviour of PAO under negligible poly-P reserves. Chemical Engineering Journal. 311:82-90. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.11.073S829031

Effect of antimony content on electrical and structural properties of 0.98(K0.48Na0.52)0.95Li0.05Nb1−Sb O3–0.02Ba0.5(Bi0.5Na0.5)0.5ZrO3 ceramics

Lead-free 0.98(K0.48Na0.52)0.95Li0.05Nb1−xSbxO3–0.02Ba0.5(Bi0.5Na0.5)0.5ZrO3 (KNLNSx–BBNZ)solid solution with 0.04 < x < 0.08 was prepared by traditional solid-state process. Sampleswere sintered using a conventional method at 1120 ◦C for 4h. The effect of Sb5+ content onthe phase structure, microstructure, ferroelectric, dielectric and piezoelectric properties ofthe KNLNSx–BBNZ ceramics was studied. The phase transition of the ceramic was determined by the temperature dependence of the dielectric properties, while the structuralproperties, like the phase coexistence, were studied by X-ray diffraction. It was found thatceramics in the composition range of 0.06 < x < 0.08 possess an orthorhombic (Amm2) andtetragonal (P4mm) phases coexistence. The best piezoelectric properties were obtained inthe ceramics with x = 0.07: d33 = 282 pC/N, −d31 = 103 pC/N, kp = 46%, εr = 1820, tanı = 3% andTc = 271 ◦C. Furthermore, this composition exhibited a good thermal stability, up to 200 ◦C ond33 piezoelectric constant, indicating that this material have great potential for applicationfrom room temperature until this temperature limit

Coordinated management of low voltage power networks with photovoltaic energy sources

Over the last decades, active power networks have reached great attention due to the incorporation of distributed energy resources into low voltage power systems. In this paper, a decentralized energy management strategy is proposed as an efficient way to minimize both active power losses and voltage profile deviation of an distribution power network with photovoltaic solar farms, and also at the same time, aims to improve the reliability and the security of supply. The coordinated energy management concept relies on a two-step optimization approach based on genetic algorithms (GA) and MINLP, in which a multi-objective function is used which takes into account reliability and operational technical constraints in its formulation. The suitability of the proposed methodology is tested on an existing low voltage power system, in which two aspects are considered: firstly, determining the optimal allocation of PV units and secondly, establishing the optimal reschedule of the active power of the generation units partic ipating in the energy mix and minimizing both the real power losses and voltage deviation of the entire power system.This work has been partly funded by the European Union seventh framework program FP7-SMARTCITIES-2013 under grant agreement 608860 IDE4L – Ideal grid for all

Influencia de las redes sociales en la vida académica de estudiantes de mercadotecnia en una universidad mexicana

The objective is to analyze the impact of social networks on students of a marketing degree at a public university in the state of Tabasco, identifying the factors that influence their academic life. The research has a quantitative approach, with a descriptive scope, and a non-experimental design; the unit of analysis was 2018 active students, through a survey on the Google Forms platform, to know the frequency, they give to the use of social networks and if it is used during their class hours. The results mention that social networks do have an impact on their school life and that the hours they spend surfing on social networks influence their academic life. It is concluded that social networks have a negative impact on students, showing a dependence on them that affects their school performance.El objetivo es analizar la influencia de las redes sociales en los estudiantes de la licenciatura de mercadotecnia en una Universidad Pública del Estado de Tabasco, logrando identificar los factores que influyen en su vida académica. La investigación es de enfoque cuantitativo, con un alcance descriptivo, y un diseño no experimental; la unidad de análisis fue de 2018 alumnos activos, mediante una encuesta en la plataforma de Google Forms, con el fin de saber la frecuencia que le dan ellos al uso de las redes sociales y si es utilizada durante sus horarios de clases. Los resultados mencionan que las redes sociales si tienen impacto en su vida escolar y que las horas que pasan navegando en las redes sociales influyen en su vida académica. Se concluye que las redes sociales tienen un impacto negativo en los alumnos, mostrando una dependencia con las mismas que afecta a su rendimiento escolar

Posición anatómica vertical durante el parto

In Mexico during 2020, a total of 1,629,211 births were registered, of which 99.3% of the products were registered alive, while 0.7% were presented deceased. The WHO refers to positive birth as “high-quality care in labor and delivery and better results centered on women, and not simply as an adjunct to routine clinical practices” as well as an “experience that meets or exceeds the woman's prior personal and socio-cultural beliefs and expectations” which includes “giving birth to a healthy baby in a clinically and psychologically safe environment, and having ongoing practical and emotional support” this includes the adoption of a beneficial anatomical position that provides comfort, pain control and favors your dilation process. The vertical position has multiple benefits, such as an increase in maternal and fetal respiratory capacity, which favors tranquility and relaxation in the process of expulsion of the mother, as well as the favorable evolution of labor and a feeling of efficiency in women. As a result of the research, under the review of articles and experience of women, the efficiency of the vertical position in labor is demonstrated by an evolution of the same in an effective way that helps women to participate, comfort and decrease difficulties. possible, so the good result is concluded to encourage active participation and the choice and adoption of the birth position provided that the optimal characteristics are met and that they benefit the birth process of the new beingEn México durante 2020 se registraron un total de 1 629 211 nacimientos de los cuales el 99.3% de los productos fueron registrados vivos, mientras que 0.7% fueron presentados fallecidos. La OMS refiere el parto positivo como una “atención de alta calidad en el trabajo de parto y el parto y mejores resultados centrados a la mujer, y no simplemente como complemento de las prácticas clínicas de rutina” además de una “experiencia que cumple o supera las creencias y expectativas personales y socioculturales previas de la mujer” que incluye “dar a luz a un bebé sano en un ambiente seguro desde el punto de vista clínico y psicológico, y contar con un apoyo práctico y emocional continuo” esto incluye la adopción de una posición anatómica beneficiosa que le brinde comodidad, control de dolor y favorece su proceso de dilatación. La posición vertical cuenta con múltiples beneficios como aumento de la capacidad respiratoria materna y fetal que favorece la tranquilidad y relajación en el proceso de expulsión de la madre, así como la evolución favorable del trabajo de parto y sensación de eficiencia en la mujer. Como resultado a la investigación, bajo la revisión de artículos y experiencia de mujeres se demuestra eficiencia de la posición vertical en el trabajo de parto por una evolución del mismo de manera efectiva que ayuda a la mujer a su participación, comodidad y  disminución de las dificultades posibles, por lo que se concluye el buen resultado a incentivar a la participación activa y la elección y adopción de la posición de parto siempre que se cumplan con las características optimas y que beneficien el proceso de nacimiento del nuevo ser