Role of charcoal addition on infiltration processes and soil water content characteristics of a sandy loam soil

Terra preta (TP) is a soil amendment which is enriched with powdered charcoal, with nutrient sources from organic residues, and that constitutes a resource to improve soils for sustainable land use systems (Glaser, 2007).  Terra preta-dark soil is inspired by the highly successful historic practice of soil building in the Amazon and other parts of the world.  This work involves a relatively unexplored topic: the comprehension of infiltration processes and soil water content characteristics in a sandy loam soil combined with different fractions of terra preta amendments.  This analysis contributes to a better understanding of the relationship between fractions of charcoal in terms of terra preta content and soil water holding capacity.  First, a physical and hydraulic characterization was performed on soil samples with different charcoal content.  Then, they were exposed to a rain simulation experiment under controlled conditions.  A descriptive statistical analysis was applied for a quantitative evaluation of the results.  It was found that as the fraction of terra preta increased, infiltration and percolation rates decreased, but water holding capacity increased.  This can influence water ponding at the surface, leading to runoff formation. However, the effect on water holding capacity is an opportunity, integrated to other sustainable practices, to overcome drought effects and reduce the need for irrigation.

Distributed spectral clustering on the coordinator model

Clustering is a popular subject in non-supervised learning. Spectral clustering is a method for clustering that reduces dimensionality of data and guarantees a faster convergence to almost optimal clusters.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Number-on-forehead communication complexity of data clustering with sunflowers

We study the problem of performing data clustering in a distributed setting, which is a problem that may arise in many practical areas such as machine learning and data analysis. The way in which the sites communicate and the way data is allocated define a model of communication. We develop a protocol to compute distributed clustering in the Number-on-Forehead model of communication complexity.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Modelado de procesos de infiltración en suelos con sustratos de terra preta

Proyecto de Investigación (Código: 5402-1421-3001) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería Agrícola, 2015El saneamiento con terra preta es un nuevo concepto que consiste en la creación controlada, en un corto período de tiempo, de humus a partir de residuos orgánicos. La comprensión de la interacción y la incidencia de las propiedades físicas e hidráulicas del suelo en combinación con enmiendas de terra preta es un tema que no ha sido explorado detalladamente. El objetivo de este trabajo es contribuir al entendimiento de la dinámica de los procesos físicos en suelos con sustratos de terra petra por medio de un análisis que contribuya a establecer un modelo matemático. Este trabajo analiza la interacción entre las variables del suelo que contribuyen a mejorar la capacidad de retención del agua en el mismo y ofrece un primer estudio del comportamiento de los procesos de infiltración cuando terra preta está presente. La lluvia fue simulada a escala de laboratorio sobre cilindros que contenían diferentes substratos (tratamientos) y se midió la humedad del suelo a tres profundidades diferentes durante el evento de simulación. Se utilizó un análisis estadístico incluyendo análisis de varianza y correlación para explicar la interacción de variables. Además, el comportamiento de las series de tiempo se exploró para proporcionar los primeros resultados al introducir un modelo matemático capaz de explicar los procesos de infiltración en el suelo con terra preta. Se espera que este trabajo sea la base para proponer un modelo híbrido no lineal capaz de generar predicciones más realistas acerca de la dinámica del proceso de infiltración tanto en suelos con bajo contenido orgánico así como en la combinación con enmiendas de terra preta. Se proyecta utilizar una técnica híbrida donde se combina un método de infiltración lineal (simple) con un modelo analítico detallado que permita mejorarlas técnicas de modelado para incluir suelos de alto contenido orgánico.Instituto Tecnológico de Costa Rica

Hard and Easy Instances of L-Tromino Tilings

We study tilings of regions in the square lattice with L-shaped trominoes. Deciding the existence of a tiling with L-trominoes for an arbitrary region in general is NP-complete, nonetheless, we identify restrictions to the problem where it either remains NP-complete or has a polynomial time algorithm. First, we characterize the possibility of when an Aztec rectangle and an Aztec diamond has an L-tromino tiling. Then, we study tilings of arbitrary regions where only $180^\circ$ rotations of L-trominoes are available. For this particular case we show that deciding the existence of a tiling remains NP-complete; yet, if a region does not contains certain so-called "forbidden polyominoes" as sub-regions, then there exists a polynomial time algorithm for deciding a tiling.Comment: Full extended version of LNCS 11355:82-95 (WALCOM 2019

Deterministic graph spectral sparsification

An important technique in data analysis is principal component analysis or PCA. Given a covariance matrix S, in PCA we need to compute the eigenvector associated to a greatest eigenvalue of S in order to determine the direction of the so-called principal components.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Cuantificación de la erosión hídrica en función de diferentes técnicas de mecanización para minimizar la contaminación del agua por sedimentos en la parte alta de la cuenca del Río Reventazón

Proyecto de Investigación (Código: 5402-1421-3201 (1421007)) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería Agrícola, 2017Los sedimentos producto de diversas actividades antropogénicas realizadas en la parte alta de Río Reventazón son causantes de la contaminación hídrica de la red de drenaje de dicha cuenca, lo cual tiene un impacto directo en la generación de energía hidroeléctrica debido a los tiempos necesarios para el mantenimiento de las plantas. El presente estudio tiene como objetivo proporcionar información en cuanto a la relación que existe entre la labranza de los cultivos agrícolas de la zona, el clima y la generación de sedimentos. Para esto, se instalaron parcelas de escorrentía en cinco fincas en la zona norte de Cartago (Llano Grande, Cot, Tierra Blanca, Capellades y sede central del TEC), con dos tipos de suelos característicos, bloqueando pendiente y cultivo. En cada finca se aplicaron cinco técnicas de mecanización con tres repeticiones y se registró en el tiempo, el comportamiento de las propiedades físicas y mecánicas del suelo y la cantidad de los sedimentos generados en cada finca por cada una de las técnicas de mecanización. Por medio de un análisis estadístico, de operación y económico se compararon los tratamientos de mecanización aplicados con respecto a la producción de sedimentos y se determinó que la combinación del arado de cincel con la azada mecánica, los cuáles son implementos de labranza vertical, son los que menos erosión ocasionan tanto en suelos franco arenosos como franco arcillosos. El análisis económico se realizó en función de las horas de operación de la maquinaría y se determinó que las técnicas que producen mayor utilidad para el productor como la combinación del arado de cincel con el arado rotador son las que ocasionan mayor pérdida del suelo

Modelación hidrodinámica y morfológica del Río La Estrella, Limón

Proyecto de Investigación (Código: 5402-1421-3101, Centro funcional: 1421006) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería Agrícola, 2017La Vertiente Atlántica es una zona altamente vulnerable a inundaciones donde, a causa de su topografía y cambios en el uso de la tierra, se ha debilitado la capacidad de retención de agua en las cuencas y en consecuencia se ha aumentado la capacidad destructiva de las descargas extremas en los ríos. Un fenómeno que ha marcado el antes y el después en la evolución geológica y morfológica de las cuencas en esta zona es el terremoto de Limón en el año 1991, el cual llegó a modificar la dinámica tradicional y estabilidad de sus cauces. Dentro de las principales cuencas afectadas se encuentra la del Río La Estrella, principalmente en la parte baja, donde se localiza el Valle de la Estrella. En esta zona, se ha observado un aumento en la frecuencia y magnitud de los desbordamientos, una constante acumulación de sedimentos provenientes de las partes más altas y una inestabilidad en la dinámica del cauce. Esto ha aumentado la vulnerabilidad, ante los impactos por inundación y arrastre de sedimentos, tanto de sus habitantes, actividades productivas y ecosistemas que interactúan en esta área. En este proyecto se hace una evaluación de la hidrodinámica y transporte de sedimentos en la parte baja del río La Estrella (desde el Valle de la Estrella hasta la desembocadura) por medio de los modelos matemáticos HEC-RAS e IBER en una y dos dimensiones, logrando un mejor entendimiento del comportamiento del río, identificando condiciones y puntos críticos de flujo y transporte de sedimentos, y simulando posibles situaciones ante escenarios basados en ocurrencia de eventos extremos útiles para una adecuada gestión de la cuenca.The Atlantic coast is highly vulnerable to flooding due to its topography and changes in land use. This situation has weakened the water retention capacity of its watersheds increasing the destructive capacity of the flood events. The Limón Earthquake in 1991 was the phenomenon that marked a before and after, in terms of geological and morphological evolution of the basins in this area, modifying the traditional dynamics and stability of many river channels. One of the main affected watersheds is the lower part of La Estrella River, where La Estrella Valley is located. This area has faced an increase in the frequency and magnitude of the river overflow, a constant accumulation of sediments coming from the higher parts and an instability in the channel dynamics. This has increased the vulnerability of its inhabitants, productive activities and ecosystems that interact in this area. This project models the hydrodynamics and sediment transport in the lower part of La Estrella River (from the Valley to the river mouth) by means of the mathematical models HEC-RAS and IBER in one and two dimensions. It was able to obtain a better understanding of the river behavior, by identifying conditions and critical floe and sediment points. Different flow scenarios where also able to simulated based on the occurrence of extreme events useful for a proper basin management

Efectos de la Covid-19 y la restricción a la movilidad de las personas sobre el consumo adictivo de cigarros en México, 2005-2020

Effects of Covid-19 and people mobility constraint on addictive consumption of cigarettes in Mexico, 2005 - 2020The aim of this research paper is to analyze the impact of Covid-19 and the restriction of the mobility of people on cigarette consumption in Mexico. For this purpose, fmols cointegration models with endogeneity and structural change are used to identify myopic or rational behaviors in accordance with the Rational Addiction Theory. The results show that the prices and stressful events are the main determinant of cigarette consumption. It is recommended to regulate the tobacco prices. This implies that social distancing and the restriction of the mobility of people have increased consumption of cigarettes. The scope of this research limits to consider other variables like the job loss. The originality of this work is to take in consideration stressful events like Covid-19.  The main conclusion is that the increase in the relative prices of cigarettes prior to pandemic conditions and the income shock are the leading cause of the reduction in sales of cigarette packs during the health and economic crisis in 2020.El objetivo de este artículo es analizar el impacto que han tenido la Covid-19 y la restricción de movilidad de las personas en el consumo de cigarrillos en México. La metodología son modelos de cointegración fmols con endogeneidad y cambio estructural para identificar comportamientos miopes o racionales de acuerdo con la Teoría de Adicción Racional. Los resultados muestran que los precios y eventos estresantes son el principal determinante del consumo de cigarros. Se recomienda incidir significativamente sobre los precios del tabaco. Las implicaciones son que el distanciamiento social y la restricción a la movilidad de las personas han incrementado el consumo de cigarros, el alcance limita la inclusión de otros factores como la pérdida del empleo. La originalidad del artículo radica en que en estudios previos no se han considerado eventos estresantes como la Covid-19.  La principal conclusión es que el aumento de precios relativos de cigarros previo a las condiciones de pandemia y el choque de ingreso son la principal causa de la reducción de las ventas de cajetillas de cigarros durante la crisis sanitaria y económica de 2020