http://hdl.handle.net/20.500.11799/22006 2026-10-11T00:15:19Z http://hdl.handle.net/20.500.11799/144496 Socio-environmental impact of mining concessions in Mexico: a spatial analysis García Flores, Dulce Guadalupe; Zarco González, Martha Mariela; Ávila Pérez, Pedro; García-Rivas, José Luis; Monroy Vilchis, Octavio Mexico is globally recognized for its rich mineral resources. While mining is often seen as a driver of economic development, it is crucial to consider its short-, medium-, and long-term impacts on biodiversity, as well as on the surrounding rural and Indigenous communities that are frequently overlooked. Information on mining projects in Mexico is fragmented and incomplete within official institutions, complicating access. A significant lack of transparency in mining operations further obscures their effects on biodiversity. Therefore, this study aimed to analyse, using geographic information systems, the distribution of current mining concessions in Mexico and their spatial overlap with environmental and social variables in order to identify areas potentially vulnerable to the impacts of mining activities. Research was conducted on mining concessions in Mexico to assess their spatial relationship with eight environmentally and socially significant variables. The findings indicated that 8.24% of the national territory is under concession. The regions classified as Priority Land Regions and Priority Hydrological Regions exhibited the highest overlap with mining concessions, at 84% and 75%, respectively. Moreover, Protected Natural Areas designated as Biosphere Reserves were identified as the most potentially affected by these activities. Additionally, there was a 10.37% overlap of concessions within communities characterized by a high to very high degree of social vulnerability, including Indigenous communities of 39 ethnic groups. This analysis highlighted specific sites that could be particularly susceptible to the detrimental impacts of mining due to their environmental or social conditions. México es reconocido mundialmente por sus ricos recursos minerales. Aunque la minería a menudo se ve como un motor de desarrollo económico, es crucial considerar sus impactos a corto, mediano y largo plazo sobre la biodiversidad, así como en las comunidades rurales e indígenas cercanas, que frecuentemente son ignoradas. La información sobre proyectos mineros en México está fragmentada e incompleta dentro de las instituciones oficiales, lo que complica el acceso. Una falta significativa de transparencia en las operaciones mineras también oscurece sus efectos sobre la biodiversidad. Por eso, este estudio tuvo como objetivo analizar, usando sistemas de información geográfica, la distribución de las concesiones mineras actuales en México y su superposición espacial con variables ambientales y sociales, con el fin de identificar áreas potencialmente vulnerables a los impactos de la minería. Se realizó investigación sobre las concesiones mineras en México para evaluar su relación espacial con ocho variables de importancia ambiental y social. Los hallazgos indicaron que el 8,24% del territorio nacional está bajo concesión. Las regiones clasificadas como Regiones de Tierra Prioritaria y Regiones Hidrológicas Prioritarias mostraron la mayor coincidencia con las concesiones mineras, con un 84% y un 75%, respectivamente. Además, se identificó que las Áreas Naturales Protegidas designadas como Reservas de la Biosfera son las más potencialmente afectadas por estas actividades. Adicionalmente, hubo un 10,37% de superposición de concesiones dentro de comunidades con un grado de vulnerabilidad social de alto a muy alto, incluyendo comunidades indígenas de 39 grupos étnicos. Este análisis destacó sitios específicos que podrían ser particularmente susceptibles a los impactos negativos de la minería debido a sus condiciones ambientales o sociales. 2026-08-11T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.11799/144495 A hybrid physics-informed neural network (PINN) for the electro-oxidation of 2-Chlorophenol on BDD electrodes in a flow-by reactor under batch recirculation Regalado Méndez, Alejandro; Salinas Camacho, Damayrí M.; Natividad, Reyna; Cordero, Mario Edgar; Zárate, Luis G.; Pérez Pastenes, Hugo; Pérez Alonso, César; Peralta Reyes, Ever The electro-oxidation of persistent organic pollutants such as 2-chlorophenol (2-CPh) using boron-doped diamond (BDD) electrodes offers a promising wastewater treatment route, yet conventional mechanistic models (e.g., CFD) suffer from prohibitive computational costs. This study develops a hybrid physics-informed neural network (PINN) to model the electro-oxidation of 2-CPh in a flow-by reactor coupled with a continuous stirred tank under batch recirculation mode. The PINN integrates a diffusion–convection partial differential equation with a lumped-parameter ordinary differential equation for the tank, embedding physical constraints directly into the loss function. The model was trained on simulated data generated from a previously validated parametric model and optimized using a systematic hyperparameter grid search. The PINN achieved excellent agreement with experimental data, yielding a coefficient of determination (R2) of 0.9927, a mean square error of 0.0009, and a root mean square error of 0.0294—outperforming both the CFD and parametric models in accuracy. Sensitivity analysis revealed that the apparent kinetic constant is the most influential parameter (normalized sensitivity of 14.20). While the CFD model required 42 days and the parametric model 8 s, the PINN achieved a balanced trade-off with a runtime of 7.36 h. We conclude that the PINN provides a highly accurate, computationally feasible surrogate model suitable for integration into digital twins and real-time control frameworks for electrochemical wastewater treatment. Based on the findings of this study, the electro-oxidation of 2-chlorophenol on BDD electrodes in a flow-by reactor under batch recirculation was successfully modeled using a hybrid physics-informed neural network (PINN). The developed hybrid PINN exhibited high predicted accuracy, achieving an R2 value of 0.9927 with low MSE and RMSE values of 0.0009 and 0.0294, respectively. These results underscore the potential of PINNs for modeling electrochemical wastewater treatment processes. Sensitivity analysis further ranked the parameters influencing the PINN predictions of 2-Chlorophenol concentration, identifying the most critical factor whose precise estimation is essential for ensuring reliable predictions. Moreover, in comparison with computational fluid dynamics (CFD), the PINN reduced computational time from 42 days to 7.36 h—a 137-fold speedup—while maintaining excellent accuracy (R2 = 0.9927). It was also concluded that increasing the number of epochs does not inherently guarantee stable convergence; thus, incorporating early stopping criteria remains essential 2026-06-09T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.11799/144494 Modelamiento e interpretación de los perfiles de liberación de aceite de ajonjolí encapsulado en perlas de perlas de hidrogel Elizalde Solis, Daira Jocelyn Se formaron perlas de hidrogel por gelación iónica de alginato de sodio (AS) y de una mezcla entre alginato de sodio con mucílago de tamarindo (AS-MT) para mejorar la eficiencia de encapsulación y la estabilidad oxidativa del aceite de ajonjolí (AA). La mezcla AS-MT se usó en una relación peso de 1:1 (w/w) a una concentración de 2% (w/v). La gelación iónica se indujo goteando las dispersiones homogeneizadas de AA-AS-MT con la ayuda de una jeringa en una solución de CaCl2 (2.5% w/v) bajo agitación continua para inducir la gelación iónica. Las perlas resultantes se secaron en un horno de convección forzada y se almacenaron en condiciones controladas de temperatura. El tamaño y forma de las perlas de hidrogel se estimó mediante microscopia electrónica de barrido y con el factor de esfericidad se determinó la redondez. La eficiencia de encapsulación se calculó por medio de la relación entre el aceite interno (aceite encapsulado) y el aceite total (aceite superficial más aceite interno). La estabilidad oxidativa fue analizada en AA sin encapsular y en AA encapsulado en las perlas de hidrogel. Para esto se evaluó la oxidación lipídica durante 6 semanas a través del índice de peróxido valorado espectrofotométricamente. Los datos obtenidos en esta etapa fueron ajustados a modelos cinéticos de cero, primer y segundo orden. La cinética de liberación del AA se determinó al lavar cada muestra de cada sistema en n-hexano por diferentes intervalos de tiempo y, al recolectar los sobrenadantes y dejar evaporar el disolvente, la liberación del aceite se cuantificó por diferencia de peso. Los resultados se compararon con perlas de hidrogel formuladas con sólo AS (2% w/v). Las perlas de hidrogel de AS presentaron una forma casi esférica de ∼2.15 mm de tamaño promedio, mientras que las perlas de hidrogel de AS-MT tuvieron una forma semiesférica e irregular con un tamaño promedio significativamente mayores (∼3.45 mm). Las perlas de los hidrogeles AS-MT mostraron una mayor eficiencia de encapsulación (∼ 84.63 %) que las perlas de AS (∼73.45 %), y también ofrecieron una mejor protección al AA contra la oxidación durante el almacenamiento en comparación con el aceite sin encapsular y las perlas de AS. Las cinéticas de oxidación fueron de orden cero. La cinética de liberación de AA fue controlada por difusión y fue más lenta para las perlas AS-MT que para las de AS. Las características estructurales de los hidrogeles conformados solamente con AS promovieron perfiles de liberación del aceite más altos respecto a los hidrogeles formulados con AS-MT. Los resultados indican que la mezcla de AS-MT puede considerarse como un aditivo potencial para aplicaciones en la industria alimentaria. Los coloides alimentarios despiertan cada vez más interés en la industria alimentaria para satisfacer las demandas y los desafíos modernos de los consumidores. El mercado de hidrocoloides alimentarios se valoró en aproximadamente 9,928.5 millones de dólares en 2021 y se espera que aumente a aproximadamente 13,381.3 millones de dólares para 2028. Los sistemas de administración coloidal, en particular las perlas de hidrogel se centran especialmente en la sostenibilidad, el bienestar y la percepción sensorial. La incorporación exitosa de las perlas de hidrogel al sistema alimentario humano requiere un profundo conocimiento de su producción, propiedades, liberación o mecanismos de disociación en diferentes sitios objetivo. Se puede diseñar un sistema coloidal (espuma, microcápsula, complejo, hidrogel) para encapsular, transportar, proteger y liberar compuestos funcionales o biológicamente activos como saborizantes, enzimas, antimicrobianos, antioxidantes, nutrientes bioactivos (aceites grasos poliinsaturados), minerales, probióticos, etc. Los hidrocoloides se están enfocando ampliamente en el sistema alimentario porque son seguros, se pueden ajustar fácilmente, pueden ser portadores de una amplia gama de compuestos bioactivos y, lo más importante, pueden modular las propiedades sensoriales y fisicoquímicas de los alimentos. Los sistemas encapsulados pueden exhibir diversos perfiles de liberación dependiendo de su arquitectura estructural, el tipo de polímero encapsulante y las condiciones fisicoquímicas del medio de liberación. Estos perfiles responden a mecanismos físicos como difusión, hinchamiento, erosión o disolución, y son fundamentales para determinar la eficacia de la liberación controlada de compuestos como aceites funcionales, nutracéuticos o fármacos. Es por ello que es fundamental e importante comprender el proceso de liberación de compuestos bioactivos dentro de matrices encapsuladas como son los hidrogeles. En la literatura se encuentra una diversidad de modelos matemáticos y empíricos que se han empleado para predecir, comprender y ajustar perfiles de liberación de alimentos y fármacos. Por ende, este trabajo se centra en modelar e interpretar fenomenológicamente perfiles de liberación de aceite de ajonjolí encapsulado en diferentes tipos de perlas de hidrogel producidas mediante la técnica de gelación iónica empleando alginato de sodio y mucilago de tamarindo como agentes encapsulantes. 2026-08-24T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.11799/144493 Evaluación de diferentes modelos matemáticos en el proceso de adsorción de humedad en hidrogeles de aceite de ajonjolí González Granados, Valeria Azucena El objetivo de este trabajo se centró en analizar el proceso de adsorción de vapor de agua en tres tipos de perlas de hidrogel conteniendo aceite de ajonjolí (AA). Las perlas de hidrogel se formaron empleando la técnica de encapsulación de gelación iónica a partir de alginato de sodio (AS) y mezclas de alginato de sodio con mucílago de nopal (AS-MN). Para ello, se prepararon dispersiones acuosas de AS y MN al 2% (p/v), las cuales se mezclaron en tres proporciones en peso seco: 1:0, 1:1 y 1:1.5 (AS:MN). Una vez que los hidrogeles fueron obtenidos, se procedió a construir experimentalmente las isotermas de adsorción de estos sistemas acondicionados a 25, 35 y 45 °C, utilizando el método gravimétrico de celdas de equilibrio. Posteriormente, se emplearon seis modelos matemáticos para describir el fenómeno de adsorción: dos modelos teóricos (B.E.T, y G.A.B.), dos modelos semiempíricos (Lewicki y Halsey) y dos modelos empíricos (Henderson-Thompson y Oswin). El modelo de G.A.B. y el modelo de Henderson-Thompson resultaron ser los que mejor correlacionaron los datos experimentales presentando altos valores de r2 > 0.998 y porcentajes de error (%E < 5%). Cabe resaltar que la expresión de Henderson-Thompson al ser un modelo empírico, presentó una compensación entre sus dos parámetros de ajuste para correlacionar adecuadamente los datos experimentales. Por otra parte, el modelo de G.A.B. permitió conocer que las moléculas de vapor de agua se adsorbieron en la superficie de los hidrogeles tanto en la monocapa como en las multicapas, siendo el sistema AS-MN (1:1.5) el que tuvo mayor capacidad de adsorción de humedad, esto se debe a que el MN tiene la propiedad intrínseca de retener agua dentro de su estructura. Estos resultados permiten conocer para cada sistema de hidrogel formulado en qué contenido de humedad equivalente al valor en la monocapa, las perlas son más estables a factores deteriorativos, los que contribuyen a la degradación del aceite de ajonjolí encapsulado. Los objetivos de desarrollo sostenible generados en la agenda 2030 de la ONU, enmarca en alguno de ellos, que se debe de minimizar el hambre a nivel mundial. Para ello, es importante que se engloben varios aspectos a considerar para lograr dicho fin. Entre estos aspectos a considerar, es que los procesos industriales deben ser sustentables y sostenibles, los productos alimentarios deben ser mínimamente procesados para reducir riesgos a la salud humana, y que estos productos puedan ser accesibles para todas las personas. En los últimos años, la industria alimentaria se ha enfocado en elaborar alimentos que de alguna manera le aporten salud y nutrición al ser humano, para ello se enfocan en utilizar materias primas cada vez más naturales, de bajo costo y sustituyendo parcialmente los sintéticos para mejorar la calidad de vida. El consumo de ácidos grasos poliinsaturados es de vital importancia debido a sus aportes benéficos a la salud humana como es la prevención de enfermedades cardiovasculares reduciendo niveles altos de colesterol y triglicéridos. En el caso específico del aceite esencial de sésamo, este posee una combinación atractiva y balanceada de ambos tipos de ácidos grasos (omega 3 y omega 6) que potencialmente pueden ser utilizados en la producción de alimentos funcionales. Aunque existe una limitante para su uso, transporte y almacenamiento, ya que es un insumo susceptible a sufrir ciertos tipos de descomposición fisicoquímica y biológica al ponerse en contacto con oxígeno, temperatura, humedad y actividad de agua. Para su protección, estabilidad y extensión de vida útil del aceite de sésamo, se ha recurrido a la tecnología de encapsulación para contrarrestar estos efectos deteriorativos. Una de estas tecnologías que ha recibido gran atención y aplicación en el sector industrial ha sido la gelación iónica. Está técnica se basa en crear un entrecruzamiento de carácter físico entre el biomaterial conocido como alginato de sodio y algún ion de tipo divalente como el calcio, de esta manera se producen esferas de hidrogel de alginato que sirven como agentes encapsulantes y protectores de compuestos activos como es el caso del aceite de sésamo. Por otra parte, se ha demostrado que el mucílago de nopal (MN) cuenta con propiedades funcionales (espesantes, espumantes, emulsionantes, gelificantes, encapsulantes, retenedores de agua), que permite también retener aceites esenciales, y, por ende, es un atractivo biomaterial para ser considerado como agente encapsulante. Una vez que se han producidos hidrogeles por la tecnología de gelación iónica, se necesita evaluar la estabilidad de estos sistemas coloidales para garantizar condiciones de almacenamiento apropiados para retardar mecanismos deteriorativos del aceite de sésamo. Por lo que en este trabajo, se estudia y se analiza el fenómeno de adsorción de humedad en perlas de hidrogel de aceite de sésamo obtenidos mediante gelación iónica empleando alginato de sodio (AS) y mucílago de nopal (MN) como agentes encapsulantes y, a partir de diferentes modelos matemáticos empíricos, semiempiricos y teóricos poder evaluar y establecer condiciones de almacenamiento. 2026-06-22T00:00:00Z