ConTex Conversations
December 2019
To celebrate the achievements of our doctoral fellows, we periodically feature conversations with various members of the ConTex family. They talk to us about their research, goals, and enthusiasm for binational research.
Orlando Ramírez Valle
Hometown:
Santo Domingo Yanhuitlán, Oaxaca

Degree Program:
Ph.D. in Environmental Science and Engineering

Institution:
The University of Texas at El Paso

Advisor:
Dr. Hugo Alberto Gutiérrez-Jurado
Tell us about your research project and why it is important to you.
 
My research project analyzes the dynamics of water, soil, plants, and the atmosphere in semi-arid environments that have been affected by anthropogenic activity and compares them with an undisturbed environment. The site with anthropogenic activity is located in Cuauhtémoc, Chihuahua, Mexico, in the valley that encloses the endorheic basin of Laguna de Bustillos. The leading economic activity in this area is agriculture, and groundwater is the main source of water for socio-economic activities. Relying solely on groundwater has accelerated the depletion of the aquifer at a rate of 2 meters per year. Given this situation, it is imperative to make a reliable diagnosis of the different components of the water cycle at the basin and plot levels. It is necessary to use different on-site monitoring tools, such as sophisticated weather stations and satellite data of various types, to study the dynamics of water flows in the basin and to generate alternatives to mitigate the over-exploitation of groundwater mantles.
 
On the other hand, the natural site not disturbed by human activity is located north of the city of Las Cruces, New Mexico, within a long-term experimental station called "Jornada Experimental Range." In this particular site, the water-soil-plant-atmosphere relationship in a micro-ecosystem is studied using bio-meteorological stations with instruments capable of quantifying the exchange of water vapor gases and carbon dioxide between the ecosystem and the atmosphere. Laser spectrometry techniques are also used to measure isotopes of water in the soil, the vegetation, and in rainwater to track the origin and residence times of water in these ecosystems and evaluate the physiological responses of plants to rain pulses. In addition, we are working on generating tomographies of the subsoil in order to analyze the movement of water in the soil profile and to determine how the latter responds to different amounts and intensities of rainfall, as well as to evaluate the physiological behavior of roots in endemic plants with great tolerance to conditions of extreme aridity.
 
In other words, this project allows me to quantify and contrast the degradation of natural resources as a result of anthropogenic effects as well as of disturbances due to climate variations in the water cycle. Understanding these processes in detail gives us the opportunity to assess the sustainability of natural resources—in particular, water—in the desert areas of northern Mexico and the southern United States. The information we are generating is essential to develop better strategies for managing natural resources in large regions of both countries.
 
 
Have you submitted or published your research somewhere? Tell us about the experience.
 
In the first year of my Ph.D., in 2017, I participated in the International Congress of Water Quality in Chihuahua, with the presentation titled Impact of Agricultural Irrigation Practices on Water Resources in the Cuauhtémoc Aquifer Region . Later, I had the opportunity to participate in the annual Congress of the American Geophysical Union (AGU), which took place in December 2018 in Washington, D.C., with the presentation Assessment of Irrigation Efficiencies of an Agricultural Valley with an Over-exploited Aquifer Using Remote Sensing and Meteorological Data. In both events, I was able to interact with colleagues who work on the same topic with different approaches. Their comments and observations have enriched my work and have opened new opportunities for collaboration. I am currently scheduled to present my paper on Irrigation Optimization with Meteorological and Satellite Data to Improve Water Savings in an Intensive-Agriculture Valley with a Heavily Stressed Aquifer at the AGU Chapman Conference in Valencia, Spain. I do not doubt that this will also be a pleasant experience and an invaluable opportunity to interact with experts on the worldwide over-exploitation of aquifers for aquaculture.


What would you say is something interesting about your area of ​​study that most people do not know?
 
It is very important to understand the natural processes that intervene in the water balance at different scales in order to be able to develop strategies and effective techniques to stop and potentially reverse the unsustainable exploitation of natural resources. In addition, education at different levels on the care of natural resources is important to reduce the gap in the development and application of technologies for the care of natural resources in my country.
 
 
Tell us about your academic or professional collaborations with Mexico.
 
Currently, we are working with Mexico’s National Institute of Agricultural and Livestock Forestry Research (INIFAP) on research projects related to the space-time dynamics of agricultural activities and their impact on natural resources in a closed basin in northern Mexico. The INIFAP and UTEP’s eco-hydrology research group, led by Dr. Gutiérrez, developed a research proposal entitled Evaluation of hydrological, environmental and economic dynamics in a semi-arid basin and the effects of intensive agricultural production in the sustainability of the productive system under three irrigation regimes . This proposal is in the process of being evaluated and might be funded.
 
 
What attracted you to Texas and UT El Paso?
 
During my professional practice, I have participated actively in the formulation and implementation of research projects, especially in matters related to the efficient use of water. However, I found myself in need of acquiring new knowledge related to the processes of water exchange between plants and the atmosphere—particularly in arid and semi-arid ecosystems—in order to be able to develop cutting-edge research and contribute to the solution of the great challenges posed by the sustainable use of water in the agricultural sector. Given this need, I remember attending a seminar that Dr. Gutierrez, professor at The University of Texas at El Paso, taught at INIFAP in February 2017. I realized then that his research topics have great potential for agricultural applications, and I took advantage of the opportunity to express my interest in postgraduate studies on issues related to hydrological processes and water management. Because my specialization needs coincided with the research lines of Dr. Gutierrez, and since UTEP offered a doctoral program in environmental sciences and engineering, I thought it was a perfect opportunity to do my doctoral studies at The University of Texas at El Paso.


What have been some good things you did not expect from Texas or UT El Paso?
 
Honestly, my family and I we were very excited about the experience of living in a country outside our native country, of getting to know other cultures, and starting this pleasant path of academic development together. So, we didn't stop to think about the adverse things that could arise. As time went by, the kindness, patience, and professionalism of the professors generated a friendly and trustworthy environment. In addition, I was pleasantly surprised by the opportunity my oldest son has had to attend school and learn a new and important language, as well as the general kindness of the people along the border.
 
 
What have been the biggest challenges of studying at UT El Paso and living in the United States?
 
One of the biggest challenges has been the language, but with practice, I have gradually been getting better.
 
 
How has the support of ConTex and CONACYT impacted you?
 
As a parent and student, I deal with many concerns, but it is a relief to know that the financial support provided by ConTex-CONACYT gives me the opportunity to devote the necessary time to courses and research.
 
 
What kind of work do you expect to do in the future? How do you expect your research to benefit people in the United States and Mexico?
 
I want to continue working on research related to water management. It is a broad area in which there is much to do in the face of climate change and the needs of food production. In Mexico, the United States, and anywhere in the world, there are places vulnerable to water scarcity. This is an issue that allows bi-national collaborations and building multidisciplinary work teams.
 
 
What advice would you give to other Mexican students who are considering studying in Texas?
 
I would say it is a great opportunity to acquire new tools, new ways of working, and getting to know new cultures. In addition, it is an opportunity to work with state-of-the-art equipment to conduct cutting-edge studies, as well as of interacting with various people who will make you grow as a human being and teach you new things.
Conversaciones ConTex
Diciembre de 2019
Para celebrar los logros de nuestros becarios de doctorado, periódicamente publicamos conversaciones con diferentes miembros de la familia ConTex. Ellos nos hablan de sus proyectos de investigación, de sus metas y de su entusiasmo por la investigación binacional.
Orlando Ramírez Valle
Lugar de Nacimiento:
Santo Domingo Yanhuitlán, Oaxaca

Programa de Estudios:
Doctorado en Ciencia e Ingeniería Ambiental

Institución:
Universidad de Texas en El Paso

Asesor:
Dr. Hugo Alberto Gutiérrez-Jurado
Cuéntanos acerca de tu proyecto de investigación y por qué es importante para ti.
 
Mi proyecto de investigación analiza la dinámica del agua, suelo, plantas y la atmósfera en ambientes semiáridos afectados por actividad antropogénica, y los compara con un ambiente no perturbado. El sitio con impacto antropogénico se localiza en Cuauhtémoc, Chihuahua, México, en el valle que encierra la cuenca endorreica de la Laguna de Bustillos. En este lugar, la actividad económica fundamental es la producción agrícola y el agua subterránea es la principal fuente de abastecimiento para las actividades socioeconómicas. La dependencia de la zona en las reservas subterráneas de agua ha acelerado el abatimiento del acuífero a razón de 2 metros por año. Ante esta situación se hace imperativo realizar un diagnóstico confiable sobre los diferentes componentes del ciclo del agua a nivel de cuenca y a nivel de parcela. Se requiere el uso de diferentes herramientas de monitoreo in situ, como estaciones meteorológicas sofisticadas y datos satelitales de diferentes tipos, para estudiar la dinámica de los flujos de agua en esta cuenca y generar alternativas para mitigar la sobreexplotación de los mantos subterráneos.

Por otra parte, el sitio natural no perturbado por la actividad humana se localiza al norte de la ciudad de Las Cruces, Nuevo Mexico, dentro de una estación experimental de largo plazo llamada " Jornada Experimental Range ." En este sitio en particular se estudia la relación agua-suelo-planta-atmósfera en un micro-ecosistema, haciendo uso de estaciones bio-meteorológicas con instrumentos capaces de cuantificar los intercambios de gases de vapor de agua y dióxido de carbono entre el ecosistema y la atmósfera. Se utilizan también técnicas de espectrometría laser para medir los isotopos de agua en el suelo, la vegetación y el agua de lluvia para rastrear el origen y los tiempos de residencia del agua en estos ecosistemas y evaluar las respuestas fisiológicas de las plantas a los pulsos de lluvia. Además, estamos trabajando en generar tomografías del subsuelo que nos permitan analizar el movimiento del agua en el perfil del suelo y determinar cómo responde este último a diferentes cantidades e intensidades de lluvia, así como evaluar el comportamiento fisiológico de raíces en plantas endémicas y con gran tolerancia a condiciones de aridez extrema.

En otras palabras, este proyecto me permite cuantificar y contrastar la degradación de los recursos naturales tanto por efectos antropogénicos como por las perturbaciones resultado de variaciones del clima en el ciclo natural del agua. Entender estos procesos a detalle nos brinda la oportunidad de evaluar la sostenibilidad de los recursos naturales, en particular del agua, en las zonas desérticas del norte de Mexico y el sur de Estados Unidos. La información que estamos generando es imprescindible para poder desarrollar mejores estrategias de manejo de los recursos naturales en amplias regiones de ambos países.
 
 
¿Has presentado o publicado tu investigación en algún lugar? Cuéntanos sobre la experiencia.
 
En el primer año de mi doctorado, en el 2017, participe en el Congreso Internacional de Calidad del Agua en Chihuahua, con la ponencia titulada Impacto de las Prácticas del Riego Agrícola sobre los Recursos Hídricos en la Región del Acuífero Cuauhtémoc . Posteriormente, tuve la oportunidad de participar en el Congreso anual de la American Geophysical Union (AGU) que tuvo lugar en diciembre de 2018 en Washington, D.C., con la presentación Assessment of Irrigation Efficiencies of an Agricultural Valley with an Overexploited Aquifer Using Remote Sensing and Meteorological Data . En ambos eventos pude interactuar con colegas que trabajan el mismo tema desde enfoques diferentes. Sus comentarios y observaciones han enriquecido mi trabajo de investigación y han abierto nuevas oportunidades de colaboración. Actualmente, tengo programado presentar mi ponencia Irrigation Optimization with Meteorological and Satellite Data to Improve Water Savings in an Intensive-Agriculture Valley with a Heavily Stressed Aquifer en la Conferencia Chapman del AGU en Valencia, España. No dudo que esta también será una grata experiencia y una inmejorable oportunidad para intercambiar ideas con los expertos en el tema de sobreexplotacion de acuíferos por la actividad acuícola a nivel mundial.
 
 
¿Qué dirías que es algo interesante sobre tu área de estudio que la mayoría de la gente no sabe?
 
Es de suma importancia entender los procesos naturales que intervienen en el balance del agua a diferentes escalas para poder desarrollar estrategias y técnicas eficaces para detener y en su caso revertir la explotación no sostenible de los recursos naturales. Además, es importante la educación en los distintos niveles sobre el cuidado de los recursos naturales para disminuir la brecha en el desarrollo y aplicación de las tecnologías para el cuidado de los recursos naturales en mi país.
 
 
Cuéntanos sobre tus colaboraciones académicas o profesionales con México.
 
Actualmente, estamos colaborando con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) de México en proyectos de investigación relacionados con las dinámicas espacio-temporales de las actividades agrícolas y su impacto sobre los recursos naturales en una cuenca cerrada del norte de Mexico. El INIFAP y el grupo de investigación de eco-hidrología de UTEP, liderado por el Dr. Gutiérrez, desarrollaron una propuesta de investigación que se titula: “Evaluación de las dinámicas hidrológica, ambiental y económica en una cuenca semiárida y los efectos de la producción agrícola intensiva en la sostenibilidad del sistema productivo bajo tres regímenes de riego.” La propuesta se encuentra en proceso de evaluación y podría recibir financiamiento.
 
 
¿Qué te atrajo a Texas y a UT El Paso?
 
Durante mi ejercicio profesional, he participado de manera activa en la formulación e implementación de proyectos de investigación, particularmente en temas relacionados con el uso eficiente del agua. Sin embargo, me encontré con la necesidad de adquirir nuevos conocimientos relacionados con los procesos de intercambio de agua entre las plantas y la atmósfera, particularmente en ecosistemas áridos y semiáridos, con la finalidad de desarrollar la capacidad para producir investigación de frontera que pueda contribuir a la solución de los grandes retos en materia de sustentabilidad en el uso de agua en el sector agrícola. Ante esta necesidad, recuerdo haber asistido a un seminario que el Dr. Gutiérrez, Profesor de la Universidad de Texas en el Paso, impartió en el INIFAP en febrero del 2017. Ahí me percaté de que sus temas de investigación tienen gran potencial para aplicación agrícola y aproveché la oportunidad para externarle mi inquietud de realizar estudios de posgrado en temas relacionados con los procesos hidrológicos y manejo del agua. Dado que mis necesidades de especialización coincidían con las líneas de investigación del Dr. Gutierrez, y puesto que UTEP ofrece un programa Doctoral en Ciencias Ambientales e Ingeniería, pensé que hacer mi Doctorado en la Universidad de Texas en el Paso era una inmejorable oportunidad.
 
 
¿Cuáles han sido algunas cosas buenas que no esperabas de Texas o de UT El Paso?
 
La verdad, estábamos muy emocionados por la experiencia de vivir en un país diferente a nuestro país de origen, de conocer otras culturas e iniciar este agradable sendero de preparación académica junto con mi familia. Así que no nos detuvimos a pensar en las cosas adversas que se pudieran presentar. Mientras fue transcurriendo el tiempo, la amabilidad, paciencia y profesionalismo de los profesores propiciaron un ambiente amigable y de confianza. Además, la oportunidad de que mi hijo mayor asista a la escuela y pueda aprender un nuevo e importante idioma, y en general la amabilidad de la gente de la frontera, han sido muy gratas sorpresas.
 
 
¿Cuáles han sido los mayores desafíos de estudiar en UT El Paso y vivir en los Estados Unidos?
 
Uno de los mayores desafíos ha sido el idioma, aunque sin duda, con la práctica, he ido mejorando paulatinamente.
 
 
¿De qué manera te ha impactado el apoyo de ConTex y CONACYT?
 
Como padre de familia y estudiante se tienen diversas preocupaciones, pero es de gran alivio saber que el soporte económico que brinda Contex-CONACYT da la oportunidad de dedicarle el tiempo necesario a los cursos y la investigación.
 
 
¿Qué tipo de trabajo esperas hacer en el futuro? ¿De qué manera esperas que tu investigación beneficie a las personas en los Estados Unidos y México?
 
Quiero seguir trabajando en investigación relacionada con el manejo del agua. Es un tema amplio en el que hay mucho por hacer ante la variabilidad climática y las necesidades de producción de alimentos. En México, en Estados Unidos, y en cualquier parte del mundo, existen lugares vulnerables a la escasez de agua. Es un tema que permite colaboraciones binacionales y construir equipos multidisciplinarios de trabajo.
 
 
¿Qué consejo le darías a otros estudiantes mexicanos que estén considerando estudiar en Texas?
 
Les diría que es una gran oportunidad para adquirir nuevas herramientas, nuevas formas de trabajar y conocer nuevas culturas. Además, es una oportunidad para tener acceso a equipos de vanguardia para realizar estudios de frontera y de interactuar con diversas personas que te harán crecer como ser humano y te enseñarán cosas nuevas.