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Calibración de parámetros de infiltración y rugosidad con un modelo numérico para riego con surcos cerrados
Authors: Vázquez Fernández Ernesto , Gràcia Sabaté Francesc Xavier
Published: November 2015

Se presenta la calibración de los parámetros que intervienen en las ecuaciones de infiltración de Green y Ampty de rugosidad de Manning, a través del empleo de un modelo hidrodinámico completo en diferencias finitas para riego con surcos cerrados que resuelve las ecuaciones de Saint-Venant. Se muestran los resultados obtenidos en tres ensayos realizados en un surco cerrado de 50 m y, en un apéndice, el ajuste de la curva de avance en un surco cerrado de 150 m. Se concluye que el modelo numérico es aceptable para reproducir las tres fases del riego con surcos cerrados (avance, llenado y receso), por lo que puede ser empleado en el proceso de diseño para riego con surcos cerrados.
Métodos regionales para estimar la probabilidad de frequencia de crecidas
Authors: Varas Eduardo , Lara Soledad
Published: November 2015

Este trabajo propone métodos regionales de momentos ponderados por probabilidad y de máxima verosimilitud, para obtener una curva de frecuencia de crecidas en una región. A diferencia de los métodos convencionales, el método propuesto de máxima verosimilitud, ajusta una función de distribución a cada lugar, cuyos parámetros en cada sitio son función de variables geográficas, geomorfológicas o hidrológicas y de parámetros regionales, los cuales se estiman usando el método de máxima verosimilitud. El método propuesto de momentos ponderados hace uso de la información hidrológica disponible en la región, tanto para obtener una expresión para la crecida media anual, como para ajustar un modelo de distribución a la muestra. Esto se logra estimando bajo un mismo sistema de ecuaciones, los parámetros que ajustan la crecida media anual y los parámetros de la distribución de interés. Se han desarrollado expresiones aplicando el método de máxima verosimilitud regional con las distribuciones de Valores Extremos tipo I, Valores Extremos Generalizada y Pearson III. Para el método de momentos ponderados se han desarrollado expresiones para los modelos de Valores Extremos tipo I, Valores Extremos Generalizada y Wakeby. Se ilustra una aplicación de los métodos propuestos con los datos de crecidas máximas diarias observados en un conjunto de 25 estaciones fluviométricas de la región centrosur de Chile. Los resultados obtenidos permiten comprobar que los procedimientos propuestos entregan resultados más acertados que los métodos convencionales.
Estimación de la recarga mediante un método de balance de agua en un suelo desnudo del parque natural del entorno de Doñana
Authors: López Rodríguez José Javier , Giráldez Cervera Juan Vicente
Published: November 2015

Se ha estudiado la recarga del acuífero freático de Almonte-Marismas mediante un modelo del movimiento del agua en el suelo basado en representaciones simplificadas del flujo de agua y calor, usado previamente en un análisis de la eficiencia del barbecho. Los resultados del modelo contrastados con observaciones de campo muestran la variabilidad de la recarga en el periodo 1992-1995, en los que el porcentaje de lluvia que se convirtió en recarga osciló entre el 1.9 y el 40.9 %. El parámetro más sensible del modelo es la conductividad hidráulica saturada.
Prefermentación de agua residual urbana empleando un reactor biopelícula de lecho sumergido
Authors: Castillo de Castro Pedro , González Ruiz Guarocuya , Tejero Monzón Iñaki
Published: November 2015

Esta investigación describe la acidificación de agua residual urbana (ARU). La experimentación se llevó a cabo utilizando un reactor biopelícula de lecho sumergido fijo (BLSF), en el cual se produce la hidrólisis de los sólidos en suspensión retenidos en la zona de decantación del reactor, mientras que la biomasa de la biopelícula se encarga de la acidificación del medio. Se operó bajo cargas orgánicas aplicadas (COA) comprendidas entre 0,5 y 23 kg DQO/m3·d, tiempos de retención hidráulico (TRH) entre 0,5 y 2 h, y a temperatura ambiente, entre 17 y 25ºC. La mayor tasa de producción de ácidos grasos volátiles (AGV) obtenida fue de 0,28 mg AGV/mg DQO, al operar con COA comprendidas entre 5,5 y 15 Kg. DQO/m3·d, y un TRH inferior a 1 h. A lo largo de toda la experimentación la DQO efluente estuvo constituida entre el 71 y 100% por AGV, y se alcanzaron rendimientos en la retención de los SSs del 100% y reducciones del 85% de la DQO particulada. El fósforo liberado en forma de ortofosfatos durante la experimentación fue del 10 al 30%. El lecho de fangos proporciona estabilidad al sistema en la producción de AGV.
Eficiencia de aplicación en el riego por surcos abiertos al emplear dos pendientes
Authors: Vázquez Fernández Ernesto
Published: November 2015

Se presentan resultados comparativos de eficiencias de aplicación en el riego con recorte en surcos abiertos cuando existen una y dos pendientes longitudinales fuertes (0.2% o mayores). En surcos de dos pendientes, con la menor en la parte baja y el cambio de ellas a 0.75 de la longitud, el incremento de la eficiencia, con respecto a la de surcos con pendiente única es del orden del 13%. Esto permite concluir que si en el campo se presenta esta situación favorable, no es conveniente explanar las parcelas con una sola pendiente, o bien, si ya tienen una pendiente y fuera posible explanar para que los surcos tuvieran dos pendientes, la eficiencia sería más alta.
Auditoría de redes de distribución de agua
Authors: Cabrera Enrique , Almandoz Jabier , Arregui Francisco , García-Serra Jorge
Published: November 2015

Se presenta una metodología, apoyada en bases de datos disponibles en aquellos suministros de agua urbanos cuya gestión técnica sea correcta, que sistematiza el establecimiento de auditorías hídricas. El balance propuesto es ligeramente distinto al que recomienda la International Water Supply Association (IWSA). Se clasifican, de manera ordenada y en diversos niveles, los diferentes destinos del agua inyectada al sistema, y se definen hasta tres rendimientos distintos que evalúan su eficiencia. El primero de ellos, el global, queda como síntesis de los otros dos que valoran el estado de la red de distribución y la gestión técnico-administrativa, respectivamente. El criterio establecido contribuye, pensamos, a paliar la falta de uniformidad de criterios que, a la hora de definir tan importantes indicadores de gestión, existe en la literatura técnica. Se señalan algunos inconvenientes derivados del uso de estos rendimientos porcentuales, obtenidos a partir de la relación de volúmenes del balance, frente a otros indicadores relativos que, por posibilitar una comparación objetiva entre abastecimientos, son los que recomiendan las organizaciones internacionales. El trabajo concluye con un análisis detallado de los sumandos del balance hídrico propuesto y propone metodologías concretas para la evaluación de cada uno de ellos.
Evolución de las inundaciones en Catalunya en los últimos quinientos años
Authors: Llasat Botija Ma. del Carmen , Barriendos i Vallvé Mariano , Rodríguez Roberto , Martín Vide Javier
Published: November 2015

El presente trabajo muestra los resultados alcanzados tras el análisis de la documentación relativa a inundaciones, obtenida directamente de archivos municipales y eclesiásticos de diferentes lugares de Cataluña. En algunos casos dicha información se ha complementado con documentación privada o bibliografía. Finalmente, y con el objetivo de poder realizar un estudio comparativo de algunos episodios se ha recurrido a información instrumental procedente de la estación meteorológica de Barcelona, desde 1780. Todo ello ha permitido reconstruir las series de Barcelona, Tortosa y Gerona, desde 1389 hasta 1971, así como confeccionar nueve series secundarias correspondientes a otras tantas localidades, con el fin de analizar las características regionales. En primer lugar se ha realizado una clasificación de las inundaciones atendiendo a los daños producidos, lo que ha permitido confeccionar diferentes índices cuantitativos. En segundo lugar se ha analizado la evolución temporal de tales índices, con resolución anual y mensual. El trabajo se ha completado con el análisis de anomalías, análisis de tendencias y análisis espectral de un índice representativo de toda Cataluña. El objetivo final del presente trabajo es la identificación y caracterización de la dinámica de las inundaciones desde el siglo XV hasta nuestros días. Palabras clave: series históricas, inundaciones, clima y agua, análisis temporal, análisis espectral, riesgo, vulnerabilidad, Cataluña.
Retos de la hidrología subterránea
Authors: Custodio Gimena Emilio , Llamas Manuel Ramón , Sahuquillo Herráiz Andrés
Published: November 2015

La Hidrología subterránea es una rama de la Hidrología que trata de las diferentes formas y situaciones del agua bajo la superficie terrestre. Considera no solo al agua subterránea como un recurso sino también su papel esencial en la Naturaleza, en la geomorfología y en la geodinámica terrestre. Es una Ciencia y una Ingeniería cuyos principios básicos están razonablemente establecidos, pero que aún tiene numerosos aspectos por desarrollar, tanto desde el punto de vista científico como aplicado. En buena parte ello es debido a la complejidad del terreno y de las interacciones del agua con el mismo. Los fenómenos se pueden considerar a muy distintas escalas, desde la del poro o la microfisura a la del conjunto de fenómenos geológicos a escala regional. Con frecuencia se observa a una escala y las cuestiones a considerar o resolver están a otra diferente. Como sucede en otras Ciencias de la Naturaleza, el paso de una escala a otra tiene serios problemas conceptuales y prácticos. Aún se requiere un notable esfuerzo para el establecimiento de modelos conceptuales, de simulación numérica, de interpretación hidrogeoquímica y de conocimiento de los aspectos bioquímicos, tanto para entender el papel natural del agua subterránea, como para potenciar su valor como recurso económico, y tambien para lograr su uso sustentable, proteger de la contaminación y remediar los posibles efectos negativos debidos a su aprovechamiento. A los temas científicos y técnicos se unen los económicos y sociales, cada vez con mayor peso y relevancia. En este artículo se presenta la visión de los autores sobre la situación actual y la evolución futura basándose en las necesidades de conocimiento y desarrollo. Los aspectos socioeconómicos sólo se esbozan, aunque se reconoce que hoy son quizás los más relevantes a efectos prácticos. Este artículo no pretende ser un estado del arte y las referencias se limitan a algunas publicaciones orientativas.
La modelación física en las obras hidráulicas
Authors: Mateos Cristóbal
Published: November 2015

Los modelos físicos en obras hidráulicas se caracterizan por ser entidades más accesibles y fáciles de manejar que un proceso hidráulico real. Muestran un comportamiento suficientemente aproximado a estos procesos, de tal forma que los técnicos sean capaces de prever qué pasará en el prototipo en situaciones de particular interés mediante observación del comportamiento del modelo. Además de presentar el modelo mental como base para el resto de los modelos, los modelos matemáticos y analógicos se caracterizan por estar basados en su capacidad de resolver el sistema de ecuaciones que gobierna el proceso objeto de estudio. La resolución del sistema de ecuaciones se lleva a cabo mediante herramientas estrictamente matemáticas en los modelos matemáticos, mientras que en los analógicos se utiliza un objeto físico. En éstos últimos, el comportamiento de tales objetos, en aquellos aspectos que son de interés, es gobernado por las mismas ecuaciones que en el prototipo. En lo que concierne a un modelo físico o reducido, se caracteriza por la utilización de una réplica a escala del proceso del prototipo. La mayor parte de este artículo se centra en éstos últimos modelos.
El episodio pluviométrico del 10 de junio en Cataluña. Un primer estudio hidrometeorológico
Authors: Sempere Torres Daniel , Corral Alexandri Carles , Berenguer Marc , Sánchez-Diezma Guijarro Rafael , Dolz Ripollès Josep
Published: November 2015

En este artículo se estudia el episodio pluviométrico registrado el día 10 de junio de 2000 en Cataluña. En particular se analiza la lluvia caída en la cuenca de 97 km2 correspondiente a la riera de Magarola en su cruce con la autovía N-II en Esparreguera (Barcelona). Para ello se utiliza información de campo obtenida a partir de radar meteorológico, pluviómetros y pluviógrafos. Sobre la mayor parte de la cuenca se recogieron más de 150 mm de lluvia durante el episodio. También prácticamente sobre toda la cuenca cayeron más de 100 mm en dos horas. El cálculo del período de retorno asociado a la lluvia de 24 horas evidencia la naturaleza excepcional del fenómeno. No obstante la información histórica disponible es insuficiente y solo permite realizar estimaciones con una gran incertidumbre.
Biodegradabilidad de la materia orgánica natural del agua y efecto del ozono
Authors: Rodríguez Vidal Francisco Javier , Pérez Serrano Antonio , Orozco Barrenetxea Carmen , González Delgado Mª Nieves , Ibeas Reoyo Mª Victoria
Published: November 2015

En el presente trabajo se estudia la biodegradabilidad de la materia orgánica natural del agua (MON), constituída fundamentalmente por las sustancias húmicas (ácidos fúlvicos y húmicos), y la influencia del tratamiento de preozonización, mediante ensayos basados en la medida del carbono orgánico disuelto biodegradable (CODB). Los ácidos fúlvicos y húmicos tienen un carácter poco biodegradable, por tratarse de grandes macromoléculas orgánicas poco aptas para ser utilizadas por el metabolismo de los microorganismos acuáticos; el tratamiento de ozonización aumenta la biodegradabilidad de las sustancias húmicas y, en general, de la MON del agua.
Optimización de estaciones de bombeo en riego a la demanda
Authors: Planells P. , Tarjuelo Martín-Benito José María , Ortega J. F.
Published: November 2015

Se ha desarrollado un método sencillo para definir las curvas máximas y mínimas de altura piezométrica-caudal en la cabecera de una red de distribución de agua para riego, lo que constituyen las envolventes de los posibles puntos de funcionamiento de la red. La curva de máximo se puede utilizar tanto para el dimensionamiento de la estación de bombeo como para su regulación y control en tiempo real, introduciéndola en el módulo PID (Proportional, Integral and Derivative) de un autómata programable. Además, se presenta un método simplificado para evaluar el consumo de energía durante la campaña de riegos, válido para las distintas tarifas eléctricas y sus correspondientes discriminaciones horarias. Los resultados muestran las condiciones de funcionamiento de la estación de bombeo que minimizan el consumo energético anual, indicando el número de bombas iguales acopladas en paralelo que funcionan a velocidad fija o variable, habiendo dimensionado previamente la estación de bombeo para poder suministrar el caudal de diseño en cabecera a una presión que garantice la presión mínima en cualquiera de las tomas de la red para cualquier condición de funcionamiento.
Eliminación biológica de nutrientes (nitrógeno y fósforo) mediante un proceso discontinuo de fangos activados
Authors: Escaler Mª Isabel , Mujeriego Sahuquillo Rafael
Published: November 2015

Los Reactores Biológicos Secuenciales son una alternativa a los sistemas de tratamiento de fangos activados convencionales. Su funcionamiento discontinuo, basado en ciclos que se repiten a lo largo del tiempo, les proporciona una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes modalidades de tratamiento y, en concreto, para la eliminación de nutrientes. El estudio realizado con un prototipo de reactor biológico secuencial ha permitido evaluar los procesos de eliminación de materia orgánica y nutrientes (nitrógeno y fósforo) de un agua residual urbana. Las concentraciones medias de materia orgánica, medida como DQO, y de materia en suspensión en el efluente han sido de 40 mg O2/L y 8 mg/L, con unos rendimientos de eliminación del 83 y 88%, respectivamente. Los rendimientos de eliminación de nitrógeno han sido del 53%, con una concentración media en el efluente de 14 mg N/L. Por otra parte, la presencia de nitratos en el líquido de mezcla ha inhibido el proceso de asimilación biológica de fósforo en la mayor parte de los ciclos estudiados. En las ocasiones en que no ha sido así, se han alcanzado rendimientos de eliminación de fósforo del 67%, con concentraciones en el efluente próximas a 2 mg P/L.
Estimación de láminas máximas de lluvia a partir de información pluviométrica diaria
Authors: García Carlos M. , Caamaño Nelli Gabriel E. , Dasso Clarita M.
Published: November 2015

En sitios sin registros pluviográficos es posible estimar, a partir de datos de lluvia diaria, láminas de lluvia máximas de duraciones menores o iguales a 24 horas, para utilizar en diseño hidrológico. Estas técnicas se basan en la existencia de vínculos entre las láminas máximas diarias (1 día pluviométrico), las de 24 horas y las de duraciones menores. El objetivo de este estudio es discutir la aptitud de diversas técnicas de cálculo de esas relaciones y proponer una metodología en particular para la estimación de lluvias máximas de duraciones menores a 24 horas, estableciendo límites y errores medios esperados en su aplicación. Para la fase experimental se emplean registros de siete pluviógrafos con series de 22 a 38 años, emplazados en la región central de Argentina. El análisis incluye evaluaciones de los siguientes aspectos: la sensibilidad de los resultados al método de estimación de lluvias máximas; la dependencia de los vínculos mencionados con la recurrencia de las láminas; la universalidad de los valores obtenidos para la región de estudio, y la conveniencia de emplear cocientes zonales y regionales.
Panorama da irrigação no Brasil: evolução, tendências, novas legislações
Authors: Brasil Vieira Dirceu , D'Alkmin Telles Dirceu
Published: November 2015

Destaca-se inicialmente a preocupação mundial com a questão da água, cada vez mais escassa e com inaceitáveis padrões de qualidade. Enfocando o Brasil como um todo, com alguns destaques para o Estado de São Paulo, este estudo apresenta a evolução da irrigação e suas preocupações com a economia no uso agrícola de água. São fornecidos dados e tendências relativos à : áreas irrigadas, cadastro de irrigantes, vazões requeridas, culturas irrigadas, tipos de equipamentos, projetos em andamento e futuros. Alguns problemas levantados e suas conseqüentes preocupações com a economia de água são apresentadas. Apresenta-se a recente legislação brasileira que estabelece a Política e o Sistema Nacional de Recursos Hídricos. A nível do Estado de São Paulo, detalha-se os novos preceitos legais, responsáveis por : Planos Estaduais de Recursos Hídricos, Comitês de Bacias, Sistema de Outorga de Directos e o de Cobrança pela utilização da água . Em conclusão, os autores apresentam resultados obtidos, em cadastros de irrigantes, seus principais problemas referentes ao desenvolvimento racional da irrigação e à economia no seu uso de água.
Siete lecciones de la experiencia de Chile en materia de mercados del agua
Authors: Dourojeanni Axel , Jouraviev Andrei
Published: November 2015

A principios de la década de los ochenta, Chile adoptó un nuevo Código de Aguas cuyo objeto central fue fortalecer la propiedad privada, limitar el rol del Estado en la gestión del agua y generar un mercado del agua bajo el supuesto de que ello promovería la inversión privada y llevaría a la eficiencia en la asignación del agua. Estas reformas, especialmente las tendentes a la creación de un mercado del agua, han despertado gran interés en todo el mundo. En algunos países, los anteproyectos de leyes de aguas escogidos para ser debatidos han sido una copia casi fiel del Código de Aguas de Chile de 1981 (en adelante, el Código). Sin embargo en su difusión se menciona rara vez, si alguna, los problemas que su aplicación ha provocado, como tampoco el amplio debate que existe en Chile en relación a las propuestas para modificarlo. El presente artículo analiza las principales lecciones de la experiencia de Chile en materia de mercados del agua. Se basa en tres estudios realizados por la División de Recursos Naturales e Infraestructura de la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL) sobre el tema (Dourojeanni y Jouravlev, 1999; Lee y Jouravlev, 1998; CEPAL, 1995).
Consideraciones sobre la protección legal de la mancha húmeda
Authors: Hera Portillo África de la , González Monterrubio José Manuel , Llamas Manuel Ramón
Published: November 2015

La protección legal de los humedales resulta posible teóricamente en casi todos los casos, pues existen abundantes vías para conseguir tal objetivo, consistentes en la aplicación de diversas leyes: Ley del Suelo, Ley del Agua, Ley de la Conservación de los Espacios Naturales y de la Flora y Fauna Silvestre (LCENFFS), etc. Sin embargo, esta protección legal resulta poco eficaz desde el punto de vista hidrológico. Hasta el momento, la mayor parte de los mecanismos de protección legal de estos ecosistemas se ha basado en criterios faunísticos. Afortunadamente, desde hace pocos años, estos criterios de protección han comenzado a cambiar, atendiendo a otros criterios (biodiversidad, producción cinegética, etc.); no obstante, se encuentran aún alejados de dar la primacía que le corresponde al papel del agua. En este artículo se comentan la amplia gama de figuras de protección legal que existen actualmente en el ámbito de los humedales de La Mancha Húmeda, y se analizan los resultados de dicha protección haciendo especial mención de Las Tablas de Daimiel. Básicamente puede decirse que ninguno de los mecanismos de protección que operan en este ámbito del territorio, ha conseguido corregir la degradación que padecen muchos humedales manchegos.
Análisis de la fiabilidad de una red de riego en función de la simultaneidad de la demanda
Authors: Reca Cardeña Juan , Martínez López Joan , Roldán Cañas José , Callejón Baena José Luis
Published: November 2015

Garantizar el suministro es un aspecto de vital importancia en las redes de distribución de agua para cultivos intensivos de invernadero, característicos del sudeste español. Esto es debido a su alto valor económico y a que se desarrollan sobre suelos o substratos con escasa capacidad de retención de agua que exigen riegos frecuentes. En estas condiciones, una interrupción del suministro durante un corto período de tiempo puede suponer un grave perjuicio económico para el agricultor. A pesar de que los tiempos de riego son relativamente cortos y existe un gran número de pequeños usuarios, la demanda de agua no se distribuye de manera uniforme, ya que es frecuente que las operaciones de riego se concentren en pocas horas. Esta simultaneidad del riego aumenta los requerimientos a los que esta sometida la red de distribución. En este trabajo se presenta una metodología útil para analizar la fiabilidad de una red de distribución de agua para riego a presión. Se ha elaborado una herramienta informática que permite estudiar la respuesta de una red determinada para diferentes probabilidades de simultaneidad de la demanda. Este programa realiza la simulación hidráulica del funcionamiento de la red en cada caso y calcula diferentes índices que permiten evaluar la calidad del servicio a los usuarios. Como aplicación del modelo se estudia un caso práctico.
Sistema computarizado para la gestión del agua en sistemas de riego por gravedad en México
Authors: Mundo Molina Martín D. , Martínez Polioptro
Published: November 2015

En México los distritos de riego enfrentan diversos problemas, tanto técnicos como de gestión administrativa. En la parte administrativa es preciso automatizar grandes volúmenes de información, de tal manera que ésta sea expedida. En la parte técnica es necesario, entre otros importantes y diversos problemas, mejorar la eficiencia de los distritos, maximizando la producción por unidad de agua utilizada. Una alternativa para apoyarlos en la solución de esta problemática es la incorporación y uso de diversas herramientas tecnológicas, software y hardware, que integradas permitan facilitar la gestión técnica y administrativa de dichos sistemas de riego. Con estos objetivos se creó el SICODE. El SICODE es un sistema de cómputo que integra de manera modular los siguientes programas: base de datos, sistema de información geográfica, simulación de balance de agua en el suelo (pronóstico del riego, apoyado en estaciones meteorológicas automatizadas), simulador biológico y sistema experto. El objetivo de este trabajo es presentar las principales características del SICODE, que actualmente está implementado en el distrito de riego: 010 Culiacán en el estado de Sinaloa, México.
Técnicas de predicción a corto plazo de la demanda de agua. Aplicación al uso agrícola
Authors: Pulido Calvo Inmaculada , Roldán Cañas José , López Luque Rafael , Gutiérrez Estrada Juan Carlos
Published: November 2015

La demanda de agua es la magnitud de referencia en la gestión óptima de los sistemas de distribución. En este trabajo se propone la estimación de la demanda en las próximas 24 horas en un sistema de distribución de agua para riego, y se utilizan, junto con los métodos tradicionales de predicción de regresión múltiple y de modelos univariantes de series temporales (ARIMA), las Redes Neuronales Computacionales (RNCs). Se dispone de los datos de las demandas diarias de agua de las campañas de riegos 1987/88, 1988/89 y 1990/91 de la zona regable de Fuente Palmera (Córdoba). Los modelos se establecen considerando la relación de los datos presentes y pasados de la demanda, aunque también se analiza la influencia de datos climáticos (temperatura máxima, temperatura media, temperatura mínima, precipitación, humedad relativa, horas de sol y velocidad del viento). Las mejores estimaciones se consiguen con la RNC que considera como variables de entrada las demandas y las temperaturas máximas de los dos días anteriores al de estimación.
Modelos de flujo multifásico no isotermo y transporte reactivo multicomponente en medios porosos : 1. formulación físico matemática
Authors: Juncosa Ricardo , Samper Calvete Francisco Javier , Navarro Vicente , Delgado Pin Jordi
Published: November 2015

El diseño y construcción de almacenamientos de residuos tóxicos en formaciones geológicas poco permeables requiere disponer de herramientas que permitan predecir el comportamiento a largo plazo del sistema. Por ello, es necesario el desarrollo de modelos numéricos para el estudio y predicción del comportamiento acoplado térmico, hidrodinámico, mecánico y geoquímico (THMG) tanto de la formación geológica como de los materiales arcillosos utilizados como barrera de ingeniería. En este artículo se presenta la formulación físico-matemática del flujo multifásico (agua, aire y otros gases), del transporte de un sistema multicomponente de solutos y las interacciones químicas en condiciones no isotermas. Esta formulación ha servido de base para la puesta a punto de un potente código de cálculo, FADES-CORE© (Juncosa, 1999; Juncosa y Navarro, 2000, Juncosa et al., 2001b), desarrollado en el marco de proyectos de investigación financiados por ENRESA en el contexto del almacenamiento geológico profundo de residuos radioactivos. En el segundo artículo esta serie de dos artículos (Juncosa et al., 2001a) se presenta el modelo numérico termo-hidro-geoquímico de un ensayo de laboratorio de hidratación y calentamiento realizado por CIEMAT para caracterizar las propiedades de contención y sellado de bentonitas compactadas. Aunque se ha desarrollado en el marco del almacenamiento de residuos radiactivos, la formulación matemática que se presenta así como su implementación numérica son aplicables al estudio de los procesos de flujo y transporte de solutos en la zona no saturada.
Medición y modelación de eventos de transporte en cauces turbulentos mediante tecnologí­a IMHE
Authors: Constaín Aragón Alfredo , Lemos Ruiz Rodrigo , Agredo Satizabal Óscar
Published: November 2015

El estudio de los eventos de la contaminación hídrica, para su predicción, su caracterización y control es una actividad creciente en razón a que la industrialización en las ciudades y el riego intensivo en el campo impactan y condicionan la pureza y uso del recurso. Desde esta perspectiva gran cantidad de esfuerzo y tiempo se han gastado en el análisis, comprensión y medición de los fenómenos básicos de transporte en cauces, sin que hasta la fecha se tenga una teoría aceptada unánimemente. Las razones para esta situación insatisfactoria es que las aproximaciones propuestas adolecen de gran complejidad matemática unas, y de grave dosis de idealización otras, de tal forma que no es factible disponer de metodologías que ofrezcan a la vez simplicidad y precisión (French, 1986; Mc Quivey y Keefer, 1974; Jolankai, 1992). Se describe en este artículo algunos lineamientos de una investigación sobre el tema de los mecanismos de transporte molecular en cauces turbulentos realizada por el Grupo de hidrometría de Cali (Colombia). En particular se enfoca la utilización de una idea sencilla pero particularmente fructífera en cuanto al Coeficiente de Dispersión Turbulenta, el cual lleva a la definición de una corrección de la ecuación de Fick que permite una representación bastante realista de las riadas de trazadores en un cauce turbulento. Estos conceptos son aplicados a una metódica de medición en cauces reales, denominada IMHE ( instrumentación de multimedición hidrométrica electrónica) (Constaín, et al, 2000a) la cual se describe con algún detalle, así mismo se mencionan algunas conclusiones sobre la aplicación práctica de esta tecnología en cauces de montaña.
Fricción y tensión tangencial por fondo con ola y corriente
Authors: Antunes do Carmo José S. , Temperville A. , Seabra-Santos Fernando J.
Published: November 2015

Se calcula la tensión tangencial debido a ola y corriente mediante un modelo numérico con cierre turbulento K-L, donde K es la energía cinética turbulenta y L es la escala longitudinal de turbulencia. Se obtiene el coeficiente de fricción parametrizado para el caso de flujo turbulento rugoso, siguiendo a Soulsby et al. (1994) y se amplía al caso de flujo turbulento liso. La comparación de estos resultados con otros existentes en la literatura, especialmente los proporcionados por Tanaka y Thu (1994) muestra un buen ajuste.Se propone una nueva parametrización de la serie temporal de la tensión tangencial que incluye el coeficiente de fricción local obteniéndose mejores resultados que aplicando la parametrización propuesta por Soulsby et al. (1994).
Desinfección con cloro y luz UV en un proceso convencional de regeneración de agua
Authors: Aguirre Paula Andrea , García Joan , Mujeriego Sahuquillo Rafael
Published: November 2015

Este trabajo presenta los resultados experimentales obtenidos en una planta piloto de regeneración de agua residual, con capacidad para producir 20 m3/día de agua regenerada. El agua regenerada se destina al riego experimental de cultivos de consumo crudo. La planta está instalada en la EDAR de Mataró, donde se depuran aguas residuales con un contenido notable de aguas industriales. La planta piloto está dotada de diversos procesos de tratamiento (coagulación, floculación, decantación, filtración y desinfección) que se han optimizado para alcanzar la inactivación total de los indicadores bacterianos. El método de desinfección más adecuado para este tipo de efluentes depurados se ha determinado comparado dos métodos alternativos: hipoclorito sódico y luz ultravioleta. La desinfección con hipoclorito sódico se ha realizado utilizando una dosis de 8 mg Cl2/l y un Cxt medio de 470 mg-minuto/l, logrando obtener un agua regenerada libre de indicadores bacterianos. La desinfección con luz UV se ha realizado utilizando una dosis de 125 mJ/cm2, logrando alcanzar una inactivación media de 2,9 unidades logarítmicas (ulog/100 ml) de coliformes totales (CT) y de 3,8 ulog/100 ml de colifagos somáticos (SO), respecto a unas concentraciones iniciales de 5,8 ulog/100 ml de CT y de 5,3 ulog/100 ml de SO.
Matemáticas para la industria del agua
Authors: Izquierdo Sebastián Joaquín , Pérez Rafael , Fuertes Vicente S. , Iglesias Pedro L , López Amparo
Published: November 2015

En el campo del agua existe una enorme diversidad de actividades e intereses y, por tanto, de áreas de trabajo. Los problemas que se plantean en estas áreas son auténticos problemas de ingeniería y, como consecuencia, las ayudas que ciertas técnicas de Matemática Aplicada pueden prestar son realmente importantes. Por un lado, es preciso disponer de herramientas de análisis que permitan realizar simulaciones fiables de los distintos modelos que se plantean analizando diversas configuraciones, modos de funcionamiento, estados de carga, etc. con los que estudiar instalaciones ya existentes a partir de los datos básicos que las caracterizan. Se trata de procesos deterministas cuya plasmación matemática es a través de conjuntos acoplados de distintos tipos de ecuaciones, algebraicas, diferenciales ordinarias y en derivadas parciales, típicamente no lineales, para los que se precisan técnicas numéricas específicas. Además, dada la incertidumbre a que están sometidos muchos de los datos (especialmente en configuraciones ya existentes), resulta, con frecuencia, necesario resolver problemas inversos de gran envergadura, en donde, además, otras técnicas (estadísticas, mínimo cuadráticas, etc.) son de gran interés. Por otra parte, se necesita diseñar para realizar configuraciones nuevas. Con frecuencia, la ausencia de datos iniciales y la disposición de conjuntos limitados de restricciones de tipo diverso (algunas difícilmente objetivables), hacen de los procesos de diseño verdaderos problemas de optimización, en donde los métodos clásicos fracasan con frecuencia y para los que técnicas más actuales basadas en redes neuronales, algoritmos genéticos, teoría difusa, teoría del caos, etc. Se hacen imprescindibles. En este documento se presentan los aspectos matemáticos más importantes que se necesitan en algunos de los puntos del ciclo integral del agua haciendo hincapié de manera especial en los temas de mayor actualidad.
Pérdidas de carga localizadas en inserciones de ramales de goteo
Authors: Rodríguez Sinobas L. , Juana Sirgado L. , Sánchez Calvo R. , Losada Villasante Alberto
Published: November 2015

Las pérdidas de carga localizadas suelen expresarse mediante un coeficiente K que se aplica al sumando cinético de Bernoulli, o como las que resultarían de un incremento de longitud de tubería en el que se producirían las mismas pérdidas, es decir, lo que se conoce como longitud equivalente le. Para la evaluación en el punto de inserción de goteros en ramales, Juana et al. 2002a han propuesto dos procedimientos, uno teórico con el que se estima K, basado en la ecuación de Bélanger-Borda y los coeficientes de contracción del desagüe por orificios, y otro experimental, que calcula le a partir de las medidas de presión y caudal en cabeza y de pérdidas de carga en el ramal de goteo. Como continuación a dichos estudios, se evalúan en este trabajo las pérdidas de carga localizadas en la inserción del ramal en la tubería porta-ramales. A este fin, se usan los procedimientos descritos para goteros en los trabajos precedentes. Finalmente, se valora el uso de los resultados obtenidos, tanto en ramales como en la tubería porta-ramales, para predecir resultados de riego.
Formas arqueadas en la playa de Carchuna (Granada)
Authors: Santos Pérez Francisco Javier , Ortega Miguel , Losada Miguel Ángel , Baquerizo Asunción
Published: November 2015

La playa de Carchuna, en la provincia de Granada, tiene una serie de cúspides de playa de gran escala no periódicamente espaciadas, que se mantienen en la misma posición longitudinal aunque sus dimensiones pueden variar transversalmente. Este artículo estudia la formación de la morfología de la playa, continuando el trabajo de Ortega et al. (2003), y concluyendo que la principal causa de formación del sistema de cúspides son los patrones de propagación del oleaje sobre antiguos valles fluviales sumergidos. Otros mecanismos, como el sistema circulatorio asociado a la rotura, juegan un papel importante en el mantenimiento de la morfología. La instalación en Noviembre de 2002 de una estación de monitorización costera ha permitido obtener datos reales sobre el comportamiento de la playa y validar algunas de las hipótesis teóricas.
Una herramienta de control de transitorios en canales de regadío
Authors: Soler Mata Joan , Gómez Manuel , Rodellar Benedé José
Published: November 2015

El problema de ajustar los caudales suministrados por un canal en lámina libre a los caudales demandados por los regantes en determinados puntos de derivación del canal requiere cierta capacidad de maniobra del canal y también necesita del estudio de transitorios. Se presenta un algoritmo de control en lazo abierto del flujo en lámina libre en canales basado en técnicas computacionales de optimización de problemas en régimen no estacionario que permite, conocidas las demandas de riego en un periodo de tiempo dado, definir los movimientos de todas las compuertas del canal para cumplir con el caudal deseado y en el instante requerido, optimizando así el aprovechamiento de los volúmenes de agua. Finalmente, se ilustra su utilización resolviendo dos problemas clásicos en el control de canales.
Importancia de la generación de muestras sintéticas en el análisis del comportamiento de políticas de operación de presas
Authors: Domínguez Ramón , Cruickshank Carlos , Arganis Maritza Liliana
Published: November 2015

Se presentan los resultados obtenidos al simular la operación de un sistema de presas de generación hidroeléctrica ubicadas en el río Grijalva, con distintas políticas de operación. Con objeto de comparar el efecto de distintas políticas en situaciones de escurrimientos extremos, se generaron registros sintéticos de escurrimientos mensuales para un periodo de 1000 años, utilizando el método de Svanidze modificado (Svanidze, 1980), (Domínguez, et al., 2001). Los resultados permiten observar diferencias significativas en la frecuencia y magnitud de los volúmenes que será necesario derramar, así como en las situaciones de déficit; diferencias que no se manifiestan claramente cuando se simula el comportamiento del sistema utilizando solamente el registro histórico.
Los indicadores de gestión y las técnicas de benchmarking aplicados a la mejora de las comunidades de regantes
Authors: Rodríguez Díaz J.A. , Camacho Poyato Emilio , López Luque Rafael , Pérez Urrestarazu L.
Published: November 2015

Benchmarking es una técnica para lograr mejoras en organizaciones, realizando comparaciones y adaptando las prácticas que han llevado a otras a ser consideradas como las mejores. En este trabajo se realiza una aplicación de dichas técnicas al análisis y la mejora de nueve Comunidades de Regantes de Andalucía, cubriéndose una superficie total de más de 71000 ha. Para detectar las diferencias se han empleado dos conjuntos de indicadores de gestión: uno general desarrollado por IPTRID y otro desarrollado para este trabajo, consistente en una ampliación de indicadores financieros. La comparación de los indicadores permite obtener diversas conclusiones sobre cuáles son las prácticas más deseables existentes en los regadíos y conocer qué Comunidades de Regantes son las más eficientes en el empleo de los recursos. Por último, las Comunidades de Regantes analizadas se clasifican mediante técnicas de análisis de cluster. Este tipo de análisis ha permitido agrupar las nueve Comunidades de Regantes en cuatro grupos estadísticamente homogéneos, lo que facilita las comparaciones entre las mismas, estableciendo los puntos fuertes y débiles de cada uno de los tipos de regadíos existentes en Andalucía.
Procesos de sedimentación en embalses en ambientes tropicales. Estudios de casos en Costa Rica y República Dominicana
Authors: Jiménez Oscar , Farias Héctor Daniel , Rodríguez Carlos
Published: November 2015

En este trabajo se describen algunas experiencias sobre la sedimentación en embalses en zonas tropicales, en los que por el importante aporte de sedimentos han requerido medidas particulares para asegurar su desempeño y lograr una vida útil aceptable. El embalse de Cachí en Costa Rica, utilizado para generación eléctrica, en su puesta en marcha en 1966 contaba con un embalse de 54 hm3. La cuenca tributaria de 783 km2 tiene una cobertura boscosa del 50%, y aun así, dadas las altas precipitaciones y pendientes, y adversas condiciones geotectónicas, tiene una producción de sedimentos de alrededor de 1200 ton/km2/año. La acumulación de sedimentos ha requerido que desde 1973 anualmente se realicen vaciados de limpieza, operación que ha permitido descargar una gran parte de los sedimentos acumulados y mantener el 80% de volumen original luego de 38 años de funcionamiento. Por su parte, el embalse de Angostura, situado aguas abajo, y que inició su operación en el 2001, tiene un embalse de 15 hm3 y una cuenca de 1463 km2, con un arrastre de sedimentos de 3.4x106 t/año (2348 ton/km2/ año). Este gran arrastre, más los vaciados anuales de Cachí que aportan una cantidad adicional de sedimentos, requirieron una estrategia para el manejo de los sedimentos, que incluye la disposición de obras de vaciado y limpieza, la operación coordinada de ambos embalses, y el manejo de niveles para minimizar la deposición. Por su parte, el embalse de Valdesia es uno de los más importantes de la República Dominicana, desde el punto de vista de riego, de generación eléctrica y por un acueducto que suple aproximadamente el 40% del agua potable de la capital. El impacto directo de los huracanes en dicho país ocasiona eventos extremos de precipitación y una muy alta tasa de producción de sedimentación. Como resultado, al cabo de 20 años de operación se ha perdido un 25% del volumen inicial, poniendo en peligro las obras de toma del acueducto. Las medidas de control han consistido en el dragado a gran escala mediante hidro-succión y la construcción de dos embalses aguas arriba.
Avulsión y rectificación de meandros en planicies de bajo gradiente: consideraciones para su predicción
Authors: Ramonell Carlos G. , Amstel Mario L.
Published: November 2015

Para que una migración por avulsión o rectificación de meandro por desborde ocurra, es necesario que el escurrimiento se canalice por una nueva traza, sea preexistente (captura de un canal ya establecido) o de nueva formación (labrado de un cauce). A pesar de la validez general del enunciado previo, actualmente se carece de herramientas para predecir dónde un cambio de la ubicación de un cauce tendrá lugar en el tiempo, a partir de datos asequibles en estudios aplicados ordinarios. Aquí se presenta un conjunto de casos que cubren diversas situaciones en planicies aluviales de bajo gradiente, donde se identifican geoformas (y asociaciones de geoformas) que crean escenarios adecuados para esos cambios. Una condición común en los casos analizados es que la construcción de tales escenarios es lenta, y las morfologías asociadas pueden reconocerse con suficiente antelación, incluso de decenas de años. Así, los fenómenos de avulsión y rectificación de ondas pueden anticiparse con observaciones simples y de bajo costo en el entorno y el lecho de ríos. Finalmente, se propone un modelo conceptual que identifica las variables que intervienen en este tipo de procesos, junto a sus jerarquías y modos de influencia en planicies de poca pendiente.
Distribución lateral de velocidades en cauces naturales
Authors: Weber Juan F. , Menéndez Ángel N. , Tarrab Leticia
Published: November 2015

En este trabajo se presentan los resultados de la aplicación de dos modelos para la predicción de la distribución lateral de velocidades en cinco casos de cauces naturales. Los modelos considerados son el Método del Canal Dividido (DCM) a través de su implementación en el programa HEC-RAS, y el Método de la Distribución Lateral (LDM) a través de la solución analítica propuesta por Shiono y Knight. Los casos analizados corresponden a cinco secciones ubicadas sobre diversos ríos: el río Severn en Montford (UK), y las estaciones de medición Eldorado y Puerto Libertad sobre el Alto río Paraná, el río de La Suela, en la provincia de Córdoba, y el río Colorado en Buta Ranquil (Neuquén), todas estas en la República Argentina. Se presentan los valores ajustados de los parámetros de los modelos, haciendo hincapié en la interpretación física de los mismos. Se compara el desempeño de los modelos aplicados, y se analizan sus ventajas y desventajas relativas. Se concluye que, a pesar de que el modelo SKM es matemáticamente más complejo, la ganancia obtenida para estimar la distribución lateral de velocidades en cauces naturales es lo suficientemente significativa como para recomendar su utilización.
Efectos de las fuentes cartográficas en los resultados de la modelación hidráulica de crecidas
Authors: Casas Planes A. , Benito G. , Thorndycraft Varyl R. , Rico M.
Published: November 2015

En este trabajo se ha analizado el efecto de la cartografía en los resultados derivados de los modelos hidráulicos. Se han creado siete modelos de elevaciones del terreno (MDT) desarrollados a partir de tres fuentes cartográficas diferentes: un levantamiento por posicionamiento global GPS, un modelo digital de elevaciones a partir de datos altimétricos de alta resolución LiDAR (Light Detection And Ranging) y una cartografía vectorial de curvas de nivel. Los modelos cartográficos de partida han sido analizados y los resultados del modelo hidráulico se evaluaron en tres contextos diferentes: 1) los propios resultados del modelo: relación caudal-altura de la lámina de agua, 2) la sensibilidad relativa del modelo hidráulico a cambios en el parámetro de resistencia al flujo según el modelo cartográfico utilizado y 3) la delineación del área de inundación. Los cálculos hidráulicos se han basado en un modelo unidimensional (HEC-RAS). El trabajo demuestra la importancia de los modelos cartográficos, al obtener variaciones de 4.5 m en la determinación de la altura de la lámina de agua y de un 50% en la estimación del área inundada para las mismas condiciones de contorno.
Fluctuaciones de presión en bombas centrífugas. Medidas experimentales de sus efectos estáticos y dinámicos
Authors: González Pérez José , Santolaria Morros Carlos , Parrondo Jorge
Published: November 2015

El flujo en turbomáquinas constituye uno de los problemas industriales de mayor actualidad en cuanto a las aplicaciones de la Mecánica de Fluidos. En particular, el estudio del flujo en máquinas centrífugas se ha desarrollado mucho en las últimas décadas para la mejora en el transporte de agua u otros líquidos. La conducción del agua, tanto en su aplicación industrial como de distribución a poblaciones, presenta múltiples problemáticas y ha dado lugar a través de los tiempos a soluciones muy variadas. En particular, centrando el análisis en las bombas o máquinas generadoras de la energía necesaria para afrontar las diferencias de cota, las variaciones de presión y el intercambio de energía cinética, también se han estudiado numerosos aspectos. Desde un punto de vista práctico, y debido a la natural evolución buscando equipos más compactos y con mayores prestaciones, uno de los problemas más importantes que aparecen en el funcionamiento de las bombas y cuyo interés creciente ha dado lugar a extensas íneas de investigación es la interacción del flujo que sale del rodete (parte móvil) con la voluta (parte fija). En este artículo se presenta un estudio experimental sobre las consecuencias en cuanto a fluctuaciones de presión del flujo en el interior de una bomba centrífuga. Partiendo de las prestaciones globales y de las distribuciones de presión a la salida del rodete se analizan los valores de las fuerzas estáticas que se derivan de dichas distribuciones. Estas cuestiones se analizan para una geometría de una bomba comercial con flujo centrífugo o radial, sin álabes fijos en la voluta, de simple aspiración y con una única lengüeta. Como colofón, se analizan para varios puntos de funcionamiento las componentes dinámicas de las fuerzas sobre el eje del rodete. La composición de estas fuerzas dinámicas con las estáticas proporciona un dato muy valioso para el dimensionamiento, mantenimiento, diagnóstico de posibles problemas e, incluso, la fabricación del eje de la máquina.