Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Mathematical modeling as a strategy for the design of urban stormwater drainage networks

En este artículo se discute el procedimiento para la aplicación de una estrategia para el dimensionamiento de redes de drenaje pluvial urbano aplicando la modelación matemática y se discuten los resultados alcanzados. Se tomó como base el Plan Director de Saneamiento de la ciudad de Luanda, el estudio realizado por la Unidad del Gabinete Técnico de Saneamiento de Luanda (UTGSL) para la cuenca Marzal y datos provenientes de diversas fuentes y escalas, de manera que los requisitos que exigen los modelos de simulación fueran debidamente respetados y adecuados para el estudio de los procesos hidrológicos en un ambiente urbano.

This article describes the procedure for implementing a strategy for the design of urban stormwater drainage networks with use of mathematical modeling and the results achieved are discussed. It is based upon the Sanitation Director Plan of the city of Luanda, the study by the Technical Unit of Luanda Sanitation Office (UTGSL) to the Marzal basin and data from various sources and scales, so that it meets requirements required by simulation models suitable for the study of hydrological processes in an urban environment.

Assessment of soil erosion contribution to Mampostón reservoir sedimentation

Uno de los problemas que afectan a los embalses es su pérdida de capacidad debido a sedimentación en su interior por erosión hídrica de su cuenca tributaria. Se seleccionó el embalse Mampostón en la provincia Mayabeque, Cuba, para estimar las pérdidas de suelo producto de la erosión hídrica de su cuenca tributante, que contribuyen a su azolvamiento. Se aplicó la metodología CORINE para obtener el mapa del Índice de Erosión Actual e identificar los sectores con categorías elevadas donde se trazaron perfiles para cuantificar, con el modelo MMF, el volumen de sedimentos que llega al embalse. Los resultados muestran las laderas Norte y Sur como las más susceptibles a la erosión hídrica con pérdidas de suelo anual de 388,7 kg/m² (3887 t/ha), contribuyendo al azolvamiento del embalse en un 0,9% anual.

Reservoir sedimentation is a problem that produces loss of storage capacity in reservoirs. It was selected Mampostón reservoir at Mayabeque province, Cuba, to assess soil losses due to water erosion that produces reservoir sedimentation It was applied CORINE methodology to obtain actual soil erosion index map and identify the regions of greater categories where profiles were drawn in order to evaluate with Morgan model, the sedimentation that arrives to the reservoir. The results show the north and south hillsides as the most susceptible to water erosion with yearly soil losses of 388,7 kg/m² (3887 t/ha) with means 0,9% of reservoir sedimentation per year.

Labyrinth Weirs

Se presenta en apretada síntesis el estado del arte sobre los aliviaderos de laberinto, destacándose los principales resultados experimentales sobre el tema expresados en forma de gráficos, tablas y ecuaciones, concluyendo con dos hojas de cálculo elaboradas por los autores del presente trabajo que facilitan las labores de diseño hidráulico de estos aliviaderos. Finalmente, quedan evidenciadas las necesidades de continuar los estudios experimentales de este tipo de obra, en especial en dos aspectos que los autores consideran muy importantes: el empleo de otros tipos de vertedores diferentes a los de caída libre y las estructuras aguas abajo del laberinto.

The state of the art about labyrinth spillways is presented in a very tight synthesis. Main experimental results about the subject are introduced and expressed in the form of graphics, tables and equations. Additionally included are two work sheets that have been elaborated by the authors of this paper to facilitate the hydraulic design process of this type of spillways. Finally, the need to continue experimental studies of this type of structure is made apparent, specially regarding two aspects which the authors consider of primary importance: the use of other spillway types different from the free fall ones and the structures located downstream of the labyrinth.

Characterization of wastewater generated in a Cuban textile industry

Este trabajo se realizó en una industria textil cubana, ubicada en la Habana, y tuvo como objetivo recopilar toda la información existente en la industria, relacionada con las características físico químicas de sus aguas residuales, y efectuar un veredicto sobre el funcionamiento del plan de Producciones Más Limpias implementado en la textilera a partir del año 2006. También se realizó una actualización de la calidad de los efluentes en 2015 y se concluyó que esta industria, aun sin contar con un sistema de tratamiento de sus aguas residuales, cumple con las normas de vertimiento al alcantarillado, lo que no evade la necesidad de instalar su propia planta convencional y reusar parte del agua tratada en sus instalaciones.

This work was done in a Cuban textile industry, located in Havana, and aimed to gather all the information in the industry related to the physical and chemical characteristics of the wastewater, and to make a veredict on the operation of the Cleaner Production Plan in operation in the industry since 2006. An update of the effluent quality was also conducted in 2015 and concluded that this industry, even without a treatment system for its wastewater, complies with regulations for dumping to the sewage system, which does not avoid the need to install their own conventional plant and reuse the treated water in their facilities.

Hydrodynamic simulation of the Havana seawall and the bay of Havana

El cambio climático ha agravado las condiciones de vida en el planeta. Conocer y predecir estos fenómenos se ha vuelto una necesidad del mundo actual, lo que ha dado lugar a la generación de herramientas matemáticas que permiten evaluar zonas de riesgos y magnitud de las afectaciones provocadas por dichos fenómenos. El trabajo presentado está encaminado a la aplicación de la modelación matemática con la herramienta ADCIRC (ADvanced CIRCulation model), a una zona altamente vulnerable, como es el malecón de la ciudad de la Habana y su bahía, determinando con precisión las variables hidrodinámicas ante la ocurrencia de diferentes escenarios, lo cual permite establecer políticas de seguridad, manejo de la zona costera, y parámetros de diseño eficientes en función de las acciones para la protección costera.

Climate change has worsened the living conditions on the planet. To understand and predict these phenomena has become a necessity in the current world, which has led to the generation of mathematical tools to evaluate risk areas and the extent of damages caused by these phenomena. The work presented here is aimed at the application of mathematical modeling with the tool ADCIRC (Advanced Circulation Model),to a highly vulnerable area, as is the Seawall of the Havana city and its bay, determining the hydrodynamic variables for different scenarios, which allows toset security policies, coastal zone management, and efficient design parameters based on the actions for coastal protection.

Management of water losses: a case study

La gestión integral de pérdidas reales ha tomado gran relevancia en las últimas décadas para las empresas gestoras del ciclo integral del agua. Esto se debe fundamentalmente a que globalmente la demanda del recurso natural está aumentando y sus fuentes están disminuyendo. El presente trabajo describe la utilización de una metodología, orientada a la gestión de las pérdidas reales, aplicada a un caso de estudio, donde se expone como se maneja lo que se han dado en llamar, en la última década, pilares de las pérdidas reales. Además se demuestran los resultados prácticos de la metodología en cuestión, así como su importancia para lograr un uso racional del agua.

The integral management of real losses of water has been given great relevance in the last decades by the agents of water companies. This is because the demand of water is globally increasing and the sources of the natural resource are diminishing. This work describes the use of a methodology oriented to the management of real losses of water applied to a case study. In themethodology, management of the pillars of losses is exposed as applied to the case, and the practical results of the referred methodology are demonstrated and its importance for a correct administration of the water on the basis of a rational use of the resource.

One cycle labyrinth spillway as an upstream regulator in open channels

Los aliviaderos de laberinto son estructuras hidráulicas que,independientemente del valor del caudal, mantienencasi constante, dentro de límites aceptables, el nivel aguas arriba de la obra. El presente estudio demuestra que existe una variación del coeficiente de gasto y el límite de vertimiento libre como función de la colocación de la obra respecto a la dirección del flujo en el canal: ápice hacia aguas arriba o hacia aguas abajo. Esta variación tiene importancia significativa para el diseño y la operación de esta obra que, por su sencillez estructural y su fácil diseño hidráulico, es una importante solución de regulación para los sistemas de abasto a usuarios de redes de canales.

The labyrinth spillway as an upstream regulator is a hydraulic structure that,regardless of the flow rate, can keepits upstream level fairly constant within acceptable bounds. This study demonstrates that there is a variation in the discharge coefficient and in the free dumping limit, as a function of the location of the work with respect to the canal flow direction: apex upstream or apex downstream. This variation has significant importance for the design and operation of this work, which by its structural simplicity and easy hydraulic design, is a convenient regulatory solution for supply systems to canal networkusers.

Infiltration capacity of the river Cuxtepeques watershed, Chiapas, Mexico

La reserva de la biosfera El Triunfo (REBITRI) es un importante regulador hídrico de corrientes que alimentan diversas cuencas de México. A pesar de ello, los servicios ecosistémicos que proporciona son poco valorados. Se estudió la capacidad de infiltración en la cuenca del río Cuxtepeques, Chiapas con el objetivo de resaltar la importancia de la REBITRI como zona de recarga hídrica. Los resultados muestran que la REBITRI, situada en la parte alta de la cuenca juega un papel muy importante en la captación de agua con 2,5 veces más que fuera de ella. La conservación del uso de suelo forestal dentro de la REBITRI es de gran importancia, ya que es fundamental para mantener los servicios ecosistémicos y el funcionamiento de los ecosistemas.

The biosphere reserve El Triunfo (REBITRI for its Spanish acronym) is an important regulator of streams that provide water resources for different watersheds in Mexico. Nevertheless, the assessment of ecosystem services provided by the Biosphere Reserve is still rare. In the Cuxtepeques river basin a water balance infiltration capacity was studied with the aim to point out the importance of the REBITRI as a recharge zone. The results show that the REBITRI, located in the upper part of the watershed, plays a decisive role in water catchment, being 2,5 times more than outside of the biosphere reserve. Forest conservation in the REBITRI is highly important as this land use is fundamental to maintain ecosystem services and its functioning.

The experimental hydraulics during 18^thCentury in France

Este trabajo da continuidad a los estudios sobre el nacimiento de la Hidráulica Experimental divulgando los trabajos que se realizan en Francia durante el siglo XVIII. Como resultado tienelugar la fundación de la Escuela Francesa de Hidráulica. Se comentan los aportes de Chézy en el diseño de canales y las circunstancias en que tienen lugar. De igual forma brinda información de las contribuciones de Bossut y Du Buat para calcular las pérdidas de carga en orificios y tuberías, así como de la invención del tubo de Pitot. Los aportes a la hidráulica de Borda y Coulomb, poco conocidos en ese ámbito, también se destacan. El estudio presenta aspectos interesantes de la vida de estos hombres, indispensables en el estudio de esta ciencia.

This article is a continuation of the studies about the birth of Experimental Hydraulics by accounting for the works that were being done in France during the 18th century. As a result, the foundation of the French School of Hydraulics took place. Besides, Chezy`s contributions are commented as well as the circumstances under which they happened. At the same time, it gives information about Bossut and Du Buat's contributions to calculate the head loss in orificesand pipes as well as about the invention of Pitot's tube. The Borda and Coulomb´s contributions, which are not well-known in that field, are also highlighted. This article presents very interesting aspects of these men's lives that are essential in the study of this science.