Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Anaerobic digestion of Cuban raw vinasse in an UASB-anaerobic filter combined system

Este trabajo evalúa por primera vez el empleo de un sistema anaerobio de reactores UASB-FAFA para el tratamiento de vinazas puras, con y sin ajuste de pH y sin adicionar nutrientes. La digestión anaerobia se desarrolló satisfactoriamente sin necesidad de diluir las vinazas ni adicionar nutrientes. Los mejores resultados se lograron con ajuste de pH al incrementarse la carga orgánica volumétrica (Bv). La condición estable de operación para el sistema UASB-FAFA resultó a Bv de 10 y 3kgDQO m-3d-1 respectivamente. El rendimiento de metano alcanzado fue de 0,236 y 0,159Nm³CH4 kg-1 DQOe. El uso de este sistema de reactores permitió incrementar la eficiencia en la reducción de la DQO en más del 90%, lográndose una mejor disposición de los efluentes anaerobios y mayor recuperación de energía.

The present paper evaluates for the first time, an anaerobic system of UASB-Upflow anaerobic filter (UAF) to treat raw vinasse with and without pH adjustment and without nutrient addition. The anaerobic digestion was properly developed without diluting the vinasse nor with nutrient addition. The best results were achieved with pH adjustment while increasing the organic loading rate (OLR). The stable condition for UASB-UAF system was at OLR 10 and 3 kg DQO m-3d-1 respectively. The methane yield was 0,236 and 0,159Nm³CH4 kg.1DQOe. It was demonstrated that the use of UASB-UAF system allowed increasing the removal efficiency in terms of COD in more than 90%. A better final disposal of the anaerobic effluents and higher energy recovery was possible.

Experimental calculation of hydraulic efficiency of rain water drain inlets

Este estudio experimental, realizado en el laboratorio de Hidráulica de la Universidad Técnica de Ambato, utilizó una plataforma experimental de sumideros en media vía para diferentes caudales a escala reducida 1:4. Se consideraron dos casos para analizar su eficiencia hidráulica. Caso 1: un solo sumidero ubicado en la calle (caso referencia o S1). Como alternativa experimental Caso 2: dos sumideros en serie ubicados en la calle. Se trabajó con una variación de 2 y 4 % en la pendiente trasversal de la vía (bombeo) y de 0,5 a 12 % en la pendiente longitudinal. Los resultados muestran la necesidad de ubicar uno o dos sumideros en dependencia de la eficiencia de captación hidráulica que se desee; igualmente, se estudia la influencia de las pendientes trasversales y longitudinales en la eficiencia hidráulica.

This experimental study was conducted at the Laboratory of Hydraulics of the Technical University of Ambato. It was used an experimental platform with a drain inlet in just one side of the road (scale 1: 4). Two cases were considered in order to analyze their hydraulic efficiency, both located in the street. Case 1 consisted of a single drain inlet (reference). Case 2 consisted of two serial drain inlets. Both cases were worked on with a variation of 2 and 4 % in the transverse slope and 0,5 to 12 % in the longitudinal slope. Results showed that placing two serial drain inlets, in general, can achieve higher hydraulic collecting efficiency with respect to the case of a single drain inlet. It was also studied the role of transverse and longitudinal slopes.

Dual porosity evaluation in karstic aquifers

Los acuíferos cársicos presentan porosidad primaria asociada con la matriz de la roca y porosidad secundaria asociada con la presencia de fracturas, fisuras, canales de disolución y vúgulos. El desarrollo de metodologías de interpretación aplicadas a registros geofísicos ha permitido avanzar en la caracterización de estos sistemas de doble porosidad logrando clasificar el medio poroso en porosidad de baja capacidad de flujo y porosidad de alta capacidad de flujo. Se muestran los resultados de aplicar algunas de estas metodologías para caracterizar el sistema poral de las rocas y evaluar cualitativamente la permeabilidad del acuífero cársico de la Cuenca Hidrogeológica Septentrional de la provincia de Matanzas, Cuba. Esta información es muy útil para optimizar la explotación de los acuíferos así como en estudios de migración de contaminantes en las aguas subterráneas.

The karstic aquifers have a dual porosity system: matrix porosity and secondary porosity associated to fractures, fissures, breakup channels, vúgulos, etc. Recent developments of the interpretation methodologies applied to geophysical logs have allowed advancing to dual porosity systems characterization. These developments are able to classify the porous means in low and high capacity of flow. In this work the results of applying these methodologies in Hydrogeological Northern Basin, Matanzas, Cuba are shown. This research allowed evaluation of porosity and permeability. This information is very important for aquifers mathematical modeling for the purpose of its best groundwater exploitation as well as in analysis of pollutants migration.

Application of the water quality index in the Portoviejo River, Ecuador

Atmospheric boundary layer simulation in wind tunnel for studies of solar panels

Una adecuada reproducción de la capa límite atmosférica (CLA) es muy importante en estudios de acción del viento sobre estructuras, realizados mediante ensayos en túnel de viento, para garantizar la correspondencia entre los resultados del prototipo y el modelo a estudiar. En este proceso es importante la caracterización del régimen de vientos del lugar de emplazamiento, así como la adecuada selección de los dispositivos de generación de rugosidad y turbulencia en el túnel. El objetivo de este trabajo es exponer el proceso empleado en la simulación de la CLA en el ensayo en túnel de viento de paneles solares fotovoltaicos a construir en Cuba. Los resultados muestran un adecuado ajuste al perfil vertical, espectro e intensidad de turbulencia esperados para el tipo de superficie estudiada y el clima cubano.

The adequate reproduction of the atmospherically boundary layer (ABL) is of great significance in wind tunnel tests in order to guarantee the correspondence between the results in prototype and the model under study. In this process it is necessary the characterization of the wind regime at the site and a carefully selection of the devices to be employed at the wind tunnel to simulate these parameters. The main goal of this work is to present the process of simulation of the ABL in the wind tunnel test of a photovoltaic park to be located in Cuba. Results show adequate correspondence to the vertical wind profile, Von Kármán spectrum and turbulence intensity between Cuban wind characteristics for the surface type and wind tunnel boundary layer.

Fourier analysis for enhancing a DEM destined to hydrologic and hydraulic simulations

El trabajo se desarrolló para un barrio de la ciudad de Luanda, a partir de la creación de un modelo digital de elevaciones (MDE) de alta resolución espacial, con datos de diversas fuentes, para la simulación de procesos hidrológicos e hidráulicos, como parte de una estrategia para el diseño de redes de drenaje pluvial, aplicando la modelación matemática. Se utilizaron herramientas del análisis de Fourier y el filtrado digital para atenuar las fluctuaciones de carácter local presentes en el MDE. En el proceso de filtrado del MDE se aseguró que el filtro escogido eliminara totalmente las fluctuaciones locales espurias, de altas frecuencias y dejara solo las componentes de tendencia deseadas, de bajas frecuencias.

The work was developed for a neighborhood in the city of Luanda, on the basis of a digital elevation model (DEM) of high spatial resolution, with data from different sources, for simulating hydrologic and hydraulic processes, as part of a strategy for designing storm sewer networks applying mathematical modeling. Fourier analysis tools and filtering were used to reduce the fluctuations of local character from the DEM. In the filtering process, it was ensured that the chosen filter completely eliminated all local fluctuations of high-frequency components and leaves only the desired low-frequency trend components.

The professional model for the formation of the hydraulic engineer in Cuba

Este trabajo explica los cambios en el modelo del profesional como punto de partida del diseño curricular para la formación del ingeniero hidráulico en Cuba. Se destaca la importancia de su elaboración teniendo en cuenta las demandas de la sociedad y el desarrollo científico-tecnológico alcanzado, los que repercuten en los modos y esferas de actuación. Se analizan sus particularidades en función de cuatro etapas, lo que permitió identificar los saltos cualitativos y la definición de sus componentes, así como sus relaciones; el criterio de corte fueron las transformaciones esenciales que dieron origen a nuevos planes de estudios para la formación de este profesional. Por esta razón el objetivo es develar las particularidades en la evolución del modelo del profesional para la formación del ingeniero hidráulico en Cuba.

This paper explores the changes in the professional model as a starting point for curricular design of the teaching process of the hydraulic engineer in Cuba. The importance of its elaboration is highlighted, taking into account the demands of the society and the scientific-technological development achieved, which have an impact on the modes and spheres of action. Its peculiarities are analyzed as a function of four stages, which allowed identifying the qualitative leaps and the definition of its components, as well as their relationships; the cut criterion were the essential transformations that gave origin to a new curricula for the formation of this professional. Therefore the objective is to unveil the particularities in the evolution of the professional model for the teaching process of the hydraulic engineer in Cuba.

Efficient microorganisms in polluted water treatment

Los microorganismos eficientes han sido reportados como una alternativa para solucionar los problemas de contaminación hídrica. Ellos pueden utilizar los compuestos contaminantes presentes en las aguas como fuente de carbono y energía para su metabolismo y crecimiento; de ahí que el presente trabajo tuviera como objetivo monitorear cambios físicos, químicos y microbiológicos que se producen en las aguas tras la aplicación del producto Versaklin (constituido por estos microorganismos) en 10 puntos ubicados en una zanja del municipio de Güines, provincia Mayabeque, Cuba. Se realizaron muestreos a las 0 h, 24 h y 48 h posteriores a su aplicación. Se concluyó que la mayor eficiencia en la remoción de los distintos parámetros estudiados se alcanzó a las 24 h de aplicado el Versaklin, disminuyendo la presencia de microorganismos propios de las aguas contaminadas.

Efficient microorganisms have been reported as an alternative to solve hydric contamination problems, because they can use polluting compounds existing in waters as a carbon source and energy for their metabolism and growth. For that reason the present work had as objective to determine physical, chemical and microbiological changes, that take place in wastewaters after Versaklin product application (constituted by those microorganisms) in 10 points located in Güines ditch, Mayabeque, Cuba. For accomplishment of the study, after Versaklin inoculation, samplings were collected at 0 h, 24 h and 48 h. After those studies it was possible to conclude that the best removal of different parameters took place at 24 h after the Versaklin application, almost eliminating the presence of microorganisms typical of polluted waters.

Phytoremediation for the treatment of swimming pool water

Los métodos biológicos de fitoremediación o bioremediación han sido muy aplicados en el tratamiento de lasaguas para piscinas de usos recreativos como deportivas. La modalidad más empleada de fitodepuración de las aguas de piscinasson los humedales artificiales, principalmente los de flujo vertical. En este trabajo se presenta la evaluación de un humedal artificial de flujo vertical sembrado con la planta vegetal TyphaDomingensis, para el tratamiento de aguas de piscinas a escala de laboratorio para las condiciones climáticas de la provincia de Santiago de Cuba. Para evaluar el efecto real de dicha planta vegetal se utiliza en paralelo un sistema sin ella.

The biological methods of phytoremediation or bioremediation have been widely applied in the treatment of waters for swimming pools, whether they are recreation pools or sports ones. The most employed method of phytoremediation of swimming pools (biopool) waters is the artificial wetland, mainly the vertical flow type. In this work the evaluation of an artificial wetland of vertical flow sown with TyphaDomingensis vegetal plant, for the treatment of pool waters at a laboratoryscale for the weather conditions in the city of Santiago de Cuba. In order to evaluate the real effect of the vegetal plant a parallel system without vegetal plant is used.