Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Estimación de pérdida de suelo por erosión hídrica en microcuenca de presa Madín, México

La microcuenca de la presa Madín se ubica en el Estado de México y es una de las principales fuentes de abastecimiento de agua potable a la Ciudad de México y Zona Metropolitana. Uno de los factores que afectan el funcionamiento hidrológico de la microcuenca es la pérdida de suelo por erosión hídrica, lo cual disminuye la calidad y cantidad del recurso agua captado por la microcuenca y almacenado en la presa Madín. El cambio de uso de suelo, en detrimento de la cubierta vegetal, es la principal causa de erosión hídrica en la microcuenca. Se calcula que la tasa promedio anual de erosión actual es de 7.58 t/ha/año basándose en la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS), concentrándose en la parte media y baja de la microcuenca.

Madin microbasin is located at the state of Mexico, and is one of the main supplies of drinkable water for Mexico City and The Metropolitan Zone. The hydrological behavior of the microbasin is affected by hydric erosion, diminishing the quantity and quality of the water collected and stored at Madin dam. The land use change is the main cause of hydric erosion at the microbasin and the annual average rate of soil erosion is 7.58 ton/ha/year, based on the Universal Soil Loss Equation. The loss is concentrated over the low and middle parts of the microbasin.

Aporte contaminante del procesamiento de recursos pesqueros en Cuba y su impacto al medio

El presente trabajo focaliza sus resultados en los aportes de contaminantes al medio acuático por concepto de materia prima procesada en instalaciones pesqueras cubanas. La captura en 1955 - 1999 estuvo entre 3 950 y 23 970 t/año en los 12 años muestreados, con cargas de DBO entre 56 y 342 t/año y DQO entre 111 y 676 t/año. El nutriente mayoritario fue el nitrógeno total, seguido del fósforo total y finalmente el nitrógeno amoniacal, representando una contribución total de 136,3; 52,7 y 18,0 t/año respectivamente en esos 12 años. El trabajo culmina con la afectación que pueden provocar los vertimientos de residuales orgánicos sobre los ecosistemas, recomendándose utilizar la información aquí brindada, como herramienta de trabajo para la elaboración de planes futuros, que permitan establecer programas de manejo ambiental.

Results of the present paper are concerned with evaluating pollutant contributions to aquatic ecosystems according to the products processed in Cuban fishing facilities. The captures in 1955-1999 were between 3 950 and 23 970 t/year in 12 years of sampling, with BOD between 56 and 342 t/year and of DQO between 111 and 676 t/year. The principal nutrient was total nitrogen, followed by total phosphorous and finally ammonia-nitrogen, representing a total contribution of 136,3; 52,7 and 18,0 t/year respectively in those 12 years. The report culminates with the possible affectations caused by polluted water discharges to the ecosystem, recommending the use of the information offered in this document with the objective to elaborate future plans allowing the establishment of environmental management programs.

Reflexión del oleaje en rompeolas superficiales permeables a talud

Los rompeolas superficiales son estructuras que deben brindar una adecuada protección a la infraestructura portuaria, por lo cual es esencial tener un conocimiento adecuado de su comportamiento bajo la acción del oleaje. El oleaje produce varios efectos hidrodinámicos sobre los rompeolas, entre los cuales está la reflexión objeto de este trabajo. Este se realizó en el Laboratorio de Ingeniería Hidráulica de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Politécnico Nacional de México, en canal angosto con generador hidráulico de oleaje irregular y equipo de medición de olas controlado por computadora. Se analizó el comportamiento de la incidencia de trenes de oleaje sobre las estructuras a través de mediciones de reflexión del oleaje, así como de fotografía y video, las cuales aportaron información que se correlacionó con los resultados.

Rubble mound breakwaters are structures providing adequate to harbour infrastructure, so it is essential to have an appropriate knowledge of its behavior under wave action. Wave action generates several hydrodynamical effects on the breakwater, of which reflection is the object of this work. This work was realized in the «Laboratorio de Ingeniería Hidráulica de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, del Instituto Politécnico Nacional de México», in a narrow channel with hydraulic generator of irregular waves and wave meter equipment controlled by computer. Given the above, it was possible to analyze the behavior of the incident waves group over the structures through wave reflection measurements, photographs and video, which represented information that was compared with results

Tratamiento de vinaza cubana en un reactor anaerobio empacado de flujo ascendente

En la industria azucarera y sus derivados, la producción de etanol por fermentación en las destilerías genera grandes volúmenes de efluentes. La necesidad de disminuir el contenido orgánico de estos efluentes ha llevado a considerar la fermentación anaerobia como alternativa de tratamiento para disminuir el impacto que ocasionaría la incorrecta disposición de este residual a las fuentes receptoras. El presente trabajo tuvo como objetivo lograr un sistema eficiente de digestión anaerobia para el tratamiento de las vinazas. Para ello se evaluó el funcionamiento de un filtro anaerobio empacado de flujo ascendente alimentado con vinaza en régimen continuo a escala de laboratorio, para determinar a diferentes cargas volumétricas los porcentajes de reducción de DQO y la potencialidad de producción de metano en ese tipo de reactor.

In the sugar and sugar-derivatives industry, the production of ethanol by fermentation in distilleries generate large volumes of effluents. The need to reduce the organic content of these effluents has lead to anaerobic fermentation being considered as an alternative treatment to reduce the impact that would be caused by incorrect disposal of this waste to receiving sources. The present work aims to achieve an efficient system of anaerobic digestion for vinasse treatment. To this end the performance of a continuous vinasse fed anaerobic packed-up flow filter at a laboratory scale is evaluated to determine percentages of COD removal and potential methane production in the reactor at different volumetric loads.

Empleo conjunto de aguas superficiales y subterráneas en Pinar del Río, Cuba

Según política del Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH) vinculada con la evaluación, proyección y construcción de infraestructura para el aprovechamiento de los recursos hídricos, se elaboró un diversificado plan de desarrollo hidráulico. Este plan incluye el uso conjunto, que consiste en emplear aguas subterráneas para abastecimiento de población, servida por redes de acueducto, y aguas superficiales embalsadas para riego a la agricultura. Además, ante sequías se emplean aquellas también para riego. Con todo esto ha disminuido la explotación a que fue sometido el acuífero sur que provocó el incremento de la intrusión marina inutilizando importantes sectores del mismo, además de contribuir a reducir la salinización de suelos y poder contar con agua de buena calidad. En este trabajo se describen las experiencias de los autores en este sentido.

As a result of INRH policy, related to evaluation, design and construction of infrastructure for water resources exploitation, a diversified development plan was elaborated. As a complement of the plan the joint use of waters is considered, consisting in the use of ground water for supplying population located in this area, distributed through water networks, and the capacity created on reservoirs being used for irrigation purposes. Nevertheless, during severe droughts, ground water is also used for irrigation among other uses. All these actions have contributed to diminish overexploitation of the South Aquifer, which provoked marine intrusion with damages to important sectors of it. Besides, they stopped the soil salinization process and provide good quality water for any purpose. This paper describes experiences of the authors on the subject.

Experiencias hidroecológicas en el diseño del pedraplén de Caibarién (1)

El artículo muestra la experiencia en el tratamiento del diseño del pedraplén Caibarién-Santa María para adecuarlo a las características ambientales del acuatorio en que se ubica. Mediante un modelo gráfico de relaciones causa-efecto, y corroborado con un programa informático actual, se demuestra el carácter fundamental que tiene el mantenimiento del intercambio plataforma-océano y la hidrodinámica en la preservación de las características ambientales marinas. De igual forma, se explica la estrategia general que se sigue, sobre el presupuesto de que el pedraplén es, en lo ambiental, una obra hidráulica como conjunto de sus componentes principales: el trazado del vial, el cálculo de puentes por secciones hidráulicamente cuasi-homogéneas, la forma de ubicar los puentes, las obras inducidas fuera del vial y los llamados puentes ecológicos.

The paper shows the experience in handling the design of Caibarien- Santa Maria key causeway to fit it with the environmental characteristics of the watershed in which it is located. By means of a cause-effect modeling graphic, corroborated by an up-dated informatics software, it is demonstrated the fundamental character that keeping the ocean-island shelf interchange has, as well as the hydrodynamics, in the preservation of the marine environmental characteristics. It is also explained the general strategy that was followed, on the assumption that the causeway is, according to the environmental point of view, a hydraulic construction as a set of its main components: the road layout, the calculation of bridges by hydraulically quasi-homogenous sections, the manner the bridges are located, the off-road induced works and the so-called ecological bridges

Captación de lluvia con pluviógrafos de cubeta y su postprocesamiento

El pluviógrafo está diseñado para determinar la intensidad de la lluvia durante largos periodos de tiempo. El desarrollo tecnológico de los pluviógrafos ha ido avanzando y hoy existen diferentes variantes de pluviógrafos que emplean los avances de la electrónica y la informática para la captación, almacenamiento y postprocesamiento del dato de lluvia. Se presentan en el trabajo las características de la captación de la lluvia y el postprocesamiento del dato almacenado para un modelo de pluviógrafo automatizado cubano desarrollado en el Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH). Los resultados y las conclusiones del trabajo son aplicables a los pluviógrafos de nueva generación que empleen el sistema basculante para medir la intensidad de la lluvia.

A pluviograph type raingauge is designed to determine rainfall intensity during long periods of time. The technological development of the pluviograph has been advancing and today different pluviograph models include advances in electronics and computer science for the reception, storage and postprocessing of rainfall intensity data. The characteristics of the rainfall reception and postprocessing of the stored data are presented in this article for a model of automated Cuban raingauge developed in the Hydraulics Research Center (CIH). Results and conclusions of the work are applicable to the new generation of bucket raingauges using the same bascule system to measure rainfall intensity.

Pronóstico de niveles para alerta de crecidas en el Gran Rosario, Santa Fe, Argentina

Con el objeto de reducir la vulnerabilidad ante inundaciones en el Gran Rosario (Santa Fe, Argentina) la Autoridad Hídrica Provincial gestionó la instalación de una red para registro de variables hidrológicas, junto con el desarrollo de un modelo de pronóstico de niveles. En este trabajo se presentan el modelo matemático distribuido empleado y algunos resultados parciales. El modelo consta de cuatro módulos: generación de lluvia, determinación del estado de humedad antecedente del suelo, cálculo de pérdidas iniciales, y simulación de escurrimiento superficial y pronóstico de niveles. El desempeño del modelo fue satisfactorio en términos de comparación entre limnigramas observados y pronosticados. En eventos de mediana magnitud se evidencia la sensibilidad de los resultados al estado de humedad antecedente del suelo, mientras que para eventos importantes los resultados presentan mayor certidumbre.

In order to reduce flooding vulnerability in Rosario city and surroundings (Santa Fe, Argentina) the Provincial Water Authority managed the installation of a telemetric network to monitoring hydrological variables, along with the development of a river levels forecasting model. This paper presents the structure of the mathematical model used and some partial results. The model's architecture is based on four modules: rainfall generation, estimation of antecedent soil moisture conditions, initial loss and infiltration calculation, and runoff simulation and levels forecast. The performance of the proposed model was successful in terms of comparison between measured and forecasted levels. Medium-size events evidence the sensitivity of the results to the antecedent soil moisture conditions; while the results for important rain events have greater certainty.

Diseño hidráulico de sistemas de drenaje dual a través del modelo SWMM

El diseño hidráulico de drenajes se ha realizado tradicionalmente de manera manual empleando el método racional y flujo uniforme. Dicho método no toma en cuenta la variabilidad temporal de la lluvia y está limitado para cuencas pequeñas. Ante estas desventajas se presenta una metodología para el diseño de sistemas de drenaje en urbanismos a través del software SWMM-5.0 donde es posible la modelación dual (drenaje superficial-alcantarillado), la inclusión del tiempo en el análisis y la no uniformidad del flujo. La metodología fue aplicada en la urbanización Copacoa, Estado Lara, Venezuela. Los resultados demostraron que el método es viable y factible de aplicar puesto que simula adecuadamente el flujo en calles y colectores, se obtienen diseños más económicos y permite el análisis de múltiples escenarios de una manera rápida.

The hydraulic design of drainage sewers has been performed traditionally using the rational method with uniform flow. This method does not take into account the temporal variability of rainfall and is limited to small watersheds. Therefore, a methodology has been developed for the design of drainage systems in urban areas using software SWMM-5.0, where dual modeling is possible (surface drainage, sewerage) as well as inclusion of time in the analysis and not uniform flow. The methodology was applied in the Copacoa East district, Lara State, Venezuela. The results showed that the method is viable and feasible to implement because it simulates the flow on roads and collectors properly, designs are less expensive and it can quickly analyze multiple scenarios.