Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Innovation management in new technology based firms of the Cuban hydraulic sector

La empresa del siglo 21 se enfrenta a un nuevo y complejo escenario económico, cultural y de la información. El Sistema de Gestión y Dirección Empresarial cubano, según directivas gubernamentales, exige el acercamiento de la empresa estatal a la gestión de la innovación y la tecnología GIT).En contraposición con lo anterior, la Empresa de Investigaciones y Proyectos Hidráulicos Villa Clara (EIPH-VC) adolece de una sistemática gestión en este sentido que propicie un mejor desempeño. El artículo presenta el planteamiento teórico-metodológico para sistematizar la GIT, así como los primeros resultados de su implantación derivados de una incipiente pero sistemática aplicación de ella en la Empresa, caracterizada por el uso intensivo del conocimiento y la tecnología.

The 21st century company faces a new complex economic, cultural and informational scenario. The Cuban management system, following governmental regulations, enforces public enterprise approach to innovation and technology management (ITM). In contrast to the above, the Enterprise for Hydraulic Projects and Investigations in Villa Clara (EIPH-VC) does not have any systematic management action in this sense to improve its general performance. This paper presents the theoretical and methodological approach to systematize the ITM and the first results of its implementation, derived from an incipient but systematic application of the ITM in this company, characterized by the intensive use of knowledge and technology.

Hydraulic evaluation of a bridge over a river with mixed flow and live bed

Este trabajo se centra en la evaluación hidráulica del puente sobre la quebrada Atarigua en el cruce con la troncal 7 del estado Lara, que se caracteriza por presentar régimen mixto. Dicho análisis se realizó considerando el lecho móvil, con el fin de evaluar el puente desde un contexto más amplio y real. Se emplearon dos modelos matemáticos, el HEC HMS para el análisis hidrológico de la cuenca aportante al sitio de estudio y el HEC-RAS para el análisis hidráulico del puente. Se pudo concluir de acuerdo con los resultados del modelo que la quebrada presenta procesos tanto de agradación como de degradación del cauce. El tramo del río con mayor erosión se obtuvo inmediatamente aguas abajo del puente, situación que está controlada por la estructura disipadora de energía existente.

This work presents the hydraulic evaluation of the bridge over the creek Atarigua at the junction with the trunk 7 of Lara state, which is characterized by mixed flow. This analysis was performed considering live bed, in order to evaluate the bridge from a broader and more real context. Two mathematical models were used, the HEC - HMS for hydrologic analysis of the watershed contributing to the study site and the HEC-RAS for hydraulic analysis of the bridge. It was concluded according to the results of the model that the creek presents aggradation and degradation of the channel. The reach of the river with more erosion was obtained immediately downstream of the bridge. This is controlled by the existing energy-dissipating structure.

Water consumption evaluation in productive labors of Sancti Spíritus fishing industry

El procesamiento de pescado requiere una gran cantidad de agua, generando apreciables volúmenes de agua contaminada. Como resultado de este estudio se detectaron tres salones fundamentales en la industria pesquera INDUPIR: conformados, fondos exportables y escama, con gastos de 7; 36 y 72 m³/d respectivamente. En este último salón se determinó el consumo de agua de 15 trabajadores activos en la línea de producción, cuantificando el tiempo, volumen y gasto de agua por trabajador, identificando el consumo mínimo requerido para procesar el pescado. Finalmente, se señalan las medidas técnico organizativas a implementarse para garantizar un uso racional del recurso a través de su cuantificación, planeamiento y administración, recomendándose la implementación de las medidas propuestas en el trabajo, haciéndolas extensivas a otras entidades similares del país.

Fish processing requires a large water quantity, generating significant volumes of polluted water. Because of this study, there were detected three fundamental halls in INDUPIR fishing industry: shaped, export funds and scales, with water consumption of 7, 36 and 72 m³/d respectively. In the latter it was determined the water consumption for 15 active workers belonging to the production line, quantifying time, volume and water consumption per worker and identifying the minimum consumption required for processing fish. Finally, organizational technical measures were identified with the aim to ensure rational use of water through its quantification, planning and administration, recommending the implementation of proposed measures in the paper, extending them to other similar institutions in the country.

Principal methods for biogas desulphurizatio

El mundo actual enfrenta una crisis energética, donde uno de los factores que contribuye a ello es el uso indiscriminado de los combustibles convencionales, para ello se han buscado alternativas de obtención de biocombustibles como es el caso del biogás. El biogás contiene sulfuro de hidrógeno, el cual tiene un alto grado de toxicidad y poder corrosivo, que limita su uso. Los métodos para la desulfuración de efluentes gaseosos se pueden clasificar, de acuerdo con sus principios físico-químicos, como: absorción utilizando compuestos químicos inorgánicos y orgánicos, adsorción por métodos físicos, métodos biotecnológicos y filtración por membranas. El objetivo del presente trabajo es exponer las principales características de los métodos más empleados a nivel mundial y se muestran además los resultados alcanzados a partir de las experiencias cubanas.

At present the world is facing an energy crisis, where one of the factors contributing to it is the indiscriminate use of conventional fuels, therefore, alternatives for obtaining biofuels such as biogas are being sought. Biogas contains hydrogen sulphide, which has a high toxicity and corrosive properties, which limits their use. Methods for efluent gas desulphurization can be classified according to their physico-chemical principles as follows: absorption using inorganic and organic chemicals, physical adsorption, biotecnologichal methods and membrane filtration. In this paper an analysis of the methods used worldwide is presented as well as the results achieved from the Cuban experience.

Isotopic hydrology, nuclear tool for sustainable management of water resources

La gestión y protección del agua subterránea, establece una utilización planificada del acuífero, sin causar daños en calidad y cantidad; considerando los factores sociales y económicos del entorno. Se caracterizó mediante el uso de las técnicas nucleares (hidrología isotópica), el acuífero kárstico de la sub-cuenca Artemisa-Quivicán, el cual sustenta la producción alimenticia de la provincia Artemisa y la Habana. Para ello se desarrollaron 3 etapas investigativas: el diseño y definición de la red optimizada para el monitoreo isotópico y fisicoquímico en el agua subterránea y superficial; la caracterización isotópica (tritio, oxígeno disuelto, deuterio) y físico-química (macro-componentes químicos, parámetros físicos y de calidad) del agua de la sub-cuenca y de las precipitaciones registradas en la región y la identificación de las posibles fuentes de contaminación en la sub-cuenca.

Management and protection of the ground water requires a planned use of the aquifer, considering the social and economic factors of the environment without causing damages in quality and quantity. The karstic aquifer of the sub-basin Artemisa-Quivicán, which supports food production for Artemisa and Havana counties, has been characterised through the nuclear techniques application (isotopic hydrology). Three investigation stages were developed: the design and definition of the optimized network for the isotopic and physicochemical monitoring of ground and surface waters; the isotopic characterization (tritium, dissolved oxygen, deuterium) and physicochemical characterization (chemical macro-components, physical and quality parameters) of the sub-basin water and of registered precipitations in the region; and finally the identification of the possible contamination sources in the sub-basin.

Conservation areas of subbasins which tribute to Grijalva hydroelectric system, México

El Fondo Semilla de Agua busca aumentar la efectividad de la inversión en la conservación de seis subcuencas para disminuir el azolvamiento de las presa Chicoasény La Angostura en Chiapas, México. Para ello se calcula la aportación de sedimentos y erosión de cada subcuenca a las presas a través de la plataforma Soil and Water Assessment Tool, (SWAT) y de álgebra de mapas para la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS), respectivamente, lo anterior como insumo del taller de generación de criterios para seleccionar los sitios más adecuados a conservar. La superficie total del área de estudio es de 850770 ha de las cuales solo es sujeta a conservación 120 759,18 ha, es decir el 14%.

The Water Seed Foundation looks for the effective investment of conservation areas in six tributarysubbasins in order to reduce the reservoir bottom profile (sediment deposition) of Chicoasen and La Angostura dams at Chiapas, México. As inputs to the conservation criteria workshop it was calculated the sediment and erosion contribution of each subbasin by map algebra for the Universal Soil Lost Equation (USLE) and Soil and Water Assessment Tool (SWAT). As a result only 14% (120 759, 18 ha) of the total area of subbasins (850 770 ha) are prospected for conservation.

Climatic change and its evidence in precipitation

La investigación se desarrolló en la localidad de Falla, provincia Ciego de Ávila. Se analizó una serie de 30 años de precipitaciones y número de días con lluvia desde 1977 al 2006. Se aplicaron métodos de análisis de la serie temporal como porcentaje medio, promedios móviles y suavización exponencial. Se comprobó que la función Normal fue la más apropiada para ajustar los datos experimentales y se construyó el climograma de la localidad. Se determinaron las evidencias de cambio climático mediante anomalías climáticas, patrones de desplazamiento y la curva acumulada de las variables estudiadas. Los resultados demuestran una tendencia a la disminución de las precipitaciones y el número de días con lluvia a partir del año 2000, no solo a nivel anual sino también en el periodo húmedo.

The research was conducted in Falla town, Ciego de Avila province. A series of 30 years of rainfall and number of rainy days was analyzed from 1977 to 2006. Methods of analysis of the time series as the mean percentage, moving averages and exponential smoothing were applied. It was proven that the Normal function was the most appropriate to adjust the experimental data and the climogramfor this location was developed. Evidence of climatic change was determined by climate anomalies, movement patterns and cumulative curve of the studied variables. The main results show a trend of decreasing rainfall and number of rainy days from 2000 on, not only on an annual basis but also in the wet period.

Geographic distribution of arsenic in the aquifer of Central Valley, Oaxaca, Mexico

Se identificó la existencia y distribución geográfica de contaminación por arsénico total en el acuífero de los valles centrales de Oaxaca. Mediante el muestreo en pozos de agua para uso y consumo humano se identificaron sitios que superan la Norma Oficial Mexicana. Se emplearon técnicas analíticas de espectroscopia de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente. Los resultados muestran valores máximos de arsénico de 174 µg/L, además no se encontró correlación con otros metaloides o elementos.

Total arsenic was identified and its geographic distribution was assessed in the aquifer of Central Valley of Oaxaca, Mexico. Samples were taken in water wells for human use and consumption that exceeded the Mexican Official Standard. By the technique of atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma a maximum value of arsenic of 174 µg/L was obtained. In the samples no correlation was obtained with others metalloids or elements.

Optimal Design of Pumped Water Pipelines

El uso de técnicas de optimización en el diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable ha avanzado en los últimos años. No obstante, la complejidad de estos algoritmos ha impedido su uso general en la práctica. En este trabajo se desarrolló un algoritmo para el diseño óptimo de líneas de aducción por bombeo que determine el número, capacidad y ubicación de las estaciones de bombeo requeridas, aplicando un algoritmo de programación dinámica. Se divide la línea de aducción en tramos con una estación de bombeo probable al inicio del tramo. El algoritmo calcula los costos de inversión y energía de cada posible diámetro en cada tramo. La alternativa seleccionada es la del costo mínimo total. Para verificar el algoritmo, se empleó un caso de la literatura optimizado por una técnica de Colonia de Hormigas, obteniéndose similitud en sus resultados.

The use of optimization techniques in the design of water supply systems has advanced over the years. However, complexity of these algorithms has prevented its general use in practice. In this study an algorithm was developed for the optimal design of pumped water mains including determination of number, capacity and location of required pumping stations, applying a dynamic programming algorithm. The pipeline is divided in sections with a probable pumping station at the beginning of each section. The algorithm calculates capital and energy costs for each possible diameter for every section. The chosen alternative is the one with minimum total cost. To verify the proposed algorithm a case of the literature optimized with a model of Ant Colony was tested which produced similar results.