Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Management of Ecuador water resources under earthquakes risk: 1. Seismotectonics

RESUMEN En la primera parte de este trabajo se revisan algunas de las características geológicas, geomorfológicas, hidrológicas, hidráulicas y geofísicas más importantes del Ecuador y particularmente de la vertiente tectónicamente inestable del Pacífico y su relación con la prevención y mitigación de peligros de los efectos dañinos de los terremotos y sus efectos secundarios sobre la infraestructura hidráulica y la preservación de la cantidad y calidad de los recursos hídricos del Ecuador Occidental.

ABSTRACT The first part of this study reviews some of the most important geologic, geomorphologic, hydrologic, hydraulic and geophysical characteristics of Ecuador, and particularly of the tectonically unstable Pacific slope ant its relation with the hazard prevention and mitigation of the damaging effects of earthquakes and its side-effects on the hydraulic infrastructure and the preservation of water resources (amount and quality) of Western Ecuador.

Management of Ecuador water resources under earthquakes risk: 2. Security assessment

RESUMEN En la segunda parte de este trabajo se revisan los criterios de gestión del parque de presas de Ecuador construido y en operación sobre la vertiente sismotectónicamente inestable del Pacífico. Se consideran en particular los requerimientos de monitoreo geológico, geofísico e hidrológico asociados con los eventos sísmicos.

ABSTRACT The second part of this study reviews some of the most important management criteria of the operating dams in the seismotectonic unstable Pacific slope of Ecuador. Geological, geophysical and hydrological monitoring associated with seismicity are particularly accounted.

Water consumption in Tinima brewery

RESUMEN El consumo de agua por hL de cerveza debe ser de 10 -15 hL / hL. Con el objetivo de determinar los gastos reales, se tomaron lecturas diarias de los volúmenes de agua consumidos durante tres años (2013 -2015) y se procesaron, mediante estadígrafos descriptivos, por medio del paquete STATGRAPHICS XVI para obtener los valores e intervalos más frecuentes de consumos específicos y totales y demandas promedio, máxima y mínima. También se determinó el coeficiente de variación diaria. El consumo total actual de agua es de 1 397 m3/d (7,5 m3 de agua/ m3 de producto) y en %: 62 de agua suave, 20 del filtro, 11 consumo social y 7 del molino; el gasto promedio mensual es de 1 393 m3/d. El coeficiente de variación diaria es de 2,13.

ABSTRACT The water use per hL of beer must be of 10 -15 hL /hL. In order to determine the real, total and consumer consumptions, daily readings of the water volumes consumed over three years (2013-2015) were taken and processed using descriptive statistics through the STATGRAPHICS XVI package to obtain the values and more frequent intervals of specific and total water usage as well as average, minimum and maximum demands. The daily coefficient of variation was also determined. The current total water consumption is 1397 m3/d (7,5 m3 of water/ m3 of product), in %: 62 is soft water, 20% for filter, 11% for social consumption, and 7% for mill; monthly demand is 1393 m3/d. The daily coefficient of variation is 2,13.

Impacts in the application of MultiH.Virtual

RESUMEN El MultiH.Virtual es un laboratorio virtual con treinta y cuatro diferentes prácticas y se ha empleado por más de doce años en la enseñanza de materias de Mecánica de los Fluidos en la carrera universitaria de Ingeniería Hidráulica en varias universidades cubanas y en estos momentos se aplica también en las carreras de Ingeniería Mecánica y Química. El producto informático se ha empleado en Maestrías dictadas por los autores y otros docentes cubanos en su institución y en instituciones latinoamericanas y ha sido adquirido por otras universidades del área. Se presenta en este trabajo una descripción breve del producto y un resumen de los resultados obtenidos de las encuestas realizadas a estudiantes.

ABSTRACT The MultiH.Virtual is a virtual laboratory with thirty-four different practical tasks and it has been used for more than twelve years in the teaching of matters of Fluid Mechanics in the university career of Hydraulic Engineering in several Cuban universities and at this moment it is also applied in the careers of Mechanical and Chemical Engineering. The computer product has been used in courses of Master degree dictated by the authors and other Cuban lecturers in their institution and in Latin American institutions. It has been purchased by other universities of the area. A brief description of the product is presented in this work and a summary of the results obtained from the surveys carried out to students.

Hydrodynamic and wave modeling of hurricanes Wilma 2005 and Gustav 2008

RESUMEN Debido a los efectos negativos que tienen los huracanes en la Isla de Cuba como son: penetraciones del mar, inundaciones costeras, erosión de las playas y las afectaciones que sufren las viviendas y edificaciones se hace necesario la implementación de modelos numéricos con el objetivo de establecer mapas de riesgo ante inundaciones y evaluar los efectos producidos por estos. En este trabajo se realizan simulaciones con los modelos ADCIRC y SWAN, acoplados en una primera aproximación, de los huracanes Wilma 2005 y Gustav 2008 en su paso por el occidente del país, obteniendo valores de surgencia y de sobreelevación por rotura de la ola. Se realiza la validación de los datos de vientos utilizados y del oleaje simulados comparando con datos medidos por las boyas de la NOAA.

ABSTRACT Due to the negative effects of hurricanes on the Isle of Cuba such as: sea penetration, coastal flooding, beach erosion and damages suffered by homes and buildings it is necessary to implement numerical models with the objective of establishing flood risk maps and evaluate the effects produced by them. In this work, simulations are carried out with the ADCIRC and SWAN models, coupled in a first approximation, of the hurricanes Wilma 2005 and Gustav 2008 in their passage through the western part of the country, obtaining upwelling and wave values due to the breaking wave. The validation of the data of winds used and of simulated waves is made by comparing with data measured by the NOAA buoys.

Storm surge and wave field simulation for hurricanes in the Eastern region of Cuba

RESUMEN Cuba se ve anualmente sometida a los efectos de huracanes y por los daños que ocasionan es necesario el estudio de estos eventos meteorológicos, empleándose modelos matemáticos especializados en la modelación de surgencia y oleaje, tales como los modelos ADCIRC (modelo avanzado de circulación para océanos, costas y estuarios) y SWAN (modelo de simulación de olas en aguas poco profundas) acoplados. Se establecen diferentes escenarios donde se obtienen valores de marea, surgencia, altura de ola significativa, período pico y sobreelevación por rotura del oleaje asociados con los huracanes Hanna e Ike del 2008 que por su intensidad fueron de gran importancia. Para la validación de los resultados se usan las predicciones del programa WXtide y los datos aportados por las boyas de la NOAA, realizándose un análisis estadístico.

ABSTRACT Cuba is annually subjected to the effects of hurricanes and due to the damages they cause it is necessary the study of these meteorological events. The mathematical models specialized in the surge and wave simulation used, such as model ADCIRC (advanced model of circulation for oceans, costs and estuaries) and SWAN (Simulating WAves Nearshore) are coupled. Different scenarios are set where tide values are obtained, surge, height of significant wave, peak period and wave set up for breaking wave associated to hurricanes Hanna and Ike in 2008 that were of great importance for their intensity. For the validation of the results, the predictions of the program WXtide and the data contributed by the buoys of NOAA are used, where a statistical analysis is performed.

Model for integrating water assessment in the optimal land use allocation

RESUMEN La evaluación de los recursos hídricos prácticamente no ha sido incluida como condicionante de la planeación territorial. Este trabajo desarrolla, con base en el modelo MAUSS, un modelo de optimización de usos de suelo denominado M-H que evalúa simultáneamente de forma novedosa y simplificada la calidad y la cantidad del agua a través de sus funciones objetivo de minimización: FO1) del estrés hídrico ponderado, FO2) del riesgo de contaminación y FO3) de los cambios de uso de suelo para identificar asignaciones sostenibles de usos. M-H logró mejorar los resultados de MAUSS disminuyendo la huella hídrica, el riesgo de contaminación y los cambios de uso de suelo en 1,4%, 1,6% y 135,6% respectivamente. Además pudo lograr presiones negativas sobre el medio ambiente 8,1% menores sin disminuir el ingreso regional.

ABSTRACT The assessment of water resources has not been practically integrated as a conditioning factor in spatial planning. In this research a land use optimization model named M-H, based on the MAUSS model is developed. M-H simultaneously evaluates in a novel and simplified way both the quality and quantity of water through its objective minimization functions of: FO1) weighted water stress, FO2) pollution risk and FO3) land use changes in order to identify sustainable land use allocations. M-H improved the results of MAUSS spatial solutions by reducing the water footprint, the pollution risk and the land use changes in 1,4%, 1,6% and 135,6% respectively. In addition it achieved 8,1% lower negative pressures on the environment with no reduction of regional income.

The Biological processes of wastewater treatment from a non-conventional vision

RESUMEN La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es una variable muy empleada en la caracterización de las aguas residuales. La misma permite conocer la cantidad de materia orgánica que los microorganismos son capaces de degradar en un tratamiento biológico. Por otra parte, la demanda química de oxígeno (DQO) también muy utilizada en las caracterizaciones, a diferencia de la primera, posibilita conocer tanto la concentración de las fracciones biodegradables como las no biodegradables de la materia orgánica, incluyendo la de aquellos compuestos inorgánicos que puedan ser oxidados químicamente. La DQO es empleada como variable de uso muy extendido actualmente para definir el material carbónico, sea biodegradable o no, presente en un agua residual. El objetivo del presente trabajo es mostrar una visión no convencional desde la perspectiva actual en el tratamiento de aguas residuales por procesos biológicos.

ABSTRACT The biochemical oxygen demand (BOD) is very frequently used in wastewaters characterization. It allows to know the amount of organic matter that can be degraded by microorganisms in a biological wastewater treatment. However with the chemical oxygen demand (COD) it is possible to know the biodegradable and non-biodegradable fractions including those inorganic compounds that can be chemically oxidized. The COD is commonly used as a variable to define the carbonic material (biodegradable or non-biodegradable), present in wastewaters. The objective of this paper is to show a non-conventional vision from an actual perspective in the wastewater treatment by biological processes.

Energy dissipation - part I: the hydraulic jump

RESUMEN El presente artículo es el primero de una serie de siete, todos relativos a los disipadores de energía que se pueden emplear en obras hidráulicas. Todos estos artículos en su conjunto conforman una monografía que sobre este tema desarrolló el autor, concluyéndola a mediados del año 2017 y posteriormente incorporándola a una nueva edición - en preparación - del libro de texto “Aliviaderos y Obras de toma”. Este primer artículo es una presentación detallada acerca del salto hidráulico empleado en funciones de disipación de energía.

ABSTRACT The present article is the first of a series of seven, all relatives to energy dissipators that can be used in hydraulic works. The whole group of these articles conform a monograph about the subject that is being prepared by the author, concluding it by the middle of the 2017 year and later on incorporating it into a new edition - in preparation - of the textbook "Spillways and Intake Structures." This first article is a detailed presentation about the hydraulic jump employed with the function of energy dissipation.

Energy dissipation- part II: stilling basin

RESUMEN El presente artículo es el segundo de una serie de siete, todos relativos a los disipadores de energía que se pueden emplear en obras hidráulicas. Todos estos artículos en su conjunto conforman una monografía que sobre este tema desarrolló el autor, concluyéndola a mediados del año 2017 y posteriormente incorporándola a una nueva edición - en preparación - del libro de texto “Aliviaderos y Obras de toma”. Este segundo artículo es una presentación detallada acerca de dos estructuras de disipación de energía que tienen un amplio uso universal: el estanque y el pozo amortiguador.

ABSTRACT The present article is the second of a series of seven, all relative to energy dissipators that can be used in hydraulic works. The whole group of these articles conform a monograph about the subject that is being prepared by the author, concluding it by the middle of the 2017 year and later on incorporating it into a new edition - in preparation - of the textbook "Spillways and Intake Structures." This second article is a detailed presentation about two structures of energy dissipation that have a wide universal use.