Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Patrones de consumo doméstico de agua: primer resultado en la Empresa Aguas de La Habana

RESUMEN A nivel global la demanda de agua está aumentando, los estudios de patrones de consumo permiten cuantificar el potencial de ahorro a nivel residencial. Este trabajo determina las curvas de consumo clasificados a una muestra de 14 clientes con servicio 24/7 de un sector de la Empresa Aguas de La Habana durante un periodo de 6 meses. Se obtuvieron las curvas de consumo clasificados de la muestra, el perfil horario de consumo, el volumen de pérdidas aparentes de la muestra producto de submedición con valor de 17,42%, el tipo de contador idóneo para la muestra, así como una comparación de resultados con los determinados en estudios afines como el REUWS1 y el REUWS2016.

ABSTRACT At global level the demand of water is increasing, the studies of consumption patterns allow to quantify the saving potential at residential level. This work determines the classified consumption curves to a sample of 14 clients with service 24/7 of a sector of the Company Waters of Havana during a period of 6 months. The results obtained include the classified consumption curves of the sample, the profile schedule of consumption, the volume of apparent losses of the sample due to under-registration with a value of 17,42%, the suitable measuring device type for the sample, as well as a comparison of results with the ones obtained in similar studies as the REUWS1 and the REUWS2016.

Patrones de distribución temporal de lluvia ciclónica en Cuba estimada por el modelo WRF

RESUMEN El conocimiento de patrones de distribución temporal de lluvia generada por ciclones tropicales constituye un elemento esencial para la anticipación y enfrentamiento de desastres hidrológicos de todo tipo, aportando una base técnica y teórica apropiada como soporte a la toma de decisiones en cada territorio. En la presente investigación, procesando las salidas de precipitación del modelo atmosférico WRF (Weather Research and Forecasting), se diseña y aplica un procedimiento para determinar los patrones normalizados de las curvas de masa y hietogramas respectivos, distribuidos geográficamente en Cuba. Los resultados obtenidos reflejaron acertadamente los aspectos que influyen en las lluvias de estos organismos a su paso por cada una de las regiones establecidas del país.

ABSTRACT The knowledge of temporal distribution patterns of rainfall generated by tropical cyclones is an essential element for the anticipation and confrontation of hydrological disasters of all kinds, providing an appropriate technical and theoretical basis to support decision making in each territory. In the present research by processing the precipitation outputs of the atmospheric Weather Research and Forecasting model (WRF), a procedure is designed and applied to determine the standardized patterns of the respective mass curves and hyetographs, distributed geographically in Cuba. The results obtained accurately reflected the aspects that influence the rainfalls of these organisms as they pass through each of the established regions of the country.

Bombeo óptimo de los pozos del sistema de abasto El Gato

RESUMEN El suministro de agua mediante estaciones de bombeo implica un alto costo energético que a largo plazo se convierte en el mayor costo de operación. En este trabajo se aplica un modelo de optimización para desarrollar una propuesta de operación del sistema fuente de abasto de agua del acueducto El Gato con el objetivo de minimizar el costo de energía eléctrica. El resultado principal consiste en establecer un esquema operacional del acueducto que minimice el costo de energía eléctrica para un periodo de 168 horas. Como resultados prácticos de la aplicación del modelo se obtienen el costo y consumo de energía eléctrica y un cronograma de operación que define la secuencia de encendido y apagado de cada estación de bombeo.

ABSTRACT Water supply through pumping stations implies a high energy cost which in the long run becomes the highest operating cost. In this work, an optimization model is applied to develop a proposal for the operation of the water supply system ¨El Gato¨ for minimizing the cost of electric energy. The main result consists of establishing an operational scheme that minimizes the electric energy cost for a period of 168 hours. As practical results of the application of the model, the cost and consumption of electric energy and an operation schedule that defines the sequence of turning on and off of each pumping station are obtained.

Modelo matemático que describe la caída de presión en columna empacada con zeolita

RESUMEN El tipo de empaque y su característica es uno de los factores que influyen en la hidrodinámica de la columna. En los procesos de adsorción en ocasiones resulta técnica y económicamente ventajosa la operación en columna comparado con sistemas a templa. En el presente trabajo se determinó la caída de presión en una columna empacada con zeolita natural tipo clinoptilolita. También fue obtenido el modelo matemático que describe la caída de presión teniendo en cuenta la altura de empaque, diámetro equivalente de partícula y flujo volumétrico a través de la columna. El modelo matemático obtenido describe con un 92,11% la caída de presión en la columna, al pasar a través de la columna un flujo volumétrico de licor mezclado como líquido proveniente de un lodo activado a escala de laboratorio.

ABSTRACT The type of the packing and its characteristic is one of the factors that influence in the hydrodynamics of the column. The adsorption processes with packed column have technical and economic advantages over batch systems. Zeolite can be used in the adsorption process by its high contact surface. In this work, the pressure drop was determined in a packed column with natural zeolite type clinoptilolita. Also was obtained the mathematic model that describes the pressure drop taking into account the packing height, equivalent particle diameter and volumetric flow through the column. The mathematic model described with 92,11% the pressure drop. Mixed liquor from activated sludge from lab scale was used as a liquid to be passed through the column.

Zanjas de infiltración: opción para mitigar la erosión hídrica en la playa Rancho Luna

RESUMEN La erosión hídrica de la playa Rancho Luna requiere soluciones de ingeniería sustentadas en el principio de minimizar las escorrentías de las aguas pluviales hacia la playa. El objetivo fue diseñar una zanja de infiltración como opción para mitigar dicha erosión. El diseño cumple con los requerimientos establecidos para este tipo de obra. Se corroboró que sus dimensiones permiten almacenar, infiltrar y evacuar el agua para la lluvia de diseño para el grado de protección requerido. Los resultados fueron tenidos en cuenta por las autoridades ambientales y la entidad explotadora de la playa para la toma de decisiones en el marco del proceso de ordenamiento que se realiza en la zona costera. Asimismo, en la proyección de las soluciones en correspondencia con el proceso inversionista que debe acometerse.

ABSTRACT The water erosion of Rancho Luna beach requires engineering solutions based on the principle of minimizing runoff from rainwater to the beach. The aim was to design an infiltration trench as an option to mitigate the erosion. The design complies the requirements established for infiltration trenches. It was corroborated that its dimensions allow storing, infiltrating and evacuating the water of the design rain to the degree of protection required. The results were taken into account by the environmental authorities and the operator of the beach for making decisions in the framework of the ordering process that is realized in the coastal zone. As well as in the projection of solutions in correspondence with the investment process that must be undertaken.

Disipadores de energía-parte III: estanque amortiguador con pendiente y disipador de impacto

RESUMEN El presente artículo es el tercero 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 tercer artículo es una presentación detallada acerca del empleo del estanque amortiguador en soleras con pendiente y sobre el disipador tipo bloque de impacto.

ABSTRACT The present article is the third 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 was 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 third article is a detailed presentation about the stilling basin with sloping apron and impact-type energy dissipator.

Disipadores de energía - parte IV: cubetas dentadas y lisas

RESUMEN El presente artículo es el cuarto 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 cuarto artículo es una presentación detallada acerca de la cubeta en sus dos versiones, las dentadas y las lisas, las cuales tienen amplio uso fundamentalmente en aquellos aliviaderos en los que la descarga está afectada por altos niveles de agua.

ABSTRACT The present article is the fourth 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 was 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 fourth article is a detailed presentation about the bucket in its two versions, the slloted and the solid one, which have wide use fundamentally in those spillways where the discharge is affected by high levels of water.

Disipadores de energía - parte V: válvulas cónicas o de chorro hueco

RESUMEN El presente artículo es el quinto 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 quinto artículo es una presentación detallada acerca de las válvulas cónicas o de chorro hueco empleadas en funciones de disipación de energía, para lo cual se requiere con mucha frecuencia del empleo de una estructura o estanque dentro de la cual se coloca a dicha válvula.

ABSTRACT The present article is the fifth of a series of seven, all relatives to the energy dissipators that can be used in hydraulic works. The whole group of these articles conform a monograph about the subject that was 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 fifth article is a detailed presentation about the conical valves, also called hollow jet valves, employed with the function of energy dissipation, for which very frequently is required the employment of a structure or basin inside which this valve is placed.

Estabilidad de taludes en la presa de colas Agua Dulce en Potosí, Bolivia

RESUMEN La presa de colas Agua Dulce ubicada en Potosí, Bolivia, perteneciente a la Empresa Minera Santa Lucía Ltda., almacena relave convencional y ha sido construida por el método Aguas Arriba. Durante su etapa de operación no se cumplieron las características geométricas planteadas en su proyecto original; por ello, para el análisis de estabilidad de taludes se proponen diferentes modelos en función de cuatro parámetros: geometría de la sección, condición de drenaje, condición de carga y método de análisis, mediante el programa GeoStudio 2012. Los resultados obtenidos permiten definir las relaciones e influencia de la variación de los parámetros analizados, conviniendo que es viable el cierre de la presa bajo una relación del último talud de 1:2,34 hasta la cota de cierre, garantizando el correcto funcionamiento de los drenes de fondo.

ABSTRACT The Agua Dulce tail dam located in Potosi, Bolivia, belonging to the Santa Lucia Mining Company Ltda., it stores conventional tailings and has been constructed by the Aguas Arriba method. During its operation stage, the geometrical characteristics proposed in its original project were not met; therefore, for the stability analysis of slopes, different models are proposed according to four parameters: section geometry, drainage condition, load condition and analysis method, through the GeoStudio 2012 program. The obtained results allow to define relations and influence between the variation of the parameters analyzed, agreeing that the closure of the tail dam is feasible under a ratio of the last slope of 1: 2,34 to the closing level, guaranteeing the correct functioning of the bottom drains.

Captación de lluvia para descarga de inodoros en edificio alto en el Vedado, La Habana

RESUMEN El presente trabajo tiene como principal objetivo establecer las ideas conceptuales para el sistema de captación de agua de lluvia y la red hidráulica interior de agua con el objetivo de satisfacer la demanda de los inodoros de un edificio alto, donde se implementaron las normas cubanas como principal guía. Se dan a conocer las definiciones, clasificaciones generales y método de cálculo utilizado para el diseño de la red de captación y abastecimiento. Como aspecto novedoso se modela el comportamiento del llenado de la cisterna para diversas situaciones en las que la precipitación varía y se determinó, para cada una, el potencial de ahorro de la solución.

ABSTRACT The main objective of this work is to establish the conceptual ideas for the rainwater harvesting system and interior hydraulic network to satisfy the toilet demand of a tall building. To do this a set of Cuban regulations was implemented as the relevant guide. Besides, definitions, main classifications and design methods to determine the network and the volume of rainwater reservoir were shown. As a new aspect, behavior of reservoir filling in many situations in which precipitation vary was simulated and the saving potential of each one was calculated.