Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Energy dissipation - part VI: baffled apron and riprap

RESUMEN El presente artículo es el sexto 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 sexto artículo es una presentación detallada acerca de la solera dentada empleada en funciones de disipación de energía y de la risberma frecuentemente colocada a la salida (descarga) de los disipadores de energía.

ABSTRACT The present article is the sixth 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 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 sixth article is a detailed presentation about the baffled apron employed with an energy dissipation function and of the riprap frequently placed at the exit (discharge) of the energy disipators.

Energy dissipation - part VII: ski jump hydraulics

RESUMEN El presente artículo es el séptimo 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 último artículo es una presentación detallada acerca del trampolín o salto en esquí empleado en funciones de disipación de energía.

ABSTRACT The present article is the seventh 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 is being prepared by the author, concluding it by the middle of the year 2017 and later on incorporating it to a new edition - in preparation - of the textbook "Spillways and Intake Structures". This last article is a detailed presentation about the hydraulic ski jump used with the function of energy dissipation.

Algorithm of carbon inventory in the nourishment of beaches

RESUMEN Por primera vez se integraron métodos orientados por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, técnicas del método compuesto de las cuentas contables y modelos matemáticos de retención de carbono por vegetación y arenas en playas cubanas. El objetivo de la investigación fue diseñar un algoritmo para el inventario de carbono en combustibles, siembra de vegetación y vertimiento de arenas, registrados en la actividad económica de la inversión para la recuperación de playas en Cuba. La metodología del algoritmo describió la cuantificación de emisión neta de dióxido de carbono y deposición de carbonato de calcio y la validación de estas variables. La investigación se concibió para orientar la toma de decisiones. Se recomendó programar el algoritmo en un sistema informático y aplicarlo en una propuesta de inversión.

ABSTRACT For the first time methods developed by the Intergovernmental Panel on Climate Change, techniques of the composed method of accounting accounts and mathematics models of carbon sequestration by vegetation and sands on Cuban beaches were integrated. The objective was to design an algorithm for the inventory of carbon in fuels, planting vegetation and dumping of sand, registered in the economic activity of the investment in the nourishment of beaches in Cuba. The methodology of the algorithm described the quantification of the net emission of carbon dioxide and deposition of calcium carbonate in these projects and the validation of both variables. This research was conceived to guide the decision making. It was recommended to program the algorithm in a computer system and apply it to an investment proposal.

Evaluation of Rusten's model in an aerated packaged filter treating Cuban raw vinasse

RESUMEN En el presente trabajo se realiza una investigación básica en el tratamiento de vinaza cruda con un filtro empacado aireado. Se realizan 3 corridas con diferentes cargas orgánicas en g * m-2 (empaquetadura) * d-1 (Ba) y con un flujo de aire de 400 L* h-1. Se ajustó el modelo de Rusten con R-cuadrada ajustada de 98,9245 %, y se determinaron los valores de velocidad máxima de reducción de la carga orgánica (ΔBamax) y carga orgánica cuando ΔBa =1/2 ΔBamax(k.). Se obtuvieron eficiencias de reducción de demanda química de oxígeno (DQO) entre 95 y 72 % para cargas entre 10 y 20 g *m-2*d-1. El pH se incrementó de 4,1 en la alimentación a valores cercanos a 8 en los efluentes sin adición de reactivo.

ABSTRACT In the present work a basic research is carried out of the treatment of raw vinasse with an aerated packed filter. Three runs are made with different organic loads in g * m-2 (packing) * d-1 (Ba) and with an air flow of 400 L * h-1. The Rusten model was adjusted with an adjusted R-square of 98,9245 %, and the values of maximum speed of reduction of the organic load (ΔBamax) and organic load were determined when ΔBa = 1/2 ΔBamax (k.). Efficiencies of reduction of chemical oxygen demand (COD) between 95 and 72% for loads between 10 and 20 g * m-2 * d-1 were obtained. The pH increased from 4,1 in the feed to values close to 8 in the effluents without addition of reagent.

Application of computational system SICOM on the north coast of Cuba

RESUMEN Por su posición geográfica Cuba se ve sometida a eventos meteorológicos extremos, por ello es necesario el estudio de la marea de tormenta y el oleaje. Se aplica el SICOM (Sistema de Ingeniería Costera y Marítima), que consiste en el acoplado de un conjunto de modelos numéricos para el estudio de la hidrodinámica y morfodinámica en zonas costeras sobre mallas de cómputo. En este trabajo se fuerzan los modelos con las variables meteorológicas asociadas con los huracanes Kate (1985) y Rita (2005). Se establecieron diferentes escenarios para conocer el comportamiento de las variables hidrodinámicas y niveles del mar. Se validan los resultados comparándolos con las predicciones del programa WXtide y las mediciones aportadas por las boyas de la NOAA, se realizan análisis estadísticos obteniendo resultados satisfactorios.

ABSTRACT Due to its geographical position Cuba is subjected to extreme weather events, therefore the study of storm surge and waves is necessary. The SICOM (Coastal and Maritime Engineering System) is applied, which consists of the coupling of a set of numerical models for the study of hydrodynamics and morphodynamics in coastal areas on computational meshes. In this work, the models are forced with the meteorological variables associated with hurricanes Kate (1985) and Rita (2005). Different scenarios were established to know the behavior of hydrodynamic variables and sea levels. The results are validated by comparing them with the predictions of the WXtide program and the measurements provided by NOAA buoys. Statistical analyzes are performed obtaining satisfactory results.

Hydrodynamic modeling for the design of the submarine emissary of El Chivo beach

RESUMEN El trabajo muestra los estudios realizados para evaluar el comportamiento de la hidrodinámica y los campos de oleaje asociados a diferentes escenarios, con el objetivo de definir las condiciones de frontera, para el posterior dimensionamiento de un emisario submarino, que permita la disposición final de las aguas residuales de La Habana, en la zona denominada playa El Chivo. Se aplica la modelación numérica para simular el comportamiento de las variables hidrodinámicas y del oleaje, generadas por la marea astronómica y el viento. Se definen seis escenarios, tres dirigidos al estudio de las corrientes superficiales y los restantes para el estudio del oleaje. Se presenta, como resultado del análisis de los escenarios simulados, las condiciones seleccionadas para el diseño funcional y estructural del sistema de tratamiento.

ABSTRACT The work shows the studies carried out to evaluate the behavior of the hydrodynamics, and the wave fields associated with different scenarios, with the aim of defining the boundary conditions, for the subsequent sizing of an underwater outfall that allows the final disposal of the waste waters of Havana in the area called El Chivo beach. Numerical modeling is applied to simulate the behavior of the hydrodynamic and wave variables generated by the astronomical tide and the wind. Six scenarios are defined, three directed to the study of surface currents, and the rest for the study of the waves. The conditions selected for the functional and structural design of the treatment system are presented as a result of the analysis of the simulated scenarios.

Groundwater: optimal parameters of the algorithm shuffled complex evolution

RESUMEN El objetivo de este estudio es la obtención de los parámetros algorítmicos que garanticen un rendimiento óptimo del algoritmo evolución y mezcla de complejos (shuffled complex evolution con sigla SCE) mediante la calibración de un acuífero hipotético y una metodología recomendada en la literatura. Se utilizó AQÜIMPE como modelo de simulación que actualmente se encuentra en su versión WinAQE. Se hizo un análisis de cada parámetro óptimo en cada escenario estudiado y a partir de la obtención de estos parámetros algorítmicos se realizó la calibración del acuífero real Cuentas Claras (provincia Granma, Cuba), permitiendo comparar las cargas simuladas obtenidas en trabajos anteriores. Los resultados de la presente investigación representan mejor el comportamiento hidrodinámico del acuífero real que los presentados en una investigación previa.

ABSTRACT The aim of this study is to obtain the algorithmic parameters that guarantee an optimal performance of the algorithm shuffled complex evolution (SCE) through the calibration of one hypothetic aquifer and a recommended methodology in the literature. AQÜIMPE is used as the simulation model which actually can be found in his WinAQE version. An analysis of each optimal parameter was made on each studied scenary and after obtaining each of these algorithmic parameters a calibration of the real Cuentas Claras aquifer (Granma province, Cuba) was realized, allowing to compare with the simulated loads obtained on previous works.

Ecohydrology-Ecohydraulics: key concepts for the integrated management of water resources

RESUMEN La ecohidrología, nueva ciencia integradora que implica la investigación en la interfaz entre las ciencias hidrológicas y ecológicas, centrándose en la interacción entre hidrología y biota. La misma propone una nueva metodología de enfoque para una gestión sustentable del agua basada en evidencia científica proveniente de ambos campos disciplinarios. En tanto, la ecohidráulica como un subcampo de esta, estudia los vínculos entre los procesos físicos, las variables hidráulicas determinantes del hábitat acuático y las respuestas ecológicas del ecosistema fluvial ante perturbaciones naturales y/o antrópicas. La ecohidrología actúa como un factor de aceleración para la transición de la ecología descriptiva, la conservación restrictiva y la gestión excesiva de los ecosistemas acuáticos, hacia la ecología analítica/funcional y la gestión y conservación creativa de las aguas dulces con una visión holística.

ABSTRACT Ecohydrology is a new integrating science that involves research at the interface between hydrological and ecological sciences, focusing on the interaction between hydrology and biota. It proposes a new approach methodology for sustainable water management based on scientific evidence from both disciplinary fields. Meanwhile, ecohydraulic as a subfield of this, which studies the links between physical processes, the hydraulic variables that determine the aquatic habitat and the ecological responses of the fluvial ecosystem to natural and/or anthropogenic disturbances. Ecohydrology acts as an acceleration factor for the transition from descriptive ecology, restrictive conservation and excessive management of aquatic ecosystems, towards analytical/functional ecology and the management and creative conservation of freshwater with a holistic vision.

Froude, Manning and Reynolds contribute to hydraulics in the 19th century

RESUMEN Conocer la historia y las circunstancias en la que determinados acontecimientos científicos tienen lugar, resulta imprescindible para comprenderlos mejor. Ocurre con cierta frecuencia que importantes aportes son atribuidos a quienes no los establecieron. Sin pretender cambiar esa realidad, se considera importante conocer la verdad. En este artículo, se dan a conocer los verdaderos aportes de tres ingenieros británicos del siglo XIX: William Froude, Robert Manning y Osborne Reynolds que en el marco de la llamada Revolución Industrial, hacen importantes contribuciones al desarrollo de la hidráulica. Sus nombres, en algunos casos con toda justicia y en otros no tanto, están indisolublemente ligados a la historia de la Ingeniería Hidráulica.

ABSTRACT Knowing the history and circumstances in which certain scientific events take place, is essential to understand them better. It happens with certain frequency that important contributions are attributed to those who never established it. Without trying to change that reality, it is considered important to know the truth. In this article, the true contributions of three British engineers of the XIX century are revealed: William Froude, Robert Manning and Osborne Reynolds that, in the framework of the so-called Industrial Revolution, make important contributions to the development of hydraulics. Their names, in some cases with all justice and in another not so much, are inextricably linked to the history of Hydraulic Engineering.

Rainwater harvesting as supply solutions in the past and the present

RESUMEN El presente trabajo tiene como principal objetivo realizar una revisión bibliográfica sobre las tecnologías para el aprovechamiento del agua de lluvia que se han implementado en diferentes épocas y lugares del planeta. La necesidad de contar con este tipo de materiales en tiempos donde cada vez requieren del ahorro de los recursos es la principal motivación. Para una mayor comprensión se han fijado dos etapas: antes y después del siglo XX, así como las referencias sobre Cuba se han tratado separadas del resto del mundo. Se aprecia que el desarrollo tecnológico no solo se manifiesta en las técnicas disponibles, sino también en el uso que se le ha dado a este recurso, que como se verá, es cada vez mayor. Por tanto, constituye una recopilación actualizada sobre la temática en cuestión.

ABSTRACT The mean objective of this work is to made a bibliographical review about technologies used for management of rainwater harvesting, which has been implemented in different times and places on the planet. For a better understanding two moments have been chosen: before and after the XX century, also reference about Cuba has been treated appart from the rest of the world. This text shows that technological development improved available techniques and increased different uses for this resource.