Ingeniería Hidráulica y Ambiental

Inhibitory effect caused by heavy metals to microorganisms of an activated sludge

RESUMEN Se muestra el efecto inhibitorio de los iones metálicos de Ni (II), Zn (II), Pb (II) y Al (III) sobre microorganismos presentes en un lodo activado mediante la respirometría cerrada. Se determinó el grado de inhibición empleando lodos con diferentes edades. El ión que ejerció mayor toxicidad para el rector de edad del lodo 5 días fue el Ni (II) y para el de 10 días fue el Zn (II). El orden del efecto inhibitorio para cada concentración del metal y edad del lodo estudiado varía, en comparación con otros estudios, debido a la diversidad microbiológica de los lodos activados y el comportamiento de los microorganismos. Quedó demostrado que la edad del lodo y la concentración de los metales tuvieron un efecto estadísticamente significativo sobre la inhibición de la biomasa.

ABSTRACT The inhibitory effect of Ni (II), Zn (II), Pb (II) and Al (III) metal ions on microorganisms present in a activated sludge using closed respirometry is shown. The degree of inhibition was determined using sludge with different ages. The ion that exerted the greatest toxicity for the rector of the 5-day sludge age was Ni (II) and for the 10-day was Zn (II). The order of the inhibitory effect for each metal concentration and age of the studied sludges varies, compared to other studies. It was demonstrated that the sludge age and concentration of the metals had a statistically significant effect on the inhibition of the biomass.

Hydrological comparison between watersheds with different climatic conditions in Cuba

RESUMEN Se analizan las diferencias hidrológicas en dos cuencas hidrográficas de Cuba ubicadas en dos extremos del país, la cuenca San Diego en Pinar del Río y la de Baconao en Santiago de Cuba, ambas con series de cincuenta años. Según Índice de Lang y por la clasificación de Köppen mejorada, San Diego clasifica como húmeda (Aw 2 ) y Baconao como subhúmeda (Aw 1 ). La lámina de escurrimiento en San Diego es 1,4 veces el valor de Baconao. La cuenca del río San Diego supera entre dos y cuatro veces a la cuenca Baconao en el escurrimiento de años secos de altas probabilidades R 90 y R 99 . En San Diego los indicadores rendimiento hídrico y eficiencia hidrológica son mayores que en Baconao en 1,6 veces. Se demuestra la influencia de las características fisicogeográficas en la diferenciación hidrológica.

ABSTRACT The hydrological differences are analyzed in two Cuban hydrographic watersheds located at the country extremes, the San Diego watershed in Pinar del Río and Baconao in Santiago de Cuba, both with series of fifty years. According to the Lang Index and the improved Köppen classification, San Diego classifies as wet (Aw 2 ) and Baconao as subhumid (Aw 1 ). The runoff depth in San Diego is 1,4 times the value of Baconao. San Diego watershed exceeds the Baconao one by two to four times in annual runoff for dry years with high probabilities R 90 and R 99 . In San Diego, the indicators for water yield and hydrological efficiency are higher than in Baconao in the order of 1,6 times. The influence of physiogeographical characteristics on hydrological differentiation is demonstrated.

Alternatives against coastal floodings on the tradicional malecon in Havana, Cuba

RESUMEN Se evalúa la eficacia en la reducción del rebase del oleaje de siete alternativas de obras de defensa costera, para controlar las inundaciones en la zona de La Habana conocida como malecón tradicional, a partir de un conjunto de tipologías previamente estudiadas en el Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH) de la Universidad Tecnológica de La Habana. Se emplean resultados de estudios preliminares de modelaciones numéricas y físicas. Se presenta una comparación de las diferentes alternativas en función de la reducción de la tasa de rebase. Se toma caso de estudio el huracán Wilma 2005, se determina el comportamiento de las variables: tasa promedio de rebase, los niveles de peligrosidad que se generan en la zona de estudio y porcientos de reducción. Se definen los tramos de mayor rebase y peligrosidad.

ABSTRACT The effectiveness in the reduction of the wave overflow of seven alternatives of coastal defense works is evaluated, to control the floods in the area of Havana known as traditional boardwalk, from a set of typologies previously studied in the Hydraulic Research Center (CIH) of the Technological University of Havana. Results of preliminary studies of numerical and physical modeling are used. A comparison of the different alternatives is presented based on the reduction of the average wave overtopping rate. Hurricane Wilma 2005 is studied, the behavior of the variables is determined: average wave overtopping rate, the levels of danger generated in the study area and reduction percentages. The sections of greater overflow and danger are defined.

Rapid drawdown effect on the estability of earth dams: two case studies from Cuba

RESUMEN El fenómeno de desembalse rápido puede ser inducido por fallas estructurales o la operación descontrolada de obras de toma. Su ocurrencia puede afectar la estabilidad del talud aguas arriba de las presas de tierra, llegando a producir su deslizamiento. En la presente investigación se realiza el análisis de estabilidad de dos presas de tierra de sección homogénea, por el método de Morgenstern-Price, considerando comportamientos saturado y parcialmente saturado de distintos suelos arcillosos en el terraplén. Para aplicar el método de análisis se utiliza el programa Slope/W, contenido en el paquete de programas GeoStudio. Se estudia la influencia de las condiciones geotécnicas y el comportamiento mecánico de los suelos. Finalmente, para la Presa Cauto El Paso se proponen funciones de operación que garantizan la seguridad del talud.

ABSTRACT Rapid drawdown can be induced by structural failures or uncontrolled operation of the floodgates. Their occurrence may affect the upstream slope stability in earth dams, producing landslides. This investigation carries out the analysis of stability of two earth dams with homogeneous section, by the Morgenstern-Price analysis method, considering saturated and partially saturated behaviors of different clay soils in the embankment. The analysis method is applied by means of Slope/W program code, contained in Software GeoStudio. It is studied the influence of geotechnical conditions and mechanical behavior of soils. Finally, for the Cauto El Paso Dam, operating functions are proposed, that guarantee the security of the embankment.

Coastal flood simulation in the Traditional Malecón, Wilma hurricane 2005

Resumen El 23 de octubre de 2005 el Huracán Wilma se alejaba de Cuba, a pesar de estar a más de 200 km en el Golfo de México dejó sus huellas en La Habana. La necesidad de proteger el Malecón habanero de los embates del mar conduce al estudio del comportamiento de las inundaciones costeras en el tramo del Malecón tradicional. En este trabajo se presentan las ecuaciones para el cálculo del rebase promedio. Se definen las características del oleaje mediante el establecimiento de un tren de modelos numéricos que permiten obtener los hidrogramas para alimentar el modelo hidrodinámico Iber, y se realiza la simulación de la inundación en la zona de estudio, lo que permite definir los puntos de mayor calado en la zona estudiada.

Abstract The octubre 23th of 2005 the Wilma hurricane live the water near of Cuba, despite being more than 200 km in the Gulf of Mexico, he left his footprints in Havana. It is e necessity to protect the city form the attack of the hurricanes and other severe events, for that reason several studies in order to kwon the behavior of the flooding have been done. In this paper are presented the formulas to compute the average wave overtopping, it is define the wave characteristics by mean a train of numerical modelthat allow to obtain the hydrographs to force the Iber model, and were donedifferent flooding simulation of the study area, it allow define the location with more hazard.

GIS applied to the optimization of design time in drinking water distribution networks

RESUMEN La implementación de nuevas metodologías para el diseño de redes de distribución de agua potable ha mejorado notablemente la forma de adquisición de datos necesarios para el cálculo hidráulico. El presente trabajo tiene como finalidad mostrar el uso de los SIG para la optimización del tiempo de diseño de redes de distribución en la obtención de los datos de entrada como son las elevaciones, áreas aferentes y demanda base en los puntos de conexión del sistema, además de realizar correcciones al trazado por medio de un análisis topológico mediante la aplicación de las herramientas del software ArcGIS obteniéndose resultados de una manera más fácil, rápida y confiable para llevarlos a un software de simulación o modelación hidráulica, en este caso específico Epanet, garantizando un diseño óptimo y de calidad.

ABSTRACT The implementation of new methodologies for the design of drinking water distribution networks has significantly improved the way of acquiring data necessary for hydraulic calculation. The purpose of this work is to show the use of GIS for the optimization of the distribution network design time in obtaining the input data such as elevations, afferent areas and base demand at the system connection points. In addition to making corrections to the layout by means of a topological analysis through the application of ArcGIS software tools, obtaining results in an easier, faster and more reliable way to take them to a hydraulic simulation or modeling software, Epanet in this specific case, guaranteeing an optimal design and quality.

Energy estimation of a hydrokinetic farm: study case Bay of Banes

RESUMEN Debido al incremento de la demanda eléctrica a nivel mundial, los inestables precios del petróleo y la vulnerabilidad del medio ambiente por la emisión de gases de efecto invernadero, actualmente se investigan numerosas maneras de generar electricidad a través de fuentes alternativas de energía. Una de estas fuentes de generación alternativa son las turbinas hidrocinéticas. En esta investigación se analizan dichas turbinas, haciendo un análisis mediante la elaboración de un software que brinda, entre otros aspectos la información necesaria para hacer el estudio de cualquier recurso hidráulico del país, calculando la estimación de energía para las condiciones cubanas, teniendo en cuenta el lugar elegido, el tipo de turbina a emplear y sus características. Se analiza como caso de estudio para la posible instalación de turbinas hidrocinéticas la Bahía de Banes.

ABSTRACT Due to the increase in electricity demand worldwide, the unstable oil prices and the vulnerability of the environment for the greenhouse gases issued, numerous ways to generate electricity through alternative sources of energy are currently being investigated. One of these renewable sources of energy is the hydrokinetic turbines. In this investigation the hydrokinetic turbines are analyzed, making an analysis of different aspects by the elaboration of a software, wish provides the necessary information to make the study in any water resource of the country, calculating the energy estimate for Cuba conditions, having into account the decide location, hydrokinetic turbine type and its characteristics. The study case for possible installation of hydrokinetic turbines is Banes bay.

Combined system of packed bed anaerobic reactors for the treatment of raw vinasse

RESUMEN Los estudios acerca de la viabilidad del empleo de sistemas anaerobios combinados para el tratamiento de vinaza, han incrementado en los últimos años. Por consiguiente, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el proceso de digestión anaerobia de vinaza cruda cubana utilizando un sistema combinado de reactores empacados de flujo ascendente (REFA) en serie. Se evaluaron cargas orgánicas volumétricas (COV) en el intervalo de 2 a 10 kgDQO/m3d. Los resultados indican que el sistema REFA + REFA operó establemente a COV de 10 kgDQO/m3d obteniéndose valores promedios de 90% y 1,03 N LCH4/Ld en cuanto a eliminación de la demanda química de oxigeno (DQO) y productividad de metano, respectivamente. Esto representa incrementos promedios de 18 y 15% para estos mismos parámetros con respecto al empleo de una sola configuración anaerobia.

ABSTRACT The studies about the viability of the employment of anaerobic combined system for the vinasse treatment, have increased in the last years. Therefore, the objective of present work was to evaluate the anaerobic digestion process of raw vinasse using a combined system of upflow packed reactors (UPR) in series. Organic loading rate (OLR) was evaluated in the range of 2 to 10 kgCOD/m3d. The 10 kgCOD/m3d was selected as the stable operating load, obtaining average values of 90% and 1.03 N LCH4/Ld for the combined system in terms of elimination of COD and productivity of methane, respectively. The above represents average increases of 18 and 15% for these same parameters with respect to the use of a single anaerobic configuration.