Tesis

Medición de caudales en conductos presurizados mediante el método de Gibson : estudio teórico-experimental

Mon, 31 Dec 2012 00:00:00 GMT

Medición de caudales en conductos presurizados mediante el método de Gibson : estudio teórico-experimental Briseño Ramiro, Rafael Antonio En el presente trabajo se describen los resultados de un estudio para estimar el caudal mediante la variante dos del método de Gibson, que se realizó en laboratorio con la finalidad de validar el programa GIB-IMTA. Para tal fin se utilizaron dos transductores de presión, separados a 8 m de distancia, para detectar la diferencia de presiones originadas por el cierre o apertura de una válvula de mariposa, colocada al final sobre una tubería horizontal de PVC (0.10 m de diámetro). Se compararon los resultados con un medidor de flujo electromagnético de referencia. Además, se hicieron experimentos numéricos parecidos al laboratorio y otro caso para una tubería de acero de 7.95 m de diámetro con la ayuda de un programa de simulación (HAMMER V8i). Los resultados de laboratorio muestran una incertidumbre menor al 2.8 % para cierres totales y de -2 % en aperturas. Estos resultados son prometedores. Los experimentos numéricos para un caso de gran diámetro sugieren que a mayor longitud entre las secciones de medición, mejor es la precisión en < 1.4 % para distintos tiempos de cierres y aperturas. Se recomienda seguir evaluando el método de Gibson antes de ser aplicado en sitio para tramos de tubería que no cumplan con la Norma IEC 60041, encontrando el tiempo de maniobra y distancia entre las dos secciones de medición óptimas, apoyado con programas de simulación de transitorios hidráulicos y el algoritmo de Gibson validados con pruebas experimentales.

Método para la calibración de modelos estocásticos de flujo y transporte en aguas subterráneas, para el diseño de redes de monitoreo de calidad del agua

Mon, 31 Dec 2012 00:00:00 GMT

Método para la calibración de modelos estocásticos de flujo y transporte en aguas subterráneas, para el diseño de redes de monitoreo de calidad del agua Briseño Ruiz, Jessica Vanessa Con frecuencia realizar estudios para el monitoreo de acuíferos, el diagnóstico y monitoreo de intrusión de agua de mar, la planificación del recurso agua subterránea, así como la conservación y protección del agua subterránea, entre otros, requieren de la generación y aplicaciónde modelos numéricos de flujo y transporte de aguas subterráneas, los cuales precisan de estimaciones confiables de parámetros como la conductividad hidráulica. La conductividad hidráulica presenta una considerable variabilidad espacial debida a la heterogeneidad de las propiedades en los sistemas geológicos y se determina de forma indirecta, lo que lleva a que sus estimaciones tengan un alto grado de incertidumbre. Es por ello que producir estimaciones confiables de la conductividad hidráulica resulta necesario para los modeladores de agua subterránea. Actualmente, con el aumento en el número de dispositivos que permiten la medición de la carga hidráulica en tiempo real y con más opciones en tecnologías para la recolección de muestras de concentración de contaminantes de agua subterránea, resultan muy útiles los métodos para estimar parámetros utilizando como información secundaria este tipo de datos. Además, puede resultar muy ventajoso estimar al mismo tiempo la conductividad hidráulica de un acuífero, lacarga hidráulica y/o la concentración de contaminantes. Es por ello, que este trabajo de tesis doctoral tiene como objetivo desarrollar y aplicar un método de estimación conjunta del parámetro logaritmo natural de la conductividad hidráulica y del estado (carga hidráulica y/o concentración del contaminante) utilizando datos del parámetro y el estado, para modelos estocásticos de flujo y/o transporte de agua subterránea.El método de estimación de parámetros y estado propuesto en esta tesis es una modificación a un método de ensamble suavizado propuesto por Herrera en 1998, al que llamamos ensamble suavizado de Herrera, que se introdujo inicialmente para el diseño óptimo de redes de monitoreo de la calidad del agua subterránea. El método propuesto consiste de tres pasos: 1) Dada la media de la conductividad hidráulica y el semivariograma IIdel logaritmo natural de la conductividad hidráulica, se obtienen realizaciones de este parámetro acordes con los momentos dados mediante un método de simulación. Usando cada realización de la conductividad hidráulica, se emplea el modelo estocástico para producir una realización de la carga hidráulica y/o de la concentración del contaminante. El total de las realizaciones se emplea para obtener la media de logaritmo natural de la conductividad hidráulica (en caso de que sus realizaciones se hayan condicionado con datos) y del estado (carga hidráulica y/o concentración), así como la matriz de covarianza cruzada del parámetro y el estado. 3) Empleando las ecuaciones de actualización del filtro de Kalman se obtiene la estimación del logaritmo natural de la conductividad hidráulica y el estado, utilizando como estimación y covarianza a priori a la media de las realizaciones y su correspondiente matriz de covarianza cruzada espacio-temporal. Para evaluar el método propuesto, se presentan diversos casos de estudio y los resultados indican que el ensamble suavizado de Herrera es exitoso en la estimación conjunta del logaritmo natural de la conductividad hidráulica y del estado, generada usando combinaciones de datos de logaritmo natural de conductividad hidráulica, carga hidráulica y concentración, ya que la magnitud de los errores de las estimaciones obtenidas con respecto a los campos de referencia de las tres variables, siempre decreció. El error cuadrático medio decreció hasta en un 21 % en el caso del logaritmo natural de conductividad hidráulica,en un 64% en el caso de la carga hidráulica y en un 87% en el caso de la concentración. Un paso intermedio en el trabajo fue probar por primera vez el ensamble suavizado de Herrera en la estimación de la carga hidráulica. Además, debido a que, como se mencionó anteriormente, este método se introdujo para el diseño óptimo de redes de monitoreo de la calidad del agua subterránea, se probó también en el diseño óptimo de redes de monitoreo de la cantidad del agua. Para la prueba se utilizó un caso de estudio sintético, basado en una representación simplificada del acuífero del valle de Querétaro. Los resultados obtenidos indican que el ensamble suavizado de Herrera obtiene estimaciones de la carga hidráulica que se encuentran dentro del 67% de las bandas de confianza con errores porcentuales que decrecen con el aumento en el número de pozos de muestreo. El método de Herrera y Pinder tiene buenas perspectivas para aplicarse exitosamente a redes de monitoreo de los niveles de agua subterránea.

Efecto de la aireación sobre la remoción de materia orgánica y nitrógeno en biorreactores de lecho móvil

Sat, 31 Dec 2011 00:00:00 GMT

Efecto de la aireación sobre la remoción de materia orgánica y nitrógeno en biorreactores de lecho móvil Camargo Rodríguez, María Pía

La Satisfacción de las Necesidades de Información de los Investigadores Especializados en el Recurso Hídrico

Thu, 31 Dec 2015 00:00:00 GMT

La Satisfacción de las Necesidades de Información de los Investigadores Especializados en el Recurso Hídrico Navarro Suástegui, Martha Patricia

Modelación Numérica del Aporte de Agua del Manto Freático al Requerimiento de Riego de los Cultivos Tesis

Sat, 31 May 2014 00:00:00 GMT

Modelación Numérica del Aporte de Agua del Manto Freático al Requerimiento de Riego de los Cultivos Tesis Castillo Solís, Erick La cuantificación del aporte de agua proveniente de un acuífero resulta de interés en numerosos problemas agronómicos, hidrogeológicos y ambientales. Entre los más importantes se encuentran el cálculo de láminas de riego de los cultivos y el estudio de salinización de suelos en regiones semiáridas. En ingeniería de riego, es importante conocer si el aporte de agua del acuífero es suficiente para satisfacer el requerimiento de agua de los cultivos o en caso contrario, conocer cuánto y cuándo regar. En este trabajo se desarrolla un modelo numérico del aporte de agua del manto freático al requerimiento de riego de los cultivos, mediante la solución de elemento finito de la ecuación unidimensional de Richards, aplicando una condición de frontera de radiación de Newton en la superficie del suelo para modelar en proceso de la evapotranspiración. La solución de elemento finito de la ecuación de Richards permite concluir que existen diferencias entre las láminas de agua aportadas del manto freático al requerimiento de riego de los cultivos, al utilizar evaporación constante o variable durante el día, siendo la condición de evapotranspiración constante la que produce un mayor aporte de lámina de agua a los cultivos, debido a que sobreestima la tasa de evapotranspiración durante el día.