Estación experimental de medición para grandes volúmenes en canales

Serge Tamari Ariosto Aguilar VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA Jorge Laurel Castillo RUBEN ANTELMO MORALES PEREZ GUILLERMO REZA ARZATE Víctor Arroyo (2010, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Trabajos de campo realizados: levantamiento topográfico del tramo del canal; Instalación de un puente de aforo; Instalación de escalas para leer el tirante; Instalación de nichos en el canal; Instalación de un sistema de telemetría – Conclusión.

El personal del IMTA tiene suficiente experiencia en la instrumentación de canales de riego para monitorear el gasto y el tirante. En este contexto, sería de gran utilidad contar con una estación piloto de aforo, por los siguientes motivos: brindar capacitación, pues a la altura de la estación piloto se podría enseñar al personal técnico, encargado de medir el gasto en canales, cómo utilizar adecuadamente una serie de técnicas de aforo que se han implementado en varios de sitios del país (tecnologías "ATT", "AD" y "PD"); investigación aplicada, ya que en la estación piloto se podrían evaluar más a detalle las nuevas técnicas de aforo; investigación básica, pues es posible contar con un tramo de canal instrumentado con geometría bien definida que permita realizar estudios relacionados con flujos a superficie libre y automatización; transferencia de tecnología, ya que se solicita con frecuencia que los sistemas de monitoreo de gasto en canales cuenten con telemetría. En la actualidad, se tienen varias soluciones para hacerlo. Sin embargo, resulta importante probarlas en sitio, para saber cuáles son las más robustas y económicas. En este contexto, se ha propuesto instrumentar el Canal Principal II "Las Estacas", que pertenece al DR 016 "Estado de Morelos". Es conveniente, porque se encuentra cerca del IMTA, se encuentra en buen estado, y tiene una compuerta aguas arriba que permite regular el gasto. Las actividades de campo realizadas para llevar a cabo la instrumentación del canal se describen en este informe.

Introducción – Trabajos de campo realizados: levantamiento topográfico del tramo del canal; Instalación de un puente de aforo; Instalación de escalas para leer el tirante; Instalación de nichos en el canal; Instalación de un sistema de telemetría – Conclusión.

Medición de caudales Telemetría Informes de proyectos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Agua y minería (parte II)

JORGE HUMBERTO SALGADO RABADAN (2021, [Artículo])

DOI: doi.org/10.24850/b-imta-perspectivas-2021-08

La estimación de los volúmenes de agua consumidos en México por este sector es muy importante, toda vez que el 38% de las minas se localizan en el norte del país, una zona con alto estrés hídrico y con acuíferos identificados como de disponibilidad hídrica precaria o incluso en condiciones de sobreexplotación. La incertidumbre en el uso consuntivo indica la necesidad no solo de nuevas reglas, sino también de sistemas de medición de consumo abiertos a la ciudadanía para una mayor transparencia. Para conocer el volumen asignado al sector minero es necesario realizar su desagregación del resto de la industria. En este aspecto, una dificultad para integrar la información es que muchos de los títulos están asignados al nombre del titular de la concesión y no a la razón social de la empresa, mientras que en otros casos algunos de estos títulos no fueron asignados a un tipo de industria. Al contabilizar el volumen de agua concesionada a nivel nacional para este sector, se estima que éste ronda los 472.53 hm³. Este volumen representa el 7.3% del volumen total nacional concesionado al uso industrial, que es de 6,494.45 hm³, según datos del Registro Público de Derechos de Agua actualizado al 2019.

Minería Consumo industrial de agua Medición de consumos Disponibilidad de agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Análisis hidráulico de un vertedor compuesto (triangular-rectangular) mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)

ERICK DANTE MATTOS VILLARROEL Jorge Flores Velazquez WALDO OJEDA BUSTAMANTE MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS CARLOS DIAZ DELGADO Humberto Salinas Tapia (2021, [Artículo])

DOI: 10.24850/j-tyca-2021-04-03

Para hacer una entrega eficiente de agua a usuarios de riego es necesario contar con dispositivos precisos para medir gastos. Entre estos dispositivos están los vertedores triangulares y rectangulares para rangos de flujo entre 30 y 200 l/s-1. La variación de gastos en un año agrícola puede ser un factor de error en la entrega volumétrica y una alternativa de solución es el uso de un vertedor compuesto. El objetivo de este trabajo fue analizar el comportamiento hidráulico de un vertedor triangular-rectangular en función de sus parámetros geométricos y de flujo, así como obtener una expresión de su coeficiente global de descarga. ANSYS Fluent fue usado para simular los caudales del fluido, con el fin de discretizar la dinámica del flujo bajo condiciones específicas. La evaluación y el análisis del modelo con ANSYS Fluent, fueron efectuados sobre la base de datos experimentales y la solución analítica correspondiente. Las simulaciones con la dinámica de fluidos computacional (CFD) mostraron concordancia estadística con los datos de laboratorio, encontrándose un error máximo de 0.74%. Se obtuvo una expresión del coeficiente global de descarga y se logró estimar analíticamente el gasto con un error máximo de 7.8% con respecto a datos experimentales. Gracias a la simulación con CFD fue posible caracterizar la lámina de descarga y analizar los efectos de la presión y la velocidad sobre el coeficiente de descarga. Los resultados permiten concluir que un vertedor triangular-rectangular satisface ampliamente la precisión requerida en la entrega de agua a usuarios de riego.

Vertedores Medición de caudales Simulación Coeficiente de descarga CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Programa de biomonitoreo del riesgo ecológico en los ríos Sonora y Bacanuchi

Yolanda Pica Granados Perla Edith Alonso Eguía Lis SONIA GONZALEZ REBOLLAR (2019, [Documento de trabajo])

En el presente documento se presentan los resultados de tres años de estudio (2015-2018) obtenidos durante el Programa de Biomonitoreo del Riesgo Ecológico en los Ríos Bacanuchi y Sonora. El análisis se abordó siguiendo los criterios de cuenca e integrando variación espacio-temporal. Este informe contempla todos los requerimientos de la DGGIMAR-SEMARNAT en materia de evaluación de riesgo ecológico presentados en la propuesta de Biomonitoreo. Específicamente, se realizaron las siguientes actividades: 1) Caracterización ambiental (suelo y sedimento); 2) Estimación del riesgo ecológico en especies del sistema terrestre y acuático; 3) Evaluación de la exposición a metales en diferentes biomonitores de flora y fauna silvestres terrestres y acuáticos; 4) Determinación de efectos evaluados en organismos de flora y fauna a través de bioensayos. 5) Evaluación de atributos de las poblaciones de una especie vegetal terrestre, roedores, peces y macroinvertebrados; 6) Evaluación de parámetros de comunidades de flora y fauna terrestre y acuática; 7) Evaluar el riesgo en los ecosistemas terrestre y acuático con base en líneas de evidencia. Con la finalidad de comparar los resultados obtenidos en las Zonas de estudio se realizaron las mismas actividades en varias zonas de referencia.

Minería Sulfato de cobre Contaminación del agua Contaminación del suelo Riesgos ambientales Medición de riesgo BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Red de monitoreo automática del acuífero de Cuatrociénagas, Coahuila

CARLOS GUTIERREZ OJEDA (2014, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Generalidades: antecedentes, objetivos, área de estudio, población y actividad económica, metodología de trabajo – Marco físico: fisiografía, climatología, hidrografía e hidrología superficial, geología regional, estratigrafía, geología estructural – Hidrología subterránea: instrumentación del acuífero, pozos de observación, nivelación de brocales, campaña de medición, historia piezométrica – Conclusiones y recomendaciones.

Como resultado de los trabajos desarrollados por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) en el 2004, se recomendó instrumentar la cuenca del valle de Cuatrociénegas, Coahuila, para determinar con mayor precisión las variables involucradas en el cálculo del balance hidrológico y la disponibilidad del agua subterránea. En 2007 el IMTA realizó un proyecto sobre la estimación del balance y la disponibilidad del acuífero Cuatrociénegas, en el cual realizó la construcción de 11 pozos de observación en la porción poniente del acuífero y con el que se complementará el conocimiento geohidrológico del acuífero, así como fortalecer la preservación del sistema de pozas-laguna. El cálculo de la disponibilidad permitirá la administración del recurso hídrico subterráneo ya que, de acuerdo a la Ley de Aguas Nacionales de México, el otorgamiento de nuevas concesiones sólo podrá efectuarse en acuíferos con disponibilidad. Con la finalidad de tener instrumentada toda la cuenca del acuífero Cuatrociénegas, en 2014 se propone realizar la instrumentación de la porción oriente mediante la construcción de cinco pozos de monitoreo distribuidos en esa porción del acuífero, con objeto de medir las variables involucradas en el balance hidrológico subterráneo y realizar un análisis del sistema de pozas-laguna y acuífero.

Generalidades: antecedentes, objetivos, área de estudio, población y actividad económica, metodología de trabajo – Marco físico: fisiografía, climatología, hidrografía e hidrología superficial, geología regional, estratigrafía, geología estructural – Hidrología subterránea: instrumentación del acuífero, pozos de observación, nivelación de brocales, campaña de medición, historia piezométrica – Conclusiones y recomendaciones.

Acuíferos Balance hídrico Medición de niveles Monitoreo del agua Informes de proyectos Cuatrociénagas, Coahuila CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Alternativas de medición en módulos de riego RIGRAT del DR 010, 074, 108 y 109

JORGE LUIS CASTILLO GONZALEZ MARIA DOLORES OLVERA SALGADO JUAN MANUEL ANGELES HERNANDEZ (2018, [Ítem publicado en memoria de congreso])

Dentro de la problemática para la implementación del programa de Riego por Gravedad Tecnificado (RIGRAT) de la CONAGUA se encontró que las eficiencias de conducción, de aplicación, de operación no son exactos y en consecuencia de las acciones propuestas para el ahorro de agua son poco efectivos debido a que estos parten de datos de gastos y volúmenes reportados a la CONAGUA poco confiables. Esta situación es resultado de la metodología que es utilizada en la medición del agua en gran parte de los Módulos de Riego del país donde generalmente se mide con molinete en los puntos de control (de entrega de agua a los módulos), y en los puntos aguas abajo, ya dentro de la red de cada módulo y en las Tomas Granja el gasto se estima conforme la experiencia del canalero. La función de los Módulos de Riego es la de dar el servicio de riego de la mejor manera posible optimizando el recurso agua para maximizar la producción y el valor de la producción agrícola, por lo que llevar una contabilidad confiable de los gastos y volúmenes del agua de riego debe ser prioridad en los Módulos y Distritos de Riego. Conocer el potencial y aplicabilidad de algunas alternativas para mejorar la medición del agua de riego y dar cumplimiento a la función fundamental de los Módulos y Distritos de Riego, son el objeto del presente trabajo.

Medición de caudales Módulos de riego Riego de superficie INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarrollo de tecnología de operación de módulos de riego de asociaciones civiles de usuarios (continuidad en equipos de medición)

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA (2011, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto es conocer con exactitud el caudal en un canal, con la finalidad de medir el suministro de agua, visualizar de manera gráfica y en tiempo real como se comporta el gasto, la temperatura y el tirante en los canales.

Informes de proyectos Riego Medición de caudales Desarrollo tecnológico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelado y acoplamiento de la conductividad eléctrica e hidráulica a partir de tomografía de rocas

Modeling and coupling of electrical and hydraulic conductivity from rock tomography

Miguel Ángel Martínez Rodríguez (2022, [Tesis de maestría])

En este trabajo se emplearon técnicas de modelado numérico para simular el flujo de corriente eléctrica y de fluido a través de medios porosos con el fin de determinar el factor de resistividad y la permeabilidad, así como la distribución de los campos de densidad de corriente eléctrica y velocidad de flujo. Para el modelado de flujo eléctrico se desarrolló un algoritmo basado en diferencias finitas, mientras que para el modelado hidráulico se empleó una librería reportada en la literatura, basada en el método de redes de Boltzmann. En ambos esquemas de modelado se establecieron condiciones en la frontera poro-grano para modelar los procesos físicos exclusivamente en el espacio poroso. Los valores estimados de factor de resistividad y de permeabilidad, así como la porosidad, se emplearon para estudiar las correlaciones entre estas propiedades a través de relaciones petrofísicas. Para esto, se propuso una expresión que relaciona la permeabilidad y la porosidad y, empleando una relación existente entre el factor de resistividad y la porosidad, se propuso también una relación directa entre la permeabilidad y el factor de resistividad. Las relaciones propuestas fueron aplicadas a los valores numéricos obtenidos para paquetes de esferas generados numéricamente y se encontró que se ajustan mejor a los datos en comparación con las relaciones más comúnmente utilizadas, especialmente para porosidades altas. Se mostró también que estas relaciones petrofísicas toman la forma de las relaciones más comunes conocidas cuando se trata con porosidades bajas. Valores obtenidos de imágenes digitales de un paquete de esferas sintético y una muestra de dolomita mostraron que las expresiones para porosidades bajas son suficientes para ajustar datos de medios porosos con porosidades menores a un valor entre 0.3 y 0.4. Finalmente, se analizaron el factor de resistividad, la permeabilidad, las relaciones petrofísicas, y las distribuciones espaciales y estadísticas de los campos vectoriales de flujo se analizaron para comparar los fenómenos de transporte eléctrico e hidráulico, encontrando que algunos factores, como la porosidad efectiva, son importantes en ambos fenómenos de flujo; mientras que otros, como la adherencia del fluido a las paredes del poro, son particularmente relevantes para el flujo hidráulico.

In this work, numerical modeling techniques were used to simulate the flow of electric current and fluid through porous media in order to determine the resistivity factor and permeability, as well as the distribution of electric current density and flow velocity fields. For electric flow modeling, an algorithm based on finite differences was developed, while for hydraulic modeling, a library reported in the literature, based on lattice Boltzmann method, was used. In both modeling schemes, pore-grain boundary conditions were established to model the physical processes exclusively in the pore space. The estimated values of resistivity factor and permeability, as well as porosity, were used to study the correlations between these properties through petrophysical relationships. An expression relating permeability and porosity was proposed and, using an existing relationship between the resistivity factor and the porosity, a direct relation between permeability and resistivity factor was also proposed. The proposed relations were applied to data obtained for numerically generated sphere packs and were found to fit the data better than the most commonly used relationships, especially for high porosities. It was also shown that these petrophysical relationships take the form of the most common relationships known when dealing with low porosities. Modeling data on digital images of a synthetic sphere pack and a dolomite sample showed that the expressions for low porosities are sufficient to fit data from porous media with porosities lower than 0.3 to 0.4. Finally, resistivity factors, permeabilities, petrophysical relationships, and spatial and statistical distributions of flow vector fields were analyzed to compare electrical and hydraulic transport phenomena, finding that some factors, such as the effective porosity, are important in both flow phenomena; whereas some other, such as the pore-wall adherence, are particularly relevant to hidraulic flux.

Física de rocas, modelado numérico, relaciones petrofísicas, fenómenos de transporte, factor de resistividad, permeabilidad, porosidad, tomografía de rocas, campos vectoriales, distribución estadística Rock physics, numerical modelling, petrophysical relations, transport phenomena, resistivity factor, permeability, porosity, rock tomography, vector fields, statistical distribution CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO GEOFÍSICA GEOFÍSICA DE LA MASA SÓLIDA TERRESTRE GEOFÍSICA DE LA MASA SÓLIDA TERRESTRE