Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable

Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000, [Artículo])

Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Presión hidrodinámica en tanques de almacenamiento producida por aceleración horizontal

ALDO IVAN RAMIREZ OROZCO (1996, [Artículo])

Almacenar agua en forma segura, a la vez que se le proporciona cierta carga, son actividades indispensables para el desarrollo de un grupo de individuos. En este trabajo se presenta una solución simplificada, basada en los estudios de G. W. Housner, para obtener expresiones explícitas destinadas a la distribución de presiones y a las fuerzas de presión total, producidas por aceleración horizontal y ejercidas sobre las paredes y el fondo de tanques superficiales, tanto rectangulares como cilíndricos (doblemente simétricos). Se muestra, además, una metodología para el análisis hidrodinámico de tanques de almacenamiento elevados. Las expresiones obtenidas, de fácil aplicación, son particularmente importantes para los ingenieros civiles interesados en el análisis hidrodinámico de tanques de almacenamiento sujetos a aceleraciones horizontales, principalmente para el pre-dimensionamiento de este tipo de estructuras.

Presión hidrodinámica Tanques de almacenamiento Análisis sísmico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación multivariada espacio-tiempo de la carga hidráulica en el valle de Querétaro-Obrajuelo

EDGAR YURI MENDOZA CAZARES GRACIELA DEL SOCORRO HERRERA ZAMARRON (2007, [Artículo])

En el presente trabajo se utilizó un método de estimación multivariada espacio-temporal, considerando la carga hidráulica en diferentes años como variables diferentes, pero correlacionadas temporalmente. Este tipo de método permite aumentar la información utilizada en la estimación de la carga hidráulica para cada año. El método se aplicó para estimar la carga hidráulica en tres años diferentes en el acuífero del valle de Querétaro-Obrajuelo, México, obteniéndose buenos resultados en la validación cruzada y en el sentido de que al utilizar la información de los tres años conjuntamente se pueden observar claramente características de las configuraciones de las cargas que no se obtienen cuando únicamente se utilizan los datos del año estimado.

Análisis multivariado Carga hidráulica Geoestadística Querétaro CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Nuevo método de diseño sísmico para cortinas de tierra y enrocamiento, y de taludes

EDUARDO BOTERO JARAMILLO JOSE RAUL FLORES BERRONES (2011, [Artículo])

Se presenta una descripción de algunos de los métodos bidimensionales tradicionales que se utilizan en la ingeniería práctica y de un nuevo método de análisis bidimensional para el diseño y la evaluación de la estabilidad de estructuras térreas, incluyendo cortinas de tierra y enrocamiento. Los métodos tratados en este artículo se enfocan al análisis de cortinas y taludes de mediana altura, que componen el vaso del embalse en regiones en las cuales el riesgo sísmico es intermedio y que no ameritan análisis en tres dimensiones por la geometría de la boquilla (en el caso de las cortinas), las características geológicas y la cercanía de sitios poblados.

Cortinas de tierra y enrocamiento Análisis sísmico Estabilidad de laderas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Análisis probabilístico univariado de datos hidrológicos

DANIEL FRANCISCO CAMPOS ARANDA (2006, [Libro])

El objetivo general de este trabajo consiste en presentar de manera concisa las diversas técnicas del análisis probabilístico de datos hidrológicos de carácter univariado, exponiendo sus algoritmos o procedimientos con sus ecuaciones respectivas, así como sus aplicaciones numéricas relevantes, basadas en datos reales, los cuales también se exponen. Aunque su enfoque general es el de un manual, los temas expuestos incluyen sus planteamientos y bases teóricas; además se citan diversos temas o procedimientos complementarios, para los cuales se indica su bibliografía de referencia.

Estadísticas hidrológicas Recolección de datos Análisis probabilístico CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Monitoreo de playas prioritarias

NORMA RAMIREZ SALINAS JUAN LEODEGARIO GARCIA ROJAS (2012, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en la prueba, para Enterococos en agua de mar, llevada a cabo en 37 playas de Campeche, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Nayarit y Veracruz.

Control de calidad del agua Análisis bacteriológico Agua de mar Campeche Chiapas Guerrero Jalisco Nayarit Veracruz INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Control óptimo de un sistema de presas: un enfoque de perturbaciones pequeñas a la solución de programación dinámica estocástica

JAIME COLLADO MOCTEZUMA (1993, [Artículo])

Un número importante de problemas hidrológicos prácticos, entre ellos la optimización de la operación de un sistema de presas, puede formularse mediante programación dinámica estocástica. Sin embargo, un método de solución factible no existe, excepto para problemas con estructura lineal-cuadrática o para sistemas con pocas variables de estado. Este artículo propone un método analítico-numérico a la solución del control óptimo estocástico de malla cerrada. La solución óptima está dada por el control determinístico más un término de corrección que toma en cuenta los efectos de la estocasticidad en una caracterización de segundos momentos. Se supone que dicho término es pequeño en comparación con el control determinístico y se obtiene una solución de perturbaciones pequeñas. Este método puede ser usado como una solución subóptima para problemas donde no es factible usar programación estocástica clásica. Comparaciones con métodos convencionales muestran que el método ofrece resultados muy cercanos al óptimo, incluso cuando la hipótesis de perturbaciones pequeñas es sólo aproximadamente satisfecha. Una ventaja atractiva del método propuesto es que no requiere discretización de las variables de estado ni de las de control, eludiendo el así llamado maleficio de la dimensionalidad.

Presas Modelos estocásticos Análisis numérico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Predicción hidrológica mediante el Método de la Avenida Índice para dos poblaciones

MARTIN ALFONSO GUTIERREZ LOPEZ ALDO IVAN RAMIREZ OROZCO (2005, [Artículo])

En México, la ocurrencia de fenómenos hidrometeorológicos extremos es prácticamente una constante cada año. Estos fenómenos son causantes de avenidas importantes tanto en zonas montañosas como en las planicies de inundación, y pueden generar graves inundaciones con las consiguientes pérdidas económicas y problemas sociales. La predicción hidrológica es un instrumento que puede aportar beneficios sustanciales en el control de los daños producidos por estos fenómenos extremos. En este contexto, en México es común el uso del Método de la Avenida Índice, el cual es una herramienta útil para el planteamiento de esquemas de predicción hidrológica en cuencas no aforadas. El Método de la Avenida Índice fue pensado como un esquema para mejorar las ecuaciones regionales obtenidas a partir de las relaciones planteadas entre las características fisiográficas de las cuencas y sus registros hidrométricos. Se han propuesto muchas modificaciones al Método de la Avenida Índice desde su planteamiento original por Dalrymple en 1960. La mayoría de estas se orientan a incrementar el número de variables independientes que se usan para la transferencia de la información hidrológica. Sin embargo, un problema que aqueja a los países que están sujetos a la incidencia de ciclones tropicales y huracanes es que las distribuciones que mejor describen las avenidas son las correspondientes a dos poblaciones. En México, por ejemplo, es común el uso de la función Gumbel doble en la estimación de eventos de diseño. Para este caso, el Método de la Avenida Índice debe adaptarse, a fin de tomar en cuenta las poblaciones mezcladas. En este trabajo se presenta dicha modificación y los fundamentos de su aplicación para la predicción hidrológica. Finalmente, la estimación de eventos de diseño para cuencas no aforadas de la región hidrológica 10, Río Fuerte, en México, se presenta como ejemplo de aplicación.

Fenómenos hidrometeorológicos Predicciones Avenida índice Análisis regional CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

El coeficiente de descarga y la densidad beta

MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA PEDRO ANTONIO GUIDO ALDANA Arturo González Casillas (2014, [Artículo])

Se estudia el coeficiente de descarga y la distribución de intensidades de la turbulencia. Con el teorema de Torricelli y la teoría de probabilidades se formulan el caudal y el coeficiente de descarga, siguiendo una densidad beta unimodal, renormalizada, con dos parámetros de forma. Se había construido un modelo multifractal para la cascada de la energía cinética en la turbulencia, partiendo de los métodos de Pearson y de Kolmogorov. Para la intensidad de la turbulencia, con el primero se creó una distribución beta; para el segundo, una ley en potencia. Se completa el modelo multifractal, reconociendo la función de estructura como la función Kummer. Se busca la compatibilidad entre los dos modelos y la identificación de sus parámetros. Se encuentra que los dos parámetros de forma determinan la resolución del modelo de cascada. Se determina la dimensión local y el espectro de dimensiones para los estados que producen el teorema de Torricelli. Redefiniendo la función de estructura, la resolución queda determinada por el tirante para el cambio de régimen. Análogamente, pueden identificarse diversos prototipos, a los que hemos denominado: cuatro experimentales, tres canales, Kolmogorov, Kármán, Taylor, Verhulst (logística), Cauchy-Manning y Euclides (áurea). Se concluye que el coeficiente de descarga es una beta renormalizada; la distribución de intensidades de la turbulencia es una beta; el prototipo Torricelli resulta representativo para los cuatro experimentales y el de Euclides, quedando lejos de la distribución Gaussiana, que está contenida en el de Kármán; en tanto, el de Taylor produce la delta de Dirac.

Ecuaciones de descarga Autoafinidad Modelos de turbulencia Función de Kummer Multifractales CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Sobre una solución exacta no lineal de la ecuación Fokker-Planck con término de sumidero

CARLOS FUENTES RUIZ CARLOS ALBERTO CHAVEZ GARCIA Heber Saucedo MANUEL ZAVALA TREJO (2011, [Artículo])

Se resuelve de manera exacta la ecuación Fokker-Planck con un término de sumidero, utilizando la difusividad de Fujita y la relación de Parlange entre la conductividad y difusividad. Para obtener la solución, se introduce primero el potencial de Kirchhoff y enseguida la coordenada móvil de Fujita-Storm; la ecuación diferencial toma la forma de la ecuación de Burgers, que es lineal en el término difusivo. El coeficiente convectivo de esta última se sustituye por la transformación de Hopf-Cole, con la finalidad de deducir la ecuación lineal clásica del calor. Durante las transformaciones, el término de sumidero se define funcionalmente, de modo que el resultado final sea precisamente la ecuación de calor sin término de sumidero. La solución exacta del potencial de Hopf-Cole se obtiene con la transformada clásica de Laplace para algunas condiciones iniciales y de frontera de interés. La solución de la ecuación Fokker-Planck en el espacio físico se obtiene a través de la inversión de las transformaciones utilizadas. La solución incluye como casos particulares las soluciones de Sanders et al., y de Broadbridge y White. La solución exacta puede ser utilizada para validar soluciones numéricas de la ecuación Fokker-Planck y en estudios sobre la extracción de agua por las raíces de las plantas.

Características de Fujita-Parlange Transformación de Kirchhoff Transformación de Hopf-Cole Ecuación de Burgers CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA