Evaluación experimental de algoritmos de control de canales de riego

Experimental evaluation of control algorithms for irrigation canals

JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA ADOLFO ANTENOR EXEBIO GARCIA ENRIQUE MEJIA SAENZ (2003, [Artículo])

Con el propósito de mejorar la operación de canales de riego se probó, en un canal experimental, un esquema de regulación aguas arriba mediante la instrumentación de una serie de compuertas deslizantes y del uso de un sistema de control, supervisión y adquisición de datos. El esquema de regulación tiene un lazo de control abierto para anticiparse a las demandas de riego, a partir de su conocimiento previo y de un modelo de propagación de caudal; y otro cerrado para corregir el nivel al final de cada tramo, manipulando la estructura de control ubicada aguas abajo.

Canales de riego Modelos matemáticos Regulación de canales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Sistema de control adaptable para la regulación de canales de riego

FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA LUIS RENDON PIMENTEL (2000, [Artículo])

Con el propósito de mejorar el servicio de riego de los cultivos y reducir las pérdidas de agua en las redes de conducción y distribución de los distritos de riego, en este trabajo se presenta una aplicación de la Teoría de control adaptable en la operación de canales de riego. La investigación se desarrolló para las condiciones de la red principal del Distrito de riego 085 La Begoña, Guanajuato, México. El control adaptable se propone debido a que durante la operación de los canales se presentan grandes variaciones de la demanda de riego, de los niveles de referencia y de las políticas de maniobra de las estructuras de extracción y regulación, lo cual modifica las características dinámicas del funcionamiento hidráulico de los canales para cada valor del caudal, del nivel y de la localización de las estructuras en funcionamiento. El algoritmo de control regula el caudal aguas arriba de cada tramo de canal, en forma proporcional al error entre el nivel medido aguas arriba del tramo y su referencia, y en forma proporcional e integral al error entre el nivel aguas abajo del tramo y la referencia correspondiente. El control del caudal se realiza con base en una primera precompensación, que depende del pronóstico del riego, del retardo y del tiempo de respuesta del canal, y en una segunda, que repercute de aguas abajo hacia aguas arriba las correcciones en cada tramo, hasta llegar a la fuente de alimentación. El algoritmo de control se probó en un modelo de simulación del flujo de agua en canales calibrado y validado con mediciones de campo. Los resultados muestran que la variación de los parámetros de regulación en función del caudal de demanda de los niveles de referencia y de la ubicación de las estructuras en operación, permite reducir las pérdidas de agua y las variaciones del nivel en los canales, a la vez que mejorar el servicio de riego.

Canales de riego Regulación Simulación CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Operación y selección de estructuras hidráulicas en canales

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA JOSE ANGEL GUILLEN GONZALEZ VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA (2000, [Libro])

Tabla de contenido: 1. Hidráulica a superficie libre -- 2. Estructuras de regulación y extracción -- 3. Estructuras de control y manejo del agua de riego -- 4. Medición de canales -- 5. Sistemas electrónicos de control y medición -- 6. Costo de las estructuras de medición y extracción -- 7. Flexibilidad de las estructuras de medición, regulación y extracción -- 8. Aspectos generales para mejorar la operación de canales.

El objetivo de este libro es, ofrecer al personal encargado de la operación de los sistemas de riego los elementos necesarios para la adecuada selección, diseño y localización de las principales estructuras. Así como, conocer sus principales limitantes, con la finalidad de mejorar la flexibilidad y eficiencia de los sistemas de riego y la entrega del agua con oportunidad, equidad y suficiencia a los usuarios.

1. Hidráulica a superficie libre -- 2. Estructuras de regulación y extracción -- 3. Estructuras de control y manejo del agua de riego -- 4. Medición de canales -- 5. Sistemas electrónicos de control y medición -- 6. Costo de las estructuras de medición y extracción -- 7. Flexibilidad de las estructuras de medición, regulación y extracción -- 8. Aspectos generales para mejorar la operación de canales.

Construcciones hidráulicas Canales Riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Cianobacterias y cianotoxinas en el lago de Pátzcuaro, Michoacán, México

Cyanobacteria and Cyanotaxins in Lake Patzcuaro, Michoacan, Mexico

Ana Cecilia Tomasini Ortiz GABRIELA ELEONORA MOELLER CHAVEZ Luis Alberto Bravo-Inclán (2012, [Artículo])

Uno de los fenómenos más frecuentes en los cuerpos de agua eutróficos, es la presencia de cianobacterias capaces de producir cianotoxinas. En México, se han reportado florecimientos de cianobacterias en varios estados de la república mexicana, así como en diferentes cuerpos de agua en la Ciudad de México. En el lago de Pátzcuaro, se han observado florecimientos de cianobacterias, por lo que, desde el 2009 a 2011, se obtuvieron las concentraciones de Microcistina - LR, clorofila a y cuantificación de cianobacterias en seis estaciones en el lago, determinándose el riesgo a la salud, de acuerdo a la guía de la Organización Mundial de la Salud.

One of the most common features in eutrophic water bodies is the presence of cyanobacteria which can produce cianotoxins. In several states of Mexico, many events of cyanobacteria blooms have been reported, as well as in different urban water bodies in Mexico City. From 2009 to 2011, cyanobacteria blooms have also been observed in

Pátzcuaro Lake, and in six stations, data of Mycrocistin-LR toxin, chlorophyll and the quantification of cianobacteria were obtained. This information helped to determine the lake’s health risk, according to the World Health Organization (WHO) Guide.

Cianobacterias Cianotoxinas Eutroficación Lago de Pátzcuaro Impactos en la salud INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarenadores fluídicos de tubo de vórtice: un estudio experimental

ALDO IVAN RAMIREZ OROZCO ROBERTO MEJIA ZERMEÑO JESUS ANTONIO BLANCO FIGUEROA (2007, [Artículo])

El desarenador fluídico de tubo de vórtice es un dispositivo utilizado para la extracción de sedimentos de cauces o canales y está formado por un tubo con una ranura abierta a lo largo de su parte superior instalado en el fondo del cauce. La mezcla de agua-sedimento que fluye cerca del fondo del cauce es atrapada por el tubo y expulsada hacia un canal de extracción con la ayuda del vórtice que se forma en el interior del tubo. El funcionamiento del dispositivo se evalúa por medio de la eficiencia de atrapamiento, la cual se define como la relación entre el gasto sólido extraído y el gasto sólido total transportado, y por la eficiencia de extracción, que se define como la relación entre el gasto líquido extraído a través del tubo y el gasto líquido conducido por el cauce. En este artículo se presentan los resultados de pruebas experimentales llevadas a cabo en un desarenador de este tipo en el laboratorio Enzo Levi, del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Los resultados indican que se logran eficiencias de atrapamiento de hasta 94.9%, con relaciones de extracción que no sobrepasan el 10% en todas las pruebas realizadas.

Desarenadores Sedimentos Canales de riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Las ecuaciones de Reynolds y la distribución de las corrientes en canales de riego

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA HUGO PEREA ESTRADA Ernesto Olvera VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS (2009, [Artículo])

El trabajo se motiva en la necesidad de entender y mejorar el aforo y la descripción de los esfuerzos de Reynolds en canales de riego. Se estudia la vorticidad en las ecuaciones de Reynolds, y para tres canales, en campo, se toman datos para la distribución de las velocidades en planos transversales a la corriente principal. Con un modelo de turbulencia, y métodos fractales de autoafinidad se obtiene una propuesta para la densidad de la distribución de las velocidades y el rango del índice de ocupación espacial. A un plano de cada canal se asocia un índice de ocupación espacial. Con el índice de intermitencia, y los coeficientes de Coriolis y Boussinesq, se valora la turbulencia relativa entre los tres canales. Los resultados concuerdan con la predicción teórica para los índices de ocupación espacial propuestos en este trabajo y las dimensiones fractales obtenidas son consistentes con los publicadas por otros autores. La turbulencia resultante es mayor para el canal revestido de concreto y menor para el natural. Las corrientes secundarias se originan en el rotacional de la divergencia de los esfuerzos y las variaciones de las velocidades se distribuyen según una densidad Lévy. La información de campo se obtuvo con equipos perfiladores verticales de efecto Doppler.

Canales de riego Turbulencia Flujo de agua CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Medición del flujo de agua

José Javier Ramírez Luna ULISES DEHESA CARRASCO (2016, [Libro])

La gran mayoría de las zonas agrícolas de México y del mundo cuentan con sistemas de riego por gravedad en donde se entrega el servicio de riego en regaderas que funcionan en flujo a superficie libre. La medición del agua en la parcela se puede hacer con tecnología comercial a costos sumamente elevados si se determina el caudal continuamente para el cobro del servicio de riego por volumen. Aun así, el costo de la medición puntual es elevada si se considera el desplazamiento al sitio, el recorrido de la red de distribución, el costo del uso del vehículo y del combustible y el pago del ingeniero que realiza los aforos. De este hecho, el volumen así estimado no es válido en el cobro del servicio de riego por volumen. Este documento aporta una solución al problema de medir el flujo a superficie libre y promover la entrega y cobro del servicio de riego por volumen. La solución consiste en una propuesta de ecuaciones de caudal para vertedores, incluidos los aforadores de garganta larga, en régimen de descarga ahogada o libre y también para compuertas deslizantes. El documento presenta el desarrollo tecnológico de medidores del tipo SOLO que sirve para medir una carga aguas arriba y relacionarla con la ecuación de caudal en un vertedor o aforador funcionando a descarga libre. Se presenta también el tipo DUO para medir una carga aguas arriba y aguas abajo, para medir el caudal en un vertedor o aforador a descarga ahogada, o bien para medir la carga aguas arriba y la apertura en el caso de una compuerta deslizante a descarga libre. Final mente está el tipo TRIO para medir carga aguas arriba, aguas abajo y apertura de compuerta en el caso de compuerta deslizante a descarga ahogada.

Canales de irrigación Medición de caudales Modelos matemáticos Aplicación en campo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Detección de florecimientos algales producidos por cianobacterias, como posible causante de la mortandad de manatíes y peces, así como la hidrodinámica del sistema fluvial del río Bitzales, Macuspana, Tabasco

María del Pilar Saldaña Fabela Jorge Luis Izurieta Dávila Camilo Vázquez Bustos Maria Antonieta Gomez Balandra JUAN GABRIEL GARCIA MALDONADO (2019, [Documento de trabajo])

El deterioro de los recursos hídricos es una constante en países en desarrollo; ríos contaminados; procesos de eutroficación en lagos, reservorios y ríos por el incremento en nitrógeno y fósforo; ecosistemas de agua dulce severamente afectados por actividades antrópicas, son factores que tienen en común los países de América Latina, incluido México y que deben revertirse. Tal es el caso de la cuenca baja del río Grijalva en el estado de Tabasco. Aunado a lo anterior, los efectos por la fragmentación del sistema hidrológico por la creación de canales en el sistema Bitzales, así como los cambios climáticos por las severas sequías que se presentan, ocasionaron la mortandad masiva del manatí del Caribe (Trichechus manatus) en 2018, una especies emblemáticas de la zona, enlistada en la Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010, bajo el estatus de Peligro de Extinción (P) y en estatus de especie vulnerable por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN).

El objetivo del proyecto fue determinar las fuentes de contaminación en la zona. Se presentan los resultados que se obtuvieron del total de 777 análisis, correspondiendo 252 a las mediciones de campo (in situ), 480 a los parámetros de laboratorio (ex situ) y 45 parámetros biológicos también en laboratorio. Se encontró que existe una correlación alta entre el OD y ORP en el sistema, por lo que estas dos variables pueden ser utilizadas como indicadoras de deterioro y cambio en la calidad del agua, además de los indicadores para florecimientos de cianobacterias.

Eutroficación Contaminación química del agua Cianobacterias Especies endémicas BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Aplicación del método de energía-momento en la calibración de una compuerta radial

Application of energy-momentum method to radial gate discharge calibration

GILBERTO DE JESUS LOPEZ CANTEÑS FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ ABRAHAM ROJANO AGUILAR (2010, [Artículo])

Con el fin de resolver el problema de la calibración de las compuertas en descarga sumergidas, en los distritos de riego, se aplicó el método de energía - momento para condiciones de descarga libre y ahogada en un canal expe¬rimental ubicado en la Universidad Autónoma Chapingo, en México. Se evaluaron aberturas de compuerta de 0.07 a 0.27 m, gastos de 0.062 a 0.161 m3 s-1 y alturas de perno de 0.535 y 0.625 m para descarga libre y 0.446, 0.669 y 0.802 m para descarga ahogada, midiéndose los niveles de agua con un sistema de adquisición de datos automatizado. Se determinó que el método de energía - momento puede aplicarse en la calibración de compuertas radiales, con un error inferior a 3.55 % para descarga libre y 9.6 % para descarga ahogada. Además, se obtuvo que el modelo empírico para la determinación del factor de corrección de la energía de Clemmens, es más robusto en la estimación del gasto, siendo la desviación absoluta 59 % inferior con respecto al modelo de Wahl. No obstante, debe seguirse ajustando este parámetro hidráulico para aumentar la precisión de la estimación del gasto.

Canales de riego Compuertas Distritos de riego Calibración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Regulación de una red de canales de riego

FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA LUIS RENDON PIMENTEL (2002, [Artículo])

La mayor parte de la producción agrícola de México se genera en las zonas denominadas distritos y unidades de riego. En estas áreas, la disponibilidad y la competencia por el agua ha obligado a emprender programas de tecnificación integral que permitan mejorar el uso eficiente del agua y su productividad. Así, de 1996 a 2001 se tecnificaron alrededor de 700 mil hectáreas con sistemas de riego de baja y alta presión y se construyeron redes colectivas de baja presión en superficies de 500 a 4000 hectáreas en varios de estos distritos. Asimismo, la transformación de los sistemas de riego parcelario y de la distribución inter-parcelaria necesita de un cambio en la regulación de los canales principales, a fin de que se pueda brindar a los usuarios un servicio de riego flexible, seguro, equitativo y eficiente. En varias zonas de riego del país los canales laterales se han sustituido por redes colectivas de baja presión, entubadas con materiales plásticos y alimentadas por estaciones de bombeo o por los propios canales cuando ha existido carga suficiente. La regulación de canales de riego consiste en optimar el proceso de conducción y distribución del agua desde la fuente de abastecimiento hasta los sitios de utilización para satisfacer la demanda evapotranspirativa de los cultivos existentes en una zona de riego. Esta optimación consiste en generar y aplicar reglas de control para adaptar el transporte y la distribución del agua en los canales principales a los programas de extracción de las tomas laterales. Aunque la regulación de canales puede abordarse bajo diferentes puntos de vista, la metodología de regulación propuesta resulta fácilmente adaptable a redes de canales de diferente configuración sujetas a variaciones temporales. Los resultados obtenidos permiten concluir que la aplicación de la teoría de control en la regulación de canales es una alternativa que ayuda a reducir las pérdidas de agua debidas a la operación, así como a mejorar el servicio de la irrigación en los distritos de riego.

Regulación de canales Algoritmos de control CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA