Thermal and ammonia concentration gradients in a rabbit barn with two ventilation system designs

JORGE FLORES VELAZQUEZ FEDERICO VILLARREAL GUERRERO WALDO OJEDA BUSTAMANTE (2017, [Artículo])

Rabbit barns are of economic importance in central Mexico, where rabbit breeders use rustic buildings for production. In such barns, climate conditioning is mostly based on natural ventilation (NV) where the lack of a well-designed NV system may be a limiting factor. In this study, computational fluid dynamics was used to analyse the performance of the NV system in a 24 x 4 x 4.8 m typical Central Mexico rabbit barn with a density of 20 rabbits m-2 of cage. The barn included both side vents at 1.2 m in height from the ground. Results indicated exchange rates of 0.052 and 2.9 x 10-4 m3 m-2 s-1 when the wind direction was simulated as orthogonal and parallel to the side vents, respectively, suggesting the orthogonal direction favoured the exchange rate. However, such conditions produced an accumulation of ammonia underneath the rabbit cages. Thus, a design modification including a lower inlet vent was analyzed. Such modification substantially decreased the concentration gradients of temperature and ammonia.

Conejeras Turbulencia Modelos matemáticos Simulación Ventilación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Simulación de diferentes alternativas de gestión de los recursos hídricos del acuífero de Puebla-Atoyac

Simulation of alternatives for water management resurces of the aquifer Puebla-Atoyac

MANUEL MARTINEZ MORALES Sofía Garrido Hoyos MARIA VICENTA ESTELLER ALBERICH (2015, [Artículo])

La demanda de agua subterránea en el acuífero de Puebla-Atoyac, localizado en la región central de la República Mexicana se ha incrementado. Ante esto, organismos estatales y federales encargados de la gestión del agua están preocupados por la problemática que presenta el acuífero de Puebla-Alto Atoyac (descenso de nivel piezométrico, deterioro de la calidad del agua, bajo rendimiento de los pozos, agrietamiento del terreno y mayores costos de bombeo y tratamiento), resultado de una mayor explotación. Este estudio presenta un modelo de simulación en la plataforma MODFLOW, que evalúa cuatro escenarios hipotéticos que se definieron para analizar la respuesta del sistema hidrogeológico para los esquemas de bombeo futuros. Se encontraron resultados prometedores para la asignación del recurso en los escenarios 3 y 4. Sin embargo, en la comparación y el análisis de la viabilidad de la recuperación del nivel piezométrico (teniendo en cuenta la política de reducciones graduales de bombeo), se seleccionó el escenario 4 como mejor alternativa.

The demand for groundwater in the Puebla-Atoyac aquifer, located in the central region of Mexico has increased. As a result of this increased exploitation, a number of state and federal agencies in charge of water management are concerned about the problems associated with the aquifer (decrease of groundwater level, deterioration of water quality, poor performance of the wells, ground cracking and higher pumping and treatment costs) resulting from further exploitation. In this context, it becomes important finding methods to determine patterns of extraction of groundwater to support the distribution of water and at the same time avoid the negative effects of a lack of proper management. This paper presents a simulation model in MODFLOW platform, which evaluates four hypothetical scenarios that were defined to analyze the response of the hydrogeological system for future pumping schemes. Promising results for resource allocation scenarios 3 and 4 were found. However, in comparing and analyzing the feasibility of recovering the groundwater level (taking into account the policy of gradual reductions in pumping), was selected the scenario 4 as the best alternative.

Gestión integrada de recursos hídricos Aguas subterráneas Simulación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Un modelo para simular la transferencia de agua en sistemas de riego por goteo

MANUEL ZAVALA TREJO WALDO OJEDA BUSTAMANTE (1999, [Artículo])

Se presenta un modelo numérico de simulación para describir y analizar la infiltración y redistribución del agua en el suelo bajo condiciones de riego por goteo. La solución numérica de la forma mixta de la ecuación de Richards se obtuvo utilizando el método del elemento finito en la discretización espacial y un esquema de diferencias finitas implícito para la integración en el tiempo. En una primera etapa el esquema numérico fue validado comparando sus resultados con soluciones analíticas obtenidas para formas simplificadas de la ecuación de transferencia de agua. Posteriormente se presentan algunos casos prácticos de interés agrícola donde se analizan alternativas potenciales que permitan diseñar y mejorar este tipo de sistema de riego.

Riego por goteo Transferencia de agua Modelos numéricos Simulación CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Evaluación de la operación de un tramo del canal principal de riego con un enfoque económico

PENELOPE CRUZ MAYO ARIOSTO AGUILAR CHAVEZ (2022, [Artículo])

DOI: 10.24850/j-tyca-2022-01-03

En este trabajo se presenta un análisis económico e hidráulico para implementar un modelo de control automático de las compuertas de un distrito de riego. El funcionamiento hidráulico de la red de canales se analiza con un modelo de simulación numérica, con diferentes opciones de control automático que se pueden instaurar y un análisis de los precios sombra en la producción agrícola, a partir de los escenarios dinámicos de simulación numérica. Esta metodología se aplica al Distrito de riego 076, ubicado en Valle del Carrizo, Sinaloa, México, y se obtienen diferentes escenarios que pueden ser considerados en la modernización de la red de canales.

Distritos de riego Canales de riego Modelos matemáticos Simulación Valor del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Determinación del habitat potencialmente utilizable por la especie Salmo trutta en un tramo del río Lozoya, España

EZEQUIEL GARCIA RODRIGUEZ Polioptro Martinez-Austria diego Garcia de Jalon LUIS ARMANDO OCHOA FRANCO (2009, [Artículo])

En el presente trabajo se efectúa la estimación del hábitat potencialmente utilizable y del caudal que lo maximiza para los estadios de vida adulto, juvenil, alevín y freza de la especie Salmo trutta (trucha común), especie muy apreciada en la pesca deportiva y para el consumo humano. Para tal fin, de acuerdo con la metodología IFIM (Instream Flow Incremental Methodology), se efectuó la simulación del hábitat físico fluvial de un tramo de 609 m del río Lozoya (Madrid, España) utilizando un modelo bidimensional de la hidrodinámica, un modelo para la simulación del hábitat y los modelos de preferencia de hábitat de la especie antes mencionada.

Ingeniería Hidráulica en México (0186-4076), 24(1) Ecosistemas fluviales Curva caudal-habitat Hidrodinámica fluvial Simulación 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

Dinámica de los mantos freáticos someros en los distritos de riego

Shallow water table dynamics in irrigation districts

pedro lazaro HECTOR MANUEL ORTEGA ESCOBAR LUIS RENDON PIMENTEL FELIPE ZATARAIN MENDOZA (2000, [Artículo])

Se presenta un modelo numérico para simular la transferencia de agua en los mantos freáticos someros. El modelo se basa en la ecuación diferencial que resulta de la integración de la ecuación de Richards en la dirección vertical. El esquema numérico para la solución de la ecuación se obtiene de la integración de ésta utilizando el método del elemento finito en el espacio y un esquema centrado en diferencias finitas en el tiempo. El dominio de solución utilizado en la construcción, calibración y aplicación del modelo es el Distrito de Riego 076 Valle del Carrizo ubicado al norte del Edo. de Sinaloa, México. La aplicación del modelo se efectuó en dos etapas: la primera es una simulación inversa para estimar el flujo de recarga en diferentes intervalos y la segunda es una simulación directa de la respuesta del sistema para diversos escenarios. Los resultados permiten concluir que el modelo es útil para fines de planificación.

Distritos de riego Recarga de acuíferos Modelos matemáticos Simulación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Aplicación de un modelo de simulación del flujo establecido en canales abiertos

ISRAEL VELASCO VELASCO (1993, [Artículo])

Con el fin de apoyar el mejoramiento de la eficiencia de conducción y distribución en la operación de los sistemas de riego por gravedad sobre bases más firmes y auxiliándose en los actuales equipos de cómputo, se presenta la aplicación parcial de un modelo de simulación del flujo establecido en canales, denominado STEADY, a una parte de la red hidráulica del distrito de riego 025 Bajo Río Bravo, Tamaulipas, México. La configuración considerada, en términos de la caracterización hidráulica y geométrica, abarca 11 tramos en 93.4 km de canal principal y 6 tramos en 37.6 km de canales laterales, 113 salidas por tomas parcelarias y desagües, y 81 estructuras de control en represas. Se considera que son las estructuras más usuales los orificios en sus diversos tipos: rectangulares, circulares y redondos, y vertedores y bombas centrífugas. Como parte importante de este esquema figura una estación de bombeo que auxilia a otro distrito de riego, el 026 Bajo Río San Juan, hasta con 30-32 m3/seg. Dicha estación se compone de 12 equipos que elevan el agua a una altura promedio de 15.5 m con un gasto de diseño por bomba de 2.5 m3/seg. Verificada la lógica y consistencia del esquema de configuración se plantearon tres opciones de demanda, con datos cuasi-reales del propio distrito y se corrieron las simulaciones respectivas, cuyos resultados tienen un buen grado de aproximación a los que se hubieran obtenido en situaciones reales. En este modelo, las demandas se plantean sólo en las tomas parcelarias, desagües y puntos terminales de cada canal, y el modelo da como resultado los gastos totales y parciales a la entrada y salida de cada tramo de canal, de cada derivación lateral, de cada toma parcelaria, tirantes en los puntos de interés sobre el tramo y en los puntos de salida (tomas y laterales), aberturas de compuertas, cargas sobre la cresta de vertedores, etc. Además, estima las pérdidas por infiltración, por tramo y total de la red, disminuyendo así la dependencia y parcialidad de los operadores en aumentar a las demandas de los usuarios las pérdidas por conducción.

Flujo de agua Canales abiertos Simulación Distritos de riego CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Pérdidas por intercepción de la vegetación y su efecto en la relación intensidad, duración y frecuencia (IDF) de la lluvia en una cuenca semiárida

ALVARO ALBERTO LOPEZ LAMBRAÑO CARLOS FUENTES RUIZ ENRIQUE GONZALEZ SOSA (2017, [Artículo])

Se cuantifica el componente hidrológico de la intercepción en vegetación semiárida y se evalúa el efecto en la relación

intensidad-duración-frecuencia de la precipitación. La intercepción se determina mediante la simulación de lluvias a diferentes intensidades sobre muestras con cubierta vegetal herbácea; se obtienen los componentes del balance hidrológico, como lámina precipitada, lámina escurrida, lámina almacenada en un espesor de suelo a un contenido de humedad inicial dado y lámina drenada. A partir de precipitaciones máximas, en 24 horas se obtienen las curvas intensidad-duración-frecuencia (IDF) de la precipitación para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años, estableciendo cuatro escenarios con diferentes cubiertas vegetales para evaluar el efecto del componente de la intercepción en dichas curvas.

Balance hídrico Modelación hidrológica Lluvias Simulación CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

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