La ciudad de Bogotá, Colombia, se ha visto inmersa en problemas de inundaciones por empozamientos de agua pluvial y aumento tanto en la temperatura promedio como en la contaminación del aire. Las tecnologías verdes representan un mecanismo para la mitigación de tales problemas. Esta investigación analiza el comportamiento de la inundación urbana en el sector norte de la localidad de Chapinero, al sustituir las cubiertas existentes por techos verdes mediante modelación computacional. Asimismo, se construye un prototipo de techo verde en donde se analiza la calidad del agua de lluvia antes y después de filtrarse por diferentes sustratos (mezclas de tierra de jardín y cascarilla de arroz, humus, arena y/o aserrín), y plantas (Sedum, Asparagus plumosus y Soleirolia), con el fin de determinar los materiales con los cuales se controlen las condiciones de calidad de agua de lluvia una vez se filtre a través dichas cubiertas. El aumento en la cantidad de techos verdes contribuye a la atenuación tanto de las inundaciones como de la capacidad de transporte de agua de lluvia de los ductos del alcantarillado pluvial de la zona. Por otro lado, los resultados del laboratorio indican que el aserrín es un 46% más eficiente que los demás materiales analizados en el control del pH de la precipitación. Las plantas Sedum demostraron una resistencia satisfactoria a un régimen frecuente de lluvia. El uso de tecnologías verdes no sólo disminuye la vulnerabilidad urbana frente a eventos de inundación sino también crea mecanismos para la gestión integral del recurso hídrico.

En este trabajo se analiza la teoría de funcionamiento de un sistema de bombeo solar de agua basado en el uso de un concentrador. Se distinguen tres etapas en el funcionamiento de la bomba y se analizan las ecuaciones que describen el mismo en cada una. Se propone asimismo un modelo computacional del fenómeno basado en el uso del programa Simusol y las ecuaciones discutidas. Finalmente se comparan los resultados del modelo con valores experimentales del tiempo necesario para llevar a cabo el bombeo. | In this work an analysis of the solar water pump using a low cost concentrator, presented last year in the ASADES meeting, is performed. The pumping works in three stages: boiler heating, water elevation up to the water reservoir and water pumping. The basic physical aspects are presented and discussed. A simulation solar system is prepared using the program Simusol. The obtained results are compared with experimental values showing a reasonable coincidence. The model will be improved in the near future using more detailed experimental results. | Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

Se presenta un modelo de simulación hidrogeológica para el acuífero comprendido en la zona plana de los municipios de Tuluá, San Pedro y Buga (Valle del Cauca--Colombia). Inicialmente se partió de un modelo conceptual ajustado a las características y condiciones del acuífero, construido con base en información real tomada de campo. La modelación se realizó mediante la utilización del programa Visual Modflow, el cual utiliza el método de diferencia finita, consiguiendo un buen ajuste en la diferencia entre los niveles piezométricos medidos y calculados, y a su vez un bajo error de calibración. Los mapas de isopiezas obtenidos como uno de los resultados de los escenarios propuestos, permitieron observar una marcada dirección este--oeste y la incidencia de los niveles de bombeo sobre las direcciones y descensos del nivel piezométrico. De esta manera, los mapas generados como resultado de la modelación se convierten en una herramienta valiosa para la planificación del aprovechamiento sostenible de las aguas subterráneas y el inicio para el estudio de la contaminación de este recurso, principalmente.

El trabajo muestra el modelo matemático de un sistema experimental de colección solar termosifónico y la simulación de su funcionamiento empleando el software Simusol.Los ajustes del modelo se realizan empleando datos obtenidos durante el ensayo de un prototipo experimental. Las mediciones se realizan empleando instrumental de adquisición de datos automatizados. Se miden,la temperatura ambiente, la temperatura del agua en el tanque térmico y la radiación solar durante los ensayos. El proceso de ajuste del modelo resulta satisfactorio. Se obtiene un modelo físico matemático que responde satisfactoriamente y que permite simular el sistema de agua caliente solar con circulación termosifónica. Los datos obtenidos permiten calcular con buena aproximación la energía aprovechable del sistema. | The paper shows the mathematical model of an experimental thermosiphonic solar collection system and his simulation with the software Simusol. The adjust process of the model is perform using experimental data obtained during tests of an experimental prototype. The measurements were performed using instrumental with automatic data acquisition. Samples are taken from the ambient temperature, water temperature in the hot tank and solar radiation during the tests. The process of model adjust is satisfactory. It obtains a mathematic and physical model that respond satisfactorily to simulate a solar hot water system with thermosiphonic circulation. The data obtained allow us to determine the energy of the system. | Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)

El objetivo del trabajo fue realizar un estudio de calidad de aguas en un tramo del Río Neuquén (Patagonia Argentina), que se extiende desde el Dique Ballester al canal de los Milicios. Se aplicó un modelo matemático de simulación unidimensional QUAL2E (Brown & Barnwell, 1987) para la situación hidráulica de aguas bajas y medias simulando componentes como oxígeno disuelto (OD) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO). La importancia de este trabajo radica en que al presente, los organismos encargados del monitoreo y planificación de los recursos hídricos regionales analizan los datos relevados de calidad de agua, por comparación con estándares o valores guías. No existen trabajos en la zona, que utilicen modelos matemáticos de simulación que permitan visualizar las variaciones espaciales y temporales de los distintos componentes de calidad den diferentes escenarios propuestos.

Abstract The city of Bogotá (Colombia) has been immersed in flooding problems caused by rainwater, and issues from the increase in average temperature and air pollution. Green technologies are a mechanism that can mitigate these problems. This research analyzes the behavior of urban flooding in the northern sector of the Chapinero locality when replacing the existing roofs with green roofs through computer modeling. Additionally, its develops a green roof prototype, which analyzes the quality of rainwater before and after being filtered through different substrates (mixtures of garden soil, rice husk, humus, sand and/or sawdust) and plants (Sedum, Asparagus plumosus and Soleirolia), in order to determine the materials with which the conditions of rainwater quality are controlled once it filters through said roofs. The increase in the amount of green roofs contributes to mitigating flooding, as well as to the capacity of the area’s storm drain pipes to transport rainwater. In turn, laboratory results indicate that sawdust is 46% more efficient than the other analyzed materials in controlling the rainwater’s pH. Sedum plants demonstrated a satisfactory resistance to the conditions of frequent rainfall. Using green technologies not only decreases urban vulnerability to flooding, but also creates mechanisms for comprehensive water management. | Resumen La ciudad de Bogotá, Colombia, se ha visto inmersa en problemas de inundaciones por empozamientos de agua pluvial y aumento tanto en la temperatura promedio como en la contaminación del aire. Las tecnologías verdes representan un mecanismo para la mitigación de tales problemas. Esta investigación analiza el comportamiento de la inundación urbana en el sector norte de la localidad de Chapinero, al sustituir las cubiertas existentes por techos verdes mediante modelación computacional. Asimismo, se construye un prototipo de techo verde en donde se analiza la calidad del agua de lluvia antes y después de filtrarse por diferentes sustratos (mezclas de tierra de jardín y cascarilla de arroz, humus, arena y/o aserrín), y plantas (Sedum, Asparagus plumosus y Soleirolia), con el fin de determinar los materiales con los cuales se controlen las condiciones de calidad de agua de lluvia una vez se filtre a través dichas cubiertas. El aumento en la cantidad de techos verdes contribuye a la atenuación tanto de las inundaciones como de la capacidad de transporte de agua de lluvia de los ductos del alcantarillado pluvial de la zona. Por otro lado, los resultados del laboratorio indican que el aserrín es un 46% más eficiente que los demás materiales analizados en el control del pH de la precipitación. Las plantas Sedum demostraron una resistencia satisfactoria a un régimen frecuente de lluvia. El uso de tecnologías verdes no sólo disminuye la vulnerabilidad urbana frente a eventos de inundación sino también crea mecanismos para la gestión integral del recurso hídrico.

La simulación en laboratorio de los procesos que afectan a las especies químicas en su tránsito por los estuarios es una herramienta muy útil en el estudio de estos sistemas litorales. En este trabajo, se generaron en laboratorio los gradientes de salinidad propios de varios estuarios, utilizando la aproximación del estado estacionario. Así, se muestra la forma en que puede generarse en laboratorio un gradiente longitudinal de salinidad concreto en régimen estacionario y cómo gracias a ello se puede caracterizar la variación del flujo de CO2 agua-atmósfera a lo largo de dicho gradiente. Numerosos estuarios reales, sometidos a actuaciones antropogénicas, presentan una cierta sobresaturación de CO2 respecto a la atmósfera, con valores de pCO2 en agua entre 500 y 9500 µatm. En todos los experimentos realizados también se han obtenido valores de pCO2 superiores a la pCO2 atmosférica mundial media. Por otro lado, todos los flujos de CO2 agua-atmósfera cuantificados en laboratorio descienden de forma exponencial con el incremento de salinidad. Este mismo comportamiento ha sido descrito en diferentes estuarios reales europeos por distintos autores. | Laboratory simulation of the processes that affect chemical species as they pass through estuaries is a useful tool for the study of these littoral systems. In this work, laboratory generation of the salinity gradients of several estuaries was performed using the steady state approach. We show how longitudinal salinity gradients can be generated in the laboratory, in order to characterize water-atmosphere CO2 flux variations along different salinity gradients. Many natural estuaries, exposed to anthropogenic influence, show oversaturation of CO2 relative to the atmosphere, with water pCO2 values between 500 and 9500 µatm. In all the experiments performed, pCO2 values higher than the mean atmospheric pCO2 were obtained. On the other hand, all the experimentally quantified water-atmosphere CO2 fluxes decrease exponentially with the increase in salinity. This same behaviour has been reported for several European estuaries by different authors.

El desarrollo y la aplicación de modelos matemáticos, para la predicción y simulación de la transferencia de agua y el transporte de contaminantes, representan una herramienta que permite prever tiempo y esfuerzo para predecir el comportamiento de un contaminante, como el cromo, a partir de ecuaciones que describan los fenómenos de advección y dispersión de los metales pesados en suelo. El objetivo del presente trabajo fue describir y analizar la transferencia de agua y el transporte de cromo hexavalente, Cr (VI), en un suelo franco-arenoso, mediante la ecuación de Richards para describir la transferencia de agua, y la ecuación advección-dispersión para el transporte de cromo (VI) obteniendo gradientes de concentración en el suelo, así como el coeficiente de dispersión (λ). Los parámetros ψd y Ks se obtuvieron a partir de la prueba de infiltración y la dimensión fractal (s), en función de la porosidad (Φ) del suelo, y los parámetros de forma m y n se obtuvieron de la prueba granulométrica. Para el presente estudio se empleó un suelo franco-areno al cual se le determinaron las características fisicoquímicas e hidráulicas. Los lixiviados recolectados se analizaron por una adaptación del método difenilcarbohidróxido y los segmentos de suelo obtenidos de la prueba de infiltración se analizaron por ICP-Masas, introduciendo los datos reportados en este trabajo para su simulación utilizando la ecuación de advección-dispersión con las condiciones de hipótesis establecidas. Se obtuvieron coeficientes de dispersión entre 0.0038-0.0006 para cada columna empleando el modelo de la media geométrica, ya que este modelo fue óptimo en las reproducciones de los datos experimentales del suelo con una concentración de Cr inicial presente en el suelo de 36.1 mg kg-1. La modelación del transporte de Cr permitió conocer que en condiciones de cargas constantes del contaminante se desplaza a niveles inferiores. | The development and application of mathematical models, for predictions and simulations of water transfer and contaminants transport, represent a tool that allows to anticipate time and effort in designing process systems to be able to predict the behavior of a contaminant, such as chromium, by using equations that describe the advection and dispersion phenomena of the heavy metals in soil. The objective of the present work is to describe and analyze water transfer and the transport of hexavalent chromium, Cr (VI), in loamy sand soil, through the Richards equation to explain the water transfer, and the advection-dispersion equation for the transport of chromium (VI) obtaining gradients of concentration in soil as well as the dispersion coefficient (λ). The parameters ψd and Ks, were obtained through infiltration test and de fractal dimension (s), as a function of porosity (Φ) of the oil, and the shape parameters were obtained of the granulometric test. For the present study, a loamy sand soil were used, to which the physicochemistry and hydraulic characteristics were determined. The leachates recollected were analyzed through an adaption of the diphenilcarbohidroxy method and the soil segments obtained at the infiltration test were analyzed with ICP-Mass, introducing the reported data in this work for the simulation using the advection-dispersion equation with the hypothesis conditions established. Dispersion coefficients between 0.0038-0.0006 were obtained for each column using the geometric mean model, since this model was optimal in the reproductions of the experimental data of the soil with a concentration of Cr present in the soil of 36.1 mg kg-1. The modeling of the transport of Cr allowed to know that in conditions of constant loads of the pollutant it moves to lower levels.

La simulación en laboratorio de los procesos que afectan a las especies químicas en su tránsito por los estuarios es una herramienta muy útil en el estudio de estos sistemas litorales. En este trabajo, se generaron en laboratorio los gradientes de salinidad propios de varios estuarios, utilizando la aproximación del estado estacionario. Así, se muestra la forma en que puede generarse en laboratorio un gradiente longitudinal de salinidad concreto en régimen estacionario y cómo gracias a ello se puede caracterizar la variación del flujo de CO2 agua-atmósfera a lo largo de dicho gradiente. Numerosos estuarios reales, sometidos a actuaciones antropogénicas, presentan una cierta sobresaturación de CO2 respecto a la atmósfera, con valores de pCO2 en agua entre 500 y 9500 µatm. En todos los experimentos realizados también se han obtenido valores de pCO2 superiores a la pCO2 atmosférica mundial media. Por otro lado, todos los flujos de CO2 agua-atmósfera cuantificados en laboratorio descienden de forma exponencial con el incremento de salinidad. Este mismo comportamiento ha sido descrito en diferentes estuarios reales europeos por distintos autores.

La adquisición de competencias y habilidades de los alumnos en las enseñanzas técnicas exige la simulación de los fenómenos físicos empleando modelos que representen adecuadamente la realidad. Los modelos de simulación han sufrido un desarrollo y evolución enorme en estos últimos años (auspiciada por el Espacio Europeo de Educación Superior, EEES) que fomenta tanto la calidad y excelencia en la docencia como valores de la educación superior europea como la competitividad del sistema universitario europeo en el ámbito internacional (Crosier et al. 2015). La experiencia en el aula muestra que el uso de una herramienta de simulación (en este caso de cálculos hidráulicos a presión en periodo extendido) como el software empleado EPAnet (Rossman 2000) permite a los estudiantes avanzar en el proceso de aprendizaje y comprender mejor los fenómenos hidráulicos existentes. Por otra parte, que se produzcan roturas (y, por consiguiente, fugas de agua cuando el fluido atraviesa los orificios originados en las tuberías) en las redes de distribución de agua a presión es un fenómeno desgraciadamente habitual, y parece evidente que el estudiante/ingeniero debe considerar dichos fenómenos. Por tanto, los alumnos de la asignatura optativa Mantenimiento y Explotación de Obras Hidráulicas (MEOH) del segundo curso del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (MICCP) de la Universidad de Alicante (UA) deben afrontar este problema de tipo teórico-práctico representando una tasa de fugas específica sobre una red de distribución sintética. Es decir, la tasa de fugas representa el cociente entre el volumen consumido en los nudos de consumo (domicilios, industrias) y el volumen inyectado en la red. En este contexto, se ha desarrollado un software educativo (UAleaks) en código abierto bajo licencia GPL en un lenguaje de programación como ® Matlab que devuelve como resultados la nueva red con las fugas incorporadas y un informe en el que se muestran los balances hídricos (básicamente dónde se consume el volumen de agua inyectado en la red) y energéticos (que representan las aportaciones y detracciones de consumo energético) en la nueva red resultante. Durante el desarrollo de las prácticas de ordenador, el alumno adquiere competencias específicas, básicas y transversales con la resolución manual del caso planteado y se exige la validación de sus resultados con el software. Se pretende que el alumno entienda el proceso iterativo que se debe realizar y que comprenda que, aun siendo un proceso relativamente sencillo, su aplicación real en redes a presión de modo manual es absolutamente inviable por el tiempo requerido para el mismo. Dada sus particularidades, UAleaks también puede ser utilizado por ingenieros civiles, gestores de infraestructuras hidráulicas y cualquier tipo de profesional de la industria del agua. En aras de promover la descarga, el uso y la distribución del código, se ha publicado en el repositorio público de la universidad de Alicante el código disponible para la descarga (http://rua.ua.es/dspace/handle/10045/76827), se ha habilitado una página web (https://personal.ua.es/es/mpardo/descargas/ualeaks/ualeaks.html) en la que los estudiantes tengan información adicional y los requisitos del software, y se ha publicado un video que describe cómo ejecutar el software en YouTube (https://youtu.be/GmoVR61HbV0) tanto en inglés como en español. | Este trabajo ha sido financiado por el proyecto de investigación ‘‘Desarrollo de herramientas específicas que permitan la gestión eficiente y sostenible del agua y de la energía en redes de agua a presión, GESAEN’’ mediante la convocatoria de 2016 del Vicerrectorado de Investigación, Desarrollo e Innovación de la Universidad de Alicante GRE-16-08.