Maestría en Ingeniería - Recursos Hidráulicos

URI permanente para esta colecciónhttps://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/81660

Examinar

Mostrando 1 - 20 de 44

Evaluación de la capacidad de atenuación de flujos de escorrentía superficial de pavimentos permeables en cuencas con medias y altas pendientes
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Pantoja Cárdenas, Jhoan Sebastián; Zambrano, Jeannette; Pantoja Cárdenas, Jhoan Sebastián [https://scholar.google.com/citations?user=4rdqC24AAAAJ&hl=es]; Pantoja Cárdenas, Jhoan Sebastián [https://orcid.org/0009-0001-1562-6773]
Las inundaciones pluviales causan emergencias y desastres naturales en las ciudades a nivel mundial. Dichas inundaciones se producen principalmente por la impermeabilización de las cuencas. El problema se agrava en ciudades como Manizales, con altas pendientes, ya que se presentan altas velocidades de flujo y por tanto incrementos de los volúmenes de escorrentía, como se ha registrado. Para mitigar dichos efectos negativos han surgido los pavimentos permeables como infraestructura alternativa. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente documento tiene por objetivo analizar los parámetros de diseño de los pavimentos permeables, proponer alternativas para su diseño y evaluar la incidencia de los pavimentos permeables en la cuenca hidrográfica experimental urbana Palogrande ubicada en la ciudad de Manizales, mediante la modelación con SWMM (StormWater Management Model). Mediante el modelo se evaluará el potencial de los pavimentos permeables en la reducción de la escorrentía superficial, del caudal punta y de los tiempos de respuesta para la red de drenaje ubicados. Se utilizaron pavimentos permeables para vías vehiculares de tráfico liviano en asfalto permeable, parqueaderos en concreto permeable y áreas comunes en adoquines de concreto permeable. Se logró una reducción de la escorrentía superficial superiores al 20 % en gran parte de las cuencas de la parte alta, siendo los pavimentos permeables en vías los de mejor comportamiento (Texto tomado de la fuente)
Análisis de susceptibilidad por movimientos en masa como insumo para la implementación de mallas retenedoras de caudal sólido
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Sánchez Ospina, Sergio Hernando; Goyes Peñafiel, Yesid Paul
Los movimientos en masa y las avenidas torrenciales tienen una estrecha relación en vistas desde diferentes ámbitos, entre ellos las condiciones climáticas y los factores que los detonan los cuales son variables dependientes que condicionan el terreno. La cordillera de los Andes a pesar de que se extiende por Suramérica, en Colombia se expone a condiciones tropicales que particularmente convierten sus laderas en escenarios donde se presentan diferentes movimientos en masa y deslizamientos por los materiales que se descomponen de las rocas, así dicha necesidad de conocer, mitigar y prepararse para un evento súbito en el que la zonificación se encasilla en la etapa del conocimiento de la susceptibilidad. En la actualidad existen varios métodos de zonificación, sin embargo, el presente trabajo tiene como objetivo principal la zonificación de la susceptibilidad por movimientos en masa (mm) en el municipio de Palmira utilizando 2 metodologías, los pesos de evidencia o Wofe y el análisis jerárquico multicriterio AHP, en lo cual, con los resultados de zonificación se proyecta priorizar las zonas o cuencas con mayor probabilidad de aporte de detritos o material deslizado y sea en dichas áreas donde se adelanten trabajos detallados que permitan la disminución de la condición de riesgo por avenidas torrenciales implementando barreras o mallas de retención de caudal sólido. En síntesis, la zonificación y la directriz propuesta en este trabajo puede utilizarse como insumo para la toma de decisiones en los instrumentos de planificación y proponer estudios de detalle con los cuales se adelanten procesos para la implementación de estas obras de mitigación contra las avenidas torrenciales (Texto tomado de la fuente)
Análisis de la variación en la amenaza de inundación por efecto del cambio climático
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Forero Hernández, Angie Tatiana; Vélez Upegui, Jorge Julián; Moncada Aguirre, Angélica María; Forero Hernández, Tatiana [0000-0002-8317-5177]
La presente investigación aborda la problemática de inundaciones en la quebrada Olivares de Manizales mediante un análisis prospectivo de la variación de la amenaza, considerando los efectos del cambio climático. Para lograr este objetivo, se evaluó el desempeño de Modelos de Circulación General contenidos en el CMIP5 en la emulación de patrones climáticos históricos de la cuenca. A través de la generación de series sintéticas de precipitación y temperatura, junto con la aplicación de la técnica de reducción de escala k-NN Bootstrapping, se proyectaron futuros plausibles en la cuenca. Estas proyecciones son esenciales para la evaluación de alternativas de planificación adaptativa en respuesta a narrativas de incremento de lluvias en la región. Además, la investigación incluyó la evaluación de modelos hidrológicos y la generación de series de caudales, lo que permitió determinar la variación del área propensa a inundaciones. Esta determinación se llevó a cabo mediante la modelación hidráulica previamente desarrollada en el software IBER en puntos críticos de la ciudad. A pesar de que la variación en la amenaza de inundación en el periodo 2024-2053 no arrojó conclusiones definitivas, se analizaron las manchas de inundación en ambos casos, lo que permitió comparar el área inundada por eventos de mayor y menor magnitud con respecto a los eventos simulados a partir de la serie histórica. Como resultado, se sugiere que las variaciones de mayor magnitud porcentual se presentarían particularmente para los caudales con menor periodo de retorno. En última instancia, estos hallazgos contribuyen a la planificación territorial y la gestión del riesgo en un contexto de cambio climático. Se espera que estos hallazgos impulsen el desarrollo de estrategias adaptativas y medidas de protección que promuevan la resiliencia de las comunidades urbanas frente a eventos extremos, garantizando su desarrollo sostenible en un entorno cambiante (Texto tomado de la fuente)
Análisis de la dinámica fluvial del río Guamal con el fin de valorar y proponer obras de mitigación de las inundaciones para el municipio de Guamal, departamento del Meta
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Díaz Aguirre, Julián Andrés; Chang, Phillipe; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
El río Guamal hace parte de los afluentes más importantes de la región del departamento del Meta. Su gran potencial hídrico ha sido una fuente de desarrollo clave para las poblaciones que se encuentran asentadas en sus riberas. Sin embargo, históricamente ha representado una amenaza significativa para los habitantes de la zona debido a su tendencia a desbordarse y a producir inundaciones fluviales. Con el objetivo de proponer y evaluar diferentes soluciones que permitan contrarrestar las inundaciones producidas sobre un sector específico localizado en las proximidades del casco urbano del municipio de Guamal, en el desarrollo del presente documento se exponen los resultados de un estudio detallado del comportamiento hidráulico de la corriente del río Guamal, el cual se ha enfocado en la estimación de sus parámetros geomorfológicos, hidrológicos y fluviales y en la evaluación de sus condiciones hidrodinámicas a través del modelo hidráulico bidimensional IBER. A partir de los resultados obtenidos ha sido posible vincular los desbordamientos producidos con la configuración de cauce trenzado del río y la carga alta de sedimentos transportados y depositados en el fondo y se ha podido evidenciar la situación problema de manera practica en el modelo IBER. Así mismo, se ha desarrollado un análisis multicriterio de las diferentes alternativas existentes para contrarrestar la amenaza de inundación y se han evaluado en el modelo las más adecuadas para contrarrestar el problema. Con base en el análisis de resultados globales, se ha establecido la construcción de un dique longitudinal en material artificial como la mejor alternativa para mitigar las inundaciones producidas en la zona de estudio (Texto tomado de la fuente)
Metodologías para el uso de la información de satélite como herramienta para rellenar series de datos diarios de lluvia en zonas de montaña colombianas
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Jiménez Duque, José Jacobo; Vélez Upegui, Jorge Julián; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Los datos faltantes de lluvia diaria afectan la estimación de eventos extremos, los resultados en la gestión del agua y la planificación de los recursos hídricos. Se han implementado diferentes técnicas para abordar este problema, en donde las estrategias más utilizadas implican análisis estadísticos, enfoques estocásticos y técnicas de inteligencia artificial, así como los métodos híbridos que mezclan las estrategias mencionadas anteriormente. La precipitación en la zona andina tropical se ve afectada por este efecto de datos faltantes, ya que apenas se monitorea hasta cierta altitud, y la distribución espacial de las estaciones medidoras de lluvia en tierra es muy dispersa espacialmente y en algunos casos con muchos datos faltantes. Sin embargo, los productos satelitales de precipitación cubren toda el área, dan valores continuos en el tiempo y esta información se puede descargar de forma gratuita desde diferentes bases de datos. Por lo tanto, esta tesis explora el uso de los productos satelitales de precipitación combinados con metodologías tradicionales para mejorar las estrategias de relleno de datos faltantes de las series de lluvia diaria en el departamento de Caldas. Se propone un análisis que compara la eficiencia de los diferentes métodos como las redes neuronales artificiales, los análisis estadísticos clásicos y los métodos estocásticos, con o sin datos de productos satelitales de precipitación y con la combinación de ambas fuentes de información (estaciones en tierra y productos satelitales de precipitación). Los resultados principales revelan que la incorporación de CHIRPS V2.0 junto con la información proveniente de las estaciones en tierra en la zona de estudio no produce cambios significativos en los resultados obtenidos mediante las metodologías aplicadas. Además, se observa que el desempeño de las metodologías con el uso exclusivo la información de CHIRPS V2.0 es inferior en comparación con el uso de las estaciones en tierra. Se destaca como mejor metodología para el relleno de series de lluvia diaria en el departamento de Caldas, las redes de perceptrones multicapa (MLP) cuando se utilizan únicamente las estaciones en tierra como fuente de información (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de sistemas urbanos de drenaje sostenible -SUDS- de pequeña escala. Caso de estudio Quebrada El Guamo
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Castrillón Ocampo, Yully Alexandra; Zambrano, Jeannette
La urbanización genera grandes presiones sobre el territorio, aumentando los caudales de escorrentía y su velocidad, con lo cual los hidrogramas sufren grandes cambios en caudales, tiempo de llegada al pico y, volumen de escorrentía. Los sistemas de alcantarillado no dan abasto ante este acelerado proceso, siendo habitual que se presenten inundaciones al ser superada su capacidad de transporte. Este documento presenta el estudio de inundaciones relacionadas con la capacidad del sistema de alcantarillado de una cuenca de montaña urbanizada, ubicada en la ciudad de Manizales, la cual cuenta con condiciones especiales como altas pendientes y modificación de drenajes naturales para habilitar terrenos para construcción. Esto se realizó mediante la modelación hidráulica de la red de alcantarillado, para lo cual se contó con información de registros de precipitación y caudal, catastro de redes, tipo y uso del suelo, Modelo de Elevación Digital (MED) y topografía. Se discretizó la zona de estudio, realizando inicialmente el análisis de sensibilidad, con base en el cual se definieron los parámetros y respectivos rangos a modificar para el proceso de calibración-validación. Para definir si el modelo representaba adecuadamente la respuesta de la cuenca, en el proceso de calibración-validación se calcularon los indicadores de ajuste de error de volumen del hidrograma, error del caudal pico, tiempo al pico y el índice NSE. Con el modelo validado, se simuló el evento de diseño para un TR de 5 años, para el cual se presentaron nodos con inundación y conductos trabajando a sobrecarga, lo cual está asociado al intensivo proceso de urbanización de la cuenca, altas pendientes y capacidad insuficiente del alcantarillado. Se desarrollaron dos propuestas de SUDS teniendo en cuenta las características de la zona de estudio y se modeló el comportamiento de la red de alcantarillado. Los resultados obtenidos mostraron que la implementación de SUDS permite reducir el volumen y caudal de inundación, obteniendo hasta un 81 % de reducción del caudal pico, lo que depende en gran medida del área disponible con que se cuente (Texto tomado de la fuente)
Alternativas de optimización de la demanda para consumo humano en la cuenca del río Meléndez en Cali Valle del Cauca
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Campo, Yohana Isabel; Zambrano, Jeannette
La escasez de agua es uno de los problemas que más preocupan a la sociedad moderna. Esta cada vez es más grave debido al aumento de la demanda la que se genera a su vez por incremento desmedido de la población, a lo poco eficiente que son los sistemas de abastecimiento, y a la disminución de la oferta. La cuenca del río Meléndez viene presentando esta problemática, especialmente, durante los periodos de menos lluvias, volviéndose muy crítico durante los años en que se presenta El Niño, afectándose la disponibilidad de agua especialmente para los acueductos urbanos. En dicha cuenca el 94.14 % de agua captada es para uso doméstico. Por lo anterior, es importante realizar estudios para revisar con detalle lo que sucede en dicha cuenca. Con tal motivo, en el presente trabajo se propone la realización de un ejercicio de planificación para evaluar el balance oferta demanda, tanto actual como futuro. El trabajo se inició con la recolección de información secundaria (datos y mapas), de la región, se realizó un análisis estadístico de los datos seleccionados para luego ejecutar la modelación hidrológica (WEAP), se ajustó el modelo con las pruebas de bondad de ajuste NSE, PBIAS y RSE, quedando calibrado y validado. Una vez realizada la modelación hidrológica para determinar la oferta hídrica superficial, se calculó la demanda total de agua, con base a lo que se realizó el balance hídrico de la cuenca, confirmándose que la cuenca tiene un déficit de agua y no logra cubrir la demanda requerida por todos los usuarios. El mismo ejercicio se realizó para escenarios proyectados hasta el año 2050. Se concluye que la oferta no cubre la demanda si se continúa suministrando agua por el sistema actual. Por consiguiente, se plantearon siete alternativas para reducir la demanda y/o para lograr un manejo adecuado del recurso hídrico en la cuenca. Al comparar las siete alternativas, se decide que la más conveniente para cubrir la demanda es la construcción de un embalse, combinada con la reducción de pérdidas. Se considera que estos resultados son un aporte considerable para la administración municipal ya que se proponen y evalúan alternativas de gestión específicas que permitan solucionar la problemática de la cuenca. (Texto tomado de la fuente)
Estrategias de gestión natural de inundaciones: Caso de estudio quebrada Olivares-Minitas (Manizales – Caldas)
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Parra Gómez, Luisa Fernanda; Franco Idarraga, Freddy Leonardo; Parra Gómez, Luisa Fernanda [0009-0003-6759-1730]
La presente investigación evaluó la aplicación de estrategias de gestión natural de inundaciones en la quebrada Olivares-Minitas (Manizales - Colombia), cuantificando su eficacia en la disminución de las crecientes. Las modelaciones hidráulicas e hidrológicas se realizaron simultáneamente en el software IBER, un programa por volúmenes finitos basado en las ecuaciones de aguas someras bidimensionales, conocidas como 2D Shallow Water Equations (2D-SWE) (derivadas de las ecuaciones de conservación de masa y momento lineal). Se plantearon diversos escenarios para tres alternativas de gestión natural de inundaciones: (1) hacer espacio para el cauce eliminando las contracciones y limitaciones por estructuras, (2) cambiar la cobertura vegetal de la parte alta de la cuenca, aumentando la rugosidad del suelo y (3) reconectar la quebrada con sus llanuras de inundación, permitiéndole disipar flujo y energía. Al aplicar dichas estrategias, las simulaciones dieron como resultado la disminución de los caudales punta y el retraso en los tiempos pico de los hidrogramas. Se concluye que, a partir soluciones naturales, rehabilitando y recuperando el cuerpo hídrico y su ecosistema, es posible gestionar y reducir el riesgo por inundaciones logrando un beneficio a largo plazo. (Texto tomado de la fuente)
Alternativas de uso de sistemas urbanos de drenaje sostenible para edificaciones urbanas en una cuenca de la ciudad de Manizales
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Chacón Rosales, Freddy Anderson; Suárez Hincapié, Joan Nathalie
Los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) son un conjunto de técnicas de gestión de agua pluvial que tienen como objetivo mantener o establecer las condiciones hidrológicas naturales de las zonas de estudio desde una perspectiva diferente a la convencional combinando aspectos hidrológicos, medioambientales y sociales minimizando costos y mejorando el paisaje urbano. Esta investigación abordó la implementación de los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible SUDS desde la necesidad de dar manejo al aumento de la escorrentía pluvial derivadas de las edificaciones urbanas en un sector de la ciudad de Manizales, a fin de plantear preliminarmente 3 alternativas diferentes que permitieran regular o disminuir dicha escorrentía pluvial y con ello mejorar las condiciones de funcionamiento del sistema de alcantarillado municipal, cumpliendo la normatividad vigente. Para ello se realizó una revisión de información y la construcción de un modelo hidráulico que permitió conocer las condiciones existentes de la zona en estudio (impermeabilización) y su alcantarillado. Finalmente, de acuerdo con las condiciones obtenidas se determinó que las 3 alternativas de SUDS que permitieron regular o disminuir el agua de escorrentía superficial que entraba a la red de alcantarillado fueron los alcorques inundables, pavimentos permeables y tanques de detención; reduciendo para el tramo 1 de la cuenca de estudio los porcentajes de caudales pico para los periodos de retorno de 100, 50, 25, 10 y 5 años en el orden de 9, 13, 25, 68 y 88% respectivamente. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación del impacto de la producción de sedimentos sobre el sistema de alcantarillado de la carrera 68 con calle 10 de Cali – Valle del Cauca
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Alvear Daza, Arbey Eduardo; Zambrano, Jeannette
La erosión del suelo provocada por la escorrentía superficial es una de las formas más generalizada de degradación del suelo en todo el mundo, este tipo de erosión ha sido una amenaza importante para la calidad y productividad del suelo, agricultura sostenible y los ciclos globales de carbono, nitrógeno y fósforo. En las zonas urbanas el impacto también es muy fuerte y la impermeabilización del suelo es uno de los principales agentes detonantes ya que aumenta los volúmenes de escorrentía, así como las velocidades de flujo, con lo que el suelo erodable se incrementa. Estos procesos del arrastre y transporte de sedimento generan impactos sobre la prestación del servicio de transporte y conducción del agua residual y pluvial, haciendo insuficiente su operación, incrementando las labores de mantenimientos de las redes de drenaje, y por tanto generando un aumento en los costos de operación del servicio de recolección de los flujos líquidos y sólidos de la ciudad. Las condiciones de colmatación de los tramos de red y los mantenimientos realizados a las unidades en este estado generan vertimientos de agua residual hacia las fuentes naturales más cercanas, debido a, que el alcantarillado en el Distrito Especial de Cali es de tipo combinado. Para el caso objeto de estudio, la pérdida de la capacidad hidráulica en las estructuras ubicadas en la carrera 68 con calle 10 deriva en un vertimiento de agua residual hacia el canal Autopista 3, que a su vez descarga sus flujos sobre el río Cañaveralejo. En este documento se muestra los resultados de la modelación de producción de sedimentos en una cuenca urbana mediante el uso del software KINEROS2, con el objetivo de evaluar las condiciones hidrológicas e hidráulicas del sistema de drenaje. Una vez estimada la producción de sedimentos, se evaluó el comportamiento hidráulico y de sedimentación de las estructuras retenedoras de sólidos, así como la respuesta de las unidades posteriores, y se plantearon acciones para el control de la generación de sedimentos a nivel de cuenca. De los resultados del modelo KINEROS 2 es importante señalar que las áreas donde se muestra la mayor cantidad de sedimento producido son las zonas de ladera con mayor concentración de asentamientos humanos de desarrollo incompleto – AHDI y zonas de extracción minera. Adicionalmente, se encuentra que la empresa prestadora de servicios de acueducto y alcantarillado, deberá atender con diligencia la respuesta del servicio de mantenimientos ante eventos de precipitación con magnitudes superiores a 20 mm y con una intensidad superior a 20 mm/h, ya que la cantidad de sedimento generado asociada a este tipo de precipitaciones genera presiones sobre la capacidad del sistema. Finalmente, al modificar los parámetros asociados a la cobertura y uso del suelo de las áreas identificadas como zonas de extracción minera, se muestra una reducción significativa en la cantidad de sedimento generada. Se evaluaron las condiciones de generación de sedimento y escorrentía para establecer los parámetros de diseño de dos nuevos desarenadores en el área tributaria del desarenador Nápoles. (Texto tomado de la fuente)
Eficiencia energética en el tratamiento de aguas residuales en Colombia: Metodología para la selección de alternativas en pequeñas y medianas poblaciones
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Dimas Turmequé, Andrés Felipe; Franco Idarraga, Freddy Leonardo
Eficiencia energética en el tratamiento de aguas residuales en Colombia – Metodología para la selección de alternativas en pequeñas y medianas poblaciones Se desarrolla una propuesta metodológica para la selección de alternativas para las Plantas de Tratamiento de Agua Residual Doméstica -PTARD-, enfocada en la eficiencia energética; implicó el análisis de cuatro metodologías -norteamericana, mexicana, brasilera y boliviana-, reconociendo los diferentes criterios de evaluación, destacando similitudes y diferencias. A partir de los cuales se definieron los criterios de evaluación de eficiencia energética para PTARD contextualizados a Colombia que serán usados como instrumento metodológico de evaluación, obteniendo así una herramienta propuesta de guía para diseñadores y/o evaluadores de proyectos de PTARD para pequeñas y medianas poblaciones en nuestro país. (Texto tomado de la fuente)
Desempeño del modelo WRF en la simulación de la precipitación en una ciudad de media montaña: Caso de estudio Manizales
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Gutierrez Zarate, Sergio Andres; Suárez Hincapié, Joan Nathalie; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Esta investigación se centró en la utilización del modelo WRF (Weather Research and Forecasting) en la simulación de la precipitación, para determinar su capacidad de representación y predicción de eventos de lluvia. El modelo WRF se configuró con una serie de esquemas, cada uno con parámetros específicos, aprovechando la flexibilidad en las opciones de puesta a punto buscando el óptimo para las condiciones de la zona de estudio. También se tomaron como datos de referencia y comparación los registrados por 14 estaciones meteorológicas distribuidas por la zona urbana de la ciudad de Manizales. Para cada una de las simulaciones se escogieron periodos de tiempo que estuvieran enmarcados dentro de los ciclos climáticos globales que tienen influencia sobre las condiciones locales como son la Zona de Confluencia Intertropical y el fenómeno de El Niño – Oscilación del Sur. Los resultados obtenidos fueron confrontados a través de pruebas estadísticas como medidas de correlación, dispersión y sesgo. Otra técnica de comparación utilizada fue la de tablas de contingencia para variables categóricas. Producto del trabajo de comparación se logró identificar los esquemas más adecuados para la representación y predicción a corto plazo de eventos de precipitación. Adicionalmente se deja la puerta abierta a trabajos que lleven a una implementación operativa del modelo como herramienta de apoyo en los procesos de alerta temprana y evaluación de escenarios climáticos futuros. (Texto tomado de la fuente)
Estudio del transporte de sedimentos en tanques desarenadores de pequeñas centrales hidroeléctricas y recomendaciones de sistemas de remoción
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Franco Tangarife, María Paula; Chang, Philippe; Paredes Cuervo, Diego
El presente trabajo analiza el comportamiento hidráulico y del transporte de sedimentos del tanque desarenador de la Planta Sancancio de la Central Hidroeléctrica de Caldas, CHEC, (esta planta es catalogada según su capacidad, como una Pequeña Central Hidroeléctrica - PCH), mediante la implementación del modelo numérico 2D, Iber, versión 2.5.2. El estudio parte de la problemática del aumento progresivo en el transporte y producción de sedimentos en los ríos, los cuales al ingresar a las plantas hidroeléctricas generan un desgaste erosivo del equipo electromecánico creando la necesidad de estructuras de remoción de sedimentos más eficientes. El estudio se realizó en dos fases: mediciones de campo y modelación numérica; en la primera fase se recopilaron datos de diferentes condiciones climáticas de un año, los cuales fueron utilizados en la segunda fase para modelar siete escenarios con simulación hidrodinámica para todos los caudales y del transporte de sedimentos para el caudal máximo. Los resultados obtenidos presentaron un buen ajuste entre los datos medidos y los modelados con un error relativo porcentual para la velocidad entre 0% y 25%, evidenciando el máximo error en las zonas de menor velocidad, no obstante, la tendencia de la velocidad en los datos modelados fue similar a la tendencia de los datos observados. El análisis de vectores de velocidad mostró zonas de recirculación y de flujo preferencial en el tanque, lo cual se evidenció en los resultados del transporte de sedimentos, puesto que la distribución de la concentración de sólidos en suspensión no fue uniforme en la zona de sedimentación y por ende, la acumulación de partículas se da en zonas específicas del tanque. Los resultados permiten concluir que con el uso del modelo, es posible definir un periodo de mantenimiento acorde con las características del flujo y de sedimentos en la entrada, lo cual puede garantizar un mejor funcionamiento del tanque para la remoción de sedimentos. (Texto tomado de la fuente)
Propuesta para el diseño de una red hidrometeorológica para el área urbana del municipio de Ibagué
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Chacón Moreno, Pedro Antonio; Zambrano, Jeannette; Obregón Neira, Nelson
La falta de sistemas de medición hidrometeorológica en algunas ciudades de la región andina de Colombia ha generado que se presente un desconocimiento total del potencial hídrico que existe en estas regiones. En las regiones andinas el sistema montañoso se caracteriza por una topografía cambiante y una amplia biodiversidad de ecosistemas. La falta de equipos de monitoreo que permitan cuantificar y valorar el recurso hídrico de una región ha generado que Colombia desconozca el comportamiento exacto del clima en sus regiones y que se puedan mitigar o prevenir los desastres relacionados con los eventos extremos asociados a las épocas de alta pluviosidad e intensas sequías. Lo anterior tiene especial significancia en las zonas urbanas cuando se relaciona con la planificación del territorio y por ende el desarrollo humano, a lo que la ciudad de Ibagué en el departamento del Tolima no es la excepción. En la actualidad su zona urbana cuenta con solo tres estaciones de medición climatológica de las cuales dos se encuentran al interior del perímetro urbano de la ciudad y una fuera de ella. en donde la única variable medida es la lluvia. La baja cantidad de equipos al interior de la ciudad no permite que las autoridades locales y ambientales cuenten con información precisa que permita desarrollar políticas tendientes a la administración de los recursos hídricos, como tampoco el registro y análisis de los eventos máximos que ocurran en la zona urbana del municipio. Con el presente trabajo se propone la implementación de un sistema de monitoreo hidrometeorológico tendiente a aportar información base en la construcción de conocimiento climático de la ciudad; a su vez, se busca contribuir de manera directa en la generación de información tendiente a adaptar la ciudad a los peligros climáticos que se vienen presentando actualmente. (Texto tomado de la fuente)
Diseño del sistema de uso eficiente del agua en busca de certificaciones de construcción sostenible en proyectos nuevos de vivienda de propiedad horizontal
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) García Henao, Jonathan Andres; Suárez Hincapié, Joan Nathalie
La densificación de la población, principalmente en las grandes ciudades como Bogotá, la capital de Colombia trae consigo una serie de inconvenientes relacionados con la disponibilidad de los recursos naturales y de los servicios públicos. En el periodo comprendido entre 2012 y 2020 las unidades de planeación zonal (UPZ) 87 “Tintal sur” ubicada en el sur de la ciudad en la localidad de Bosa, presentó un acelerado proceso de construcción que terminó en un total de 21 conjuntos residenciales y 3 instituciones educativas. Los conjuntos residenciales construidos cuentan con 6 pisos y un número considerable de torres el cual oscila entre 23 y 35. Según el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE), para el censo nacional realizado en el 2018 la zona que ocupan estas construcciones representa un total de 13972 viviendas con una población de 34557 habitantes. Destacando que para el año del censo la ocupación de los conjuntos no había llegado al 100%. Debido a esto, se ha evidencia que el incremento de la densificación poblacional acarrea inconvenientes en la disponibilidad de los recursos y/o servicios públicos domiciliarios, como lo es el agua potable. En busca de generar alternativas que propicien el buen manejo del agua, se plantea el diseño de uso eficiente del agua con base en metodologías de certificación de construcción sostenible que brinden un adecuado manejo del recurso y traiga beneficios para los residentes de los proyectos y las zonas donde se genera. En este trabajo, se presenta el diseño de los sistemas hidráulicos con base en uno de los conjuntos residenciales de la zona densificada, teniendo en cuenta criterios de construcción sostenible con el fin de obtener un uso eficiente del agua y de este modo la reducción en el consumo de esta, con lo cual se busca evaluar los criterios de puntuación de certificaciones para conocer la puntuación posible de esta categoría y que permita aportar un porcentaje significativo y alcanzar certificaciones de construcción sostenible.
Construcción de modelo hidrogeológico conceptual del sistema acuífero bajo el casco urbano del municipio de Málaga, Santander
(Univesidad Nacional de Colombia, 2021-01-24) Suárez Guerrero, Nelly Itsamar; Velez, Jorge; Moreno Torres, Luis Eduardo; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
El abastecimiento de agua en términos de calidad, oportunidad y cantidad es un problema latente en países en desarrollo. La cantidad se impacta en el contexto del cambio climático a lo que no escapa el acueducto del Municipio de Málaga Santander (MMS) que adolece de fuentes superficiales suficientes para suplir sus requerimientos de dotación. Existe un sistema acuífero bajo el casco urbano que puede ser una alternativa viable como complemento para abastecer su acueducto municipal. El modelo hidrogeológico conceptual desarrollado consta de cuatro componentes: geológico (estratigrafía y geología estructural basado en observaciones de campo y geofísica); hidrológico (balance hídrico); hidrogeológico (propiedades hidráulicas de miembros con vocación acuífera e isopiezas) e hidrogeoquímico (composición química e isotópica de las aguas), que conjugados identifican un acuífero libre constituido por depósitos coluviales o aluviales alimentados por un inter flujo promedio de 434,5 mm/año, con espesores de 10 a 40 m conformado por materiales no consolidados finos. Un segundo acuífero profundo, fracturado y karstificado en miembros carbonatados de la formación Tibú-Mercedes con percolaciones promedio de 445,3 mm/año y almacenamiento de 8030 mm, de espesor 80 m y permeabilidad intrínseca de 3x10-5m2. La zona del MMS está gobernada por un clima bimodal con precipitaciones medias de 1806.8 mm/año y evapotranspiración de 938,1 mm/año, presenta flujos subsuperficiales rápidos que ingresan al sistema desde su zona de recarga sobre los 3.200 msnm, correspondientes a aguas jóvenes de recorridos y residencia corta como lo indican su baja concentración de sólidos disueltos totales y su carácter químico. Los manantiales, y aljibes alimentados por el interflujo o el acuífero superficial no constituyen fuentes atractivas para explotar aguas subterráneas como complemento al abastecimiento municipal debido a su baja productividad, en contraposición el acuífero profundo con características físicas e hidrológicas adecuadas indican una fuente atractiva, potencialmente explotable y complementaria al sistema de acueducto.
Análisis de series de sedimentos en cauces torrenciales o semitorrenciales con el fin de determinar indicadores de priorización
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Luna Caiza, Jairo Guillermo; Zambrano Nájera, Jeannette del Carmen; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
La ocurrencia de inundaciones se ha convertido en un desafío creciente, dada la alta frecuencia con la que ocurren. Entre los muchos tipos de inundaciones, las inundaciones repentinas son de particular relevancia, porque ocurren repentinamente y causan serios estragos, incluidos daños económicos y muertes. Como tales, se han estudiado ampliamente y requieren estudios que puedan asociar las características de la cuenca con su comportamiento de lluvias torrenciales. El presente estudio propone la definición de indicadores que permitan identificar las cuencas con mayor susceptibilidad al comportamiento de lluvias torrenciales. Para ello, se propone un conjunto de indicadores estadísticos y geomorfológicos, con el fin de determinar cuáles son de mayor relevancia para la estimación de dicho comportamiento, de forma sencilla y rápida. Se utilizó un análisis de componentes principales para reducir las dimensiones y, en base a ello, se identificó un grupo de parámetros potencialmente útiles para el manejo de cuencas.
Análisis y valoración económica de la provisión de servicios ambientales de “Agua dulce”, “Producción de materias primas” y “Recreación y ecoturismo” en la quebrada Olivares – Minitas, Manizales (Caldas)
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Orjuela Robins, Hugo Armando; Franco Idarraga, Freddy Leonardo; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Los servicios ambientales (SE) son los procesos y funciones de los ecosistemas que proporcionan, generan, utilidades a la humanidad, en muchos casos estos beneficios pasan desapercibidos por desconocimiento o por su no cuantificación material, la quebrada Olivares – Minitas, ubicada en el municipio de Manizales (Colombia), proporciona de agua para consumo humano a un porcentaje importante de la ciudad; sin embargo, ha presentado diferentes presiones de tipo antrópico que han desmejorado aspectos como la calidad y cantidad de agua por la pérdida de vegetación riparia, biodiversidad asociada, entre otros. Aspectos que originan una necesidad en el direccionamiento del ordenamiento territorial de esta microcuenca para una adecuada toma de decisiones. La valoración económica realizada en el presente trabajo evaluó económicamente los SE de provisión de agua dulce, producción de materias primas y el de recreación y ecoturismo, estimándose el valor económico de los SE en $ 13’544.009.062.
Determinación de la influencia del box culvert en las inundaciones de la quebrada El Mellizo, Viterbo - Caldas
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Barrios Osorio, Jorge Hernán; Suárez Hincapié, Joan Nathalie; Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
En este trabajo se tomó como caso de estudio la quebrada El Mellizo, ubicada en el municipio de Viterbo - Caldas, que en su trayecto de norte a sur por el área urbana, se encuentra canalizada por medio de una estructura hidráulica de tipo box culvert. A partir de la recolección de información espacial y temporal, depurada y procesada por medio del sistema de información geográfica “QGIS”, se determinó el comportamiento hidrológico de la microcuenca y la quebrada de interés, obteniendo así, los caudales de diseño, usados en la reproducción de un modelo cuasi-bidimensional [1D/2D] en el programa “HEC – RAS”, identificando la incidencia del box culvert en las manchas de inundación para diferentes periodos de retorno, bajo distintos escenarios de modelación, los cuales incluyeron la simulación de alternativas con algunas acciones estructurales para mitigar el impacto de la inundación, siendo integrada la delimitación de la zona ribereña como medida no estructural. Con la valoración realizada en este sector, se identificó que el box culvert altera la extensión de la inundación, ya que, al no tener la capacidad para transportar el caudal bajo las condiciones actuales el flujo se represa en el acceso, y posteriormente se desborda sobre el área urbana, constituyendo escenarios de riesgo en la población, siendo necesario integrar medidas estructurales, la reconversión en los usos del suelo, la protección y el control territorial de las áreas de interés ambiental y de las zonas de riesgo.
Evaluación del riesgo urbano por inundaciones del río Supía
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Londoño Giraldo, Johan Styweart; Cardona Arboleda, Omar Darío
Este estudio presenta un enfoque probabilista para la evaluación del riesgo por inundaciones en un tramo del río Supía; en el municipio que recibe el mismo nombre, al Noroccidente del departamento de Caldas. La evaluación del riesgo es un insumo indispensable para el ordenamiento territorial, debido a que permite considerar el riesgo como una estrategia del desarrollo, cuantificar las pérdidas asociadas a la ocurrencia de fenómenos amenazantes que no han ocurrido aún y definir medidas para la reducción del riesgo. El enfoque de evaluación se basa en tres etapas: 1) modelación probabilista de la amenaza, que incluye la generación de eventos estocásticos de lluvia intensa sobre la cuenca, cálculo del hidrograma para cada evento (descarga máxima) y estimación de la profundidad de la inundación, 2) caracterización de la exposición en la zona urbana así como la asignación de funciones de vulnerabilidad de las edificaciones expuestas, y 3) estimación de los daños y pérdidas como resultado de la evaluación cuantitativa de riesgo. Para evaluar los impactos negativos de las inundaciones, se utiliza el modelo hidráulico Iber 2D para la amenaza y el sistema CAPRA (Comprehensive approach to probabilistic risk assessment) para el cálculo del riesgo. El resultado final es un mapa de riesgo a escala local, utilizando la pérdida anual esperada (promedio anual de todas las pérdidas que se pueden presentar en el futuro) para cada edificación en el área de estudio, complementado con otras métricas de riesgo como las curvas de excedencia de pérdidas o de pérdida máxima probable, las cuales son útiles para la toma de decisiones en planificación territorial y la gestión del riesgo en general. El análisis ilustra que el enfoque es de especial utilidad para la evaluación del riesgo de inundación en áreas adyacentes a ríos para las que se dispone de datos suficientes.

Examinar

Envíos recientes