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‣ Clasificación Bayesiana de Hidrometeoros Orientados a la Estimación de la Cantidad Precipitada a partir de las Medidas de Radar Polarimétrico.

García Leal, Julio Alberto
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Tipo: bachelorThesis; Trabajos de Grado Formato: PDF
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La aglomeración de hidrometeoros en la atmósfera produce uno de los procesos más complejos como, es la precipitación, la cual se compone de diferentes clases de hidrometeoros de diferente diámetro, forma y velocidad al precipitarse. Este fenómeno atmosférico afecta a la población, la industria y los diferentes sectores productivos de una región. La estimación de la cantidad de precipitación que afecta una zona es un gran desafío debido a que la precipitación entre otros factores varía en el espacio y tiempo. A su vez la estimación de la cantidad de precipitación está sujeta a diferentes factores, entre ellos al tipo de hidrometeoro que puede precipitarse, es por esto que este trabajo se centra en el desarrollo de un modelo de pronóstico que permita a partir de la estimación de precipitación utilizando un enfoque bayesiano.

‣ Extracción de operadores de transición de estado en sistemas complejos : aplicaciones en hidrología

Angarita Corredor, Héctor Andrés
Fonte: Facultad de Ingeniería; Departamento de Ingeniería Civil Publicador: Facultad de Ingeniería; Departamento de Ingeniería Civil
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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Este trabajo propone una metodología para identificar operadores que describen la transición de sistemas de complejidad algorítmica significativa. En el método es posible identificar a partir de un conjunto de señales observadas: (1) la matriz de estado del sistema en términos de componentes de las señales y (2) reglas locales en el tiempo para predecir las transiciones de dicho estado. Se han realizado dos aplicaciones del método. La primera es la evaluación de la viabilidad de implementar un sistema de pronóstico en tiempo real de niveles y caudales en los Ríos Magdalena y Cauca. Los resultados de esta aplicación demuestran la viabilidad operática de desarrollar modelos de pronóstico hidrológico de niveles de agua y caudales en la mayoría de las corrientes naturales evaluadas, en escalas desde horarias hasta semanales. La segunda aplicación es un método de definición de la curva de calibración de caudales que explota la dinámica de la señal observada del nivel. Los resultados indican que el método conduce a una reducción del efecto de la histéresis en decodificación del caudal, que no obstante no es satisfactoria pues induce a una modificación de la escala en los valores decodificados.

‣ Aplicación de una nueva heurística de programación genética en la búsqueda de un modelo lluvia-escorrentía

Cárdenas Colmenares, Eder Geovanny
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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El presente trabajo tiene por objetivo hallar de forma automatizada un modelo matemático que describa de manera agregada el proceso lluvia escorrentía. Para eso se desarrolló una herramienta llamada GP_Hydro, sobre la plataforma de Matlab®, basada en los principios de la Programación Genética y soportada en elementos de la teoría de la información como la información Mutua Promedio, concepto útil al momento de formar las estructuras de las ecuaciones.

‣ El mecanismo de reforzamiento hidrológico de los procesos de calentamiento global -caso de estudio Colombia-

Moreno Miranda, Jaime Andrés
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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En este trabajo se estudió el mecanismo de reforzamiento hidrológico de los procesos de calentamiento global tomando Colombia como caso de estudio. Para ello, a partir de la información hidrometeorológica de 2377 series entre precipitación, caudal y temperatura, se revisa a través de un análisis estadístico exhaustivo, la tendencia, homogeneidad y correlaciones entre variables. De igual forma, por medio de métodos de generalización espacial se construyen campos espaciales de dichas variables para el país, para luego a partir de la agregación espacial, obtener las series representativas de las zonas hidrológicas colombianas a resolución mensual. Debido a que buena parte del país no cuenta con densidad y calidad de la información requerida para realizar este proceso, únicamente fue posible obtener las series para 29 de las 42 zonas en que se divide el territorio nacional. A partir de los análisis de correlación de las series aparecen algunos resultados como relaciones entre la magnitud de la precipitación y la escorrentía contra la temperatura y la amplitud de ésta. De igual forma, a partir de un modelo teórico el cual incorpora el componente de reforzamiento hidrológico es analizado y probado para cada una de las 29 series hidrológicas. A partir de dicho modelo se logra obtener un buen desempeño para la zona hidrológica del Cesar...

‣ Desarrollo de una herramienta de análisis multi-criterio para el soporte de toma de decisiones en el aprovechamiento de aguas lluvias en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana, sede Bogotá

Galarza Molina, Sandra Lorena
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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Este trabajo tiene como objetivo desarrollar una herramienta de análisis multi-criterio como soporte para la toma de decisiones en el aprovechamiento de aguas lluvias en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana, sede Bogotá. CRIDE (herramienta de análisis multi-CRIterio para la toma de decisiones) se basa en el análisis multi-criterio (AMC) ELECTRE II e incorpora el uso de Monte Carlo con el propósito de contemplar variedades como la diversidad de opinión, la incertidumbre y las evaluaciones imprecisas de los criterios.

‣ Propagación de errores en cálculos hidrológicos con caudales obtenidos mediante curvas nivel caudal construidas con una baja densidad de aforos líquidos

Martínez Plata, Juan Felipe
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Formato: application/pdf
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En este documento se presenta un análisis detallado de incertidumbre del procesos de construcción de la curva nivel – caudal, y la implementación de una metodología para estudiar el efecto por la variación en la cantidad y distribución de los aforos, sobre los valores del error de los caudales instantáneos calculados mediante la curva, así como su propagación hacia los caudales promedio anuales y mensuales, los caudales máximos de diseño y el índice de escasez.

‣ Agrupación ecohidrológica de corrientes en la cuenca magdalena-cauca dentro del marco de referencia eloha, empleando mapas autorganizados de Kohonen

González Cuéllar, Federico
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Formato: application/pdf
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Este proyecto de graso se enfoca en el proceso de clasificación de ríos de la cuenca Magdalena-Cauca con miras a establecer caudales ambientales regionales mediante la metodología de los Límites Ecológicos de Alteración Hidrológica (ELOHA). Con ayuda del método de clasificación denominado Mapas Autorganizados de Kohonen, se ensayaron 6 tipologías de variables diferentes y se determino la tipología más acertada de acuerdo con una clasificación de referencia elaborada por Ingfcol Ltda. En 2010, que tuvo el mismo objetivo y adicionalmente resulto satisfactoria empleando otros métodos diferentes a Kohonen. Para ello se emplearon 174 estaciones de caudal ubicadas a lo largo de la cuenca, de los caudales fue posible obtener en cada caso 73 variables para el proceso de clasificación. Con esta investigación se pudo determinar que las tipologías con un número reducido de variables orientadas a la representación directa del hidrograma de cada río fueron las más acertadas en relación a la clasificación de referencia. Las clasificaciones de ríos obtenidas mediante Kohonen para las diferentes tipologías de variables analizadas e incluso la clasificación de referencia elaborada por Ingfocol, conservaron un porcentaje de grupos de ríos invariantes entre el 80 y 90 %. La variable con mayor influencia en el proceso de clasificación fue la evaluación de las 174 estaciones hidrológicas analizadas. Finalmente se encontró que el proceso de clasificación mediante Kohonen se vuelve más complejo a medida que se analizan ríos de la parte media a baja de la cuenca.

‣ Control de oxigeno disuelto en un tanque de aireación de una planta piloto de lodos activados

Peña Guzmán, Carlos Andrés
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Formato: application/pdf
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Este documento se presenta una herramienta computacional para el control en un tanque de aireación de los lodos activados, el cual se basa en el concepto de aprendizaje por refuerzo, donde un agente recorre un ambiente desconocido y realizando acciones para alcanzar un objetivo especifico. El control se ejecuta, al buscar un caudal de aire inyectado a un reactor aeróbico y el caudal de recirculación de lodos, para obtener un sustrato inferior a 100 mg/| y las concentraciones del oxígeno disuelto esté entre 1 y 2 mg/| de OD. De esta implementación se encontró que se alcanzaron reducciones entre el 20 y 45 % de caudal de aire.; This paper presents a computational tool for control in an aeration tank of activated sludge, which is based on the concept of reinforcement learning, where an agent crosses an unknown environment and take action to achieve a specific objective. The control runs, searching injected air flow to the aerobic reactor and the sludge recirculation flow rate, a substrate for less than 100 mg / | and dissolved oxygen concentrations are between 1 and 2 mg / | OD . This implementation was found that reductions were achieved between 20 and 45% of air flow.

‣ Patrones de relación entre información biológica e información física y socioeconómica : cuenca alta del Río Otún, Risaralda Colombia

Coronel Picón, Yulieth Rossio
Fonte: Facultad de Ingeniería Publicador: Facultad de Ingeniería
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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En este trabajo se realizó un análisis de información física, socioeconómica y biológica de la cuenca del río Otún. Se presenta la metodología utilizada para la identificación de patrones de relación entre la información física y socioeconómica de la cuenca y la presencia de algunos mamíferos identificados en esta zona, y los resultados obtenidos. La identificación de patrones se llevó a cabo mediante la aplicación de árboles de decisión, utilizando el algoritmo j-48 desarrollado en el entorno de WEKA.

‣ Identificación de escenarios de calidad de hábitat para fauna silvestre : caso de estudio| cuenca media y alta del río Otún (Risaralda)

García Gómez, Martha Patricia
Fonte: Facultad de Ingeniería Publicador: Facultad de Ingeniería
Tipo: masterThesis; Trabajo de Grado Maestría Formato: application/pdf
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Este trabajo contiene eje clave de investigación las dinámicas espaciales de cambio en la calidad del hábitat para fauna silvestre, a partir de la transformación de coberturas dentro de las áreas protegidas (sistemas naturales) y los sistemas reproductivos. Se presenta la estructura de un modelo basado en la utilización de software SIG. Lógica difusa y Agentes Inteligentes a partir del cual se logra la simulación de escenarios de calidad de hábitat para la especie ?zorros? en la cuenca media y alta del Río Otún.

‣ Aplicación de técnica de optimización mediante algoritmos genéticos para calibración de modelo Qual2k como una aproximación a la modelación de la calidad del agua de los principales ríos de la zona urbana de Bogotá D. C.

Vera Puerto, Ismael Leonardo
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Formato: PDF
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Un modelo de calidad del agua, como el que puede ser elaborado con la herramienta Qual2k, necesita ajustarse mediante un proceso de calibración. En el caso del programa Qual2k, el software incluye un algoritmo genético como herramienta matemática para dicha calibración. Sin embargo, esta herramienta necesita una serie de operaciones que deben ser introducidos por el modelador. En este sentido esta tesis empleó la documentación existente para modelar, tres ríos de Bogotá D.C., con el software Qual2k, buscando elaborar un modelo para estas corrientes, y, realizar recomendaciones generales sobre tres operadores que utiliza el algoritmo genético: a) semilla, b) número de generaciones, y, c) número de poblaciones. Los dos últimos parámetros, resultan importantes porque implican tiempos computacionales asociados. Una combinación que genere muchas corridas, puede no presentar variaciones significativas en el ajuste total del modelo. Por esta razón, una combinación "óptima" podría dar buenas soluciones en tiempos razonables. Este trabajo encontró, que efectivamente hay puntos donde la mejora en la calidad del ajuste no aumenta más de un 5%, en relación a la variación del valor obtenido por la función de error. Por tanto...

‣ Estudio de prefactibilidad para la construcción de casas flotantes sostenibles : caso de estudio ciudad de Quibdó

Palacios Mosquera, Jorge Mario
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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Este trabajo consiste en la aplicación de un estudio de reconocimiento en la ciudad de Quibdó, con el fin de buscar una alternativa de viviendas sustentables que se ajuste a las condiciones de inviernos, contemplando aspectos físico-bióticos, socioeconómicos, culturales y ambientales, para la formulación de una alternativa de vivienda de interés social, aprovechando las características del río Atrato, antecedentes y experiencias en tecnologías holandesas (viviendas flotantes). Para el desarrollo de esta investigación (metodología) se desarrollaron los siguientes pasos: prefactibilidad del proyecto, búsqueda y recopilación de la información, Análisis de la información secundaria en el municipio de Quibdó, para la identificación y aprovechamiento de recursos disponibles con miras a establecer la viabilidad técnico, económica y ambiental de las casas flotantes, planteamiento y distribución del espacio físico de la vivienda, análisis comparativo de modelos de viviendas flotantes, análisis de la serie histórica de los niveles de agua en el río Atrato en la estación hidrológica de Belén en el municipio de Quibdó.

‣ Asimilación de precipitación estimada por imágenes de satélite en modelos hidrológicos aglutinados y distribuidos, caso de estudio afluencias al embalse de Betania (Huila, Colombia)

Caicedo Carrascal, Fabián Mauricio
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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En este trabajo se presenta una nueva técnica de estimación de precipitación, llamada PERSIANN (Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information Using Artificial Neural Networks), como estimador indirecto de la precipitación con temporalidad diaria. La hipótesis: La predicción y simulación de un sistema hidrológico se puede mejorar con la utilización de componentes meteorológicos estimados por técnicas de teledetección o percepción remota. La modelación matemática ofrece una gama de alternativas para encontrar el operador o función de transferencia adecuado para cada una de las situaciones mencionadas en la hipótesis. Para aceptar la hipótesis, modelos implementados con datos medidos por satélites deben ofrecer mejor desempeño que aquellos implementados con información de precipitación medida en tierra. Se tomó como caso de estudio el pronóstico de las afluencias al embalse de Betania en el departamento del Huila, con puntos de control en las estaciones hidrológicas de Paicol y Puente Balseadero. Se emplearon dos tipos de modelos para validar la hipótesis planteada. Un modelo matemático aglutinado, las Combinaciones Lineales Adaptativamente Optimas - CLAO y el modelo distribuido MIKE SHE que integra en su estructura los diferentes procesos del ciclo hidrológico. Se presenta la conceptualización de la modelación matemática y el desarrollo matemático de estas metodologías...

‣ Desarrollo e implementación de procesos de vigilancia tecnológica asociados al estudio de los ciclos biogeoquímicos e hidrológico

Gaitán Ospina, Carlos Felipe
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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Para reducir las pérdidas económicas por el desarrollo de productos ya inventados la solución más simple consiste en investigar el estado actual de la tecnología de interés a nivel mundial, siendo clave el análisis de la información, obtenida en bases de datos especializadas en publicaciones científicas y el análisis de información en las diferentes oficinas de patentes. Estas actividades, las trata la Vigilancia Tecnológica, herramienta de gestión asociada con acciones de observación, captación y análisis de información, para convertir señales dispersas en tendencias y recomendaciones para tomar decisiones. Ante este escenario se propuso crear una herramienta de clasificación de grandes volúmenes de información usando el algoritmo de Kohonen, que ya ha sido usado en el país, para la detección de arritmias cardiacas, la clasificación de aminoácidos, segmentación psicográfica, identificación de patrones económicos, y la identificación de descargas atmosféricas. No obstante, este trabajo es el primero en el ámbito nacional, que implementa el algoritmo en clasificación de datos multidimensionales, no numéricos. Específicamente para la creación de 4 clústeres de datos relacionados a títulos bibliográficos afines a los ciclos biogeoquímicos e hidrológico.; In order to reduce the economic losses caused by the development of products already invented...

‣ Modelación de la calidad del agua en corrientes naturales mediante sistemas no lineales acoplados

García Quintero, Hermes Alfonso
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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En el presente proyecto se presenta una primera aproximación en el desarrollo de una herramienta para la modelación de la calidad del agua, la cual fue necesaria para realizar la modelación de la calidad del agua de forma acoplada, considerando las relaciones no lineales, propias de los sistemas naturales complejos. La modelación acoplada involucró el planteamiento de sistemas de ecuaciones no lineales, los cuales son resueltos de forma aproximada con la implementación de dos algoritmos genéticos; uno externo usado para la calibración de los parámetros que afectan la calidad del agua en la corriente que es analizada. El otro AG que permite estimar las concentraciones de las variables de estado que dan una solución aproximada al sistema de ecuaciones. El lenguaje de programación usado en esta primera aproximación es MatLab, el cual fue seleccionado debido a su flexibilidad para el manejo de información matricial y por contar con algunas subrutinas para la optimización matemática, previamente desarrolladas por el grupo de investigación en Hidrociencias, de la Pontificia Universidad Javeriana.; In this project we present a first approach in the development of a tool for modeling water quality, which was necessary for the modeling of water quality in a coupled manner...

‣ Desarrollo de un modelo espacio-temporal de la hidrodinámica y la temperatura de un cauce fluvial : caso de estudio Río Fucha

Cardona Almeida, César Antonio
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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La dificultad de adaptación y uso de modelos de calidad del agua desarrollados para otras regiones del mundo a las condiciones tropicales de típicas de Colombia motiva la iniciativa de desarrollar herramientas matemáticas propias para conocer y analizar el estado del recurso hídrico. Este trabajo es un primer paso en la construcción de modelos espaciotemporales de la calidad del agua, partiendo de la modelación en tiempo y espacio de la temperatura, y abordando como requisito para ello la dinámica hidrológica e hidráulica de un cauce urbano, en este Caso el Río Fucha de Bogotá.; Utilization of water quality models, developed in northern conditions, in a tropical region as Colombia is often complicated and an unsuccessfully task. This situation motivates the initiative of developing proper mathematical tools to understand and analyze the state of local water resources. This document contents a work related to the construction of spatial- temporal water quality model, specifically focused on temperature space-time modeling, and as a requirement, dealing with an urban catchment hydrologic and hydraulic dynamics, in this case the Fucha river in Bogota.

‣ Estudio comparativo de técnicas estadística multivariada versus las redes neuronales artificiales en el análisis de datos de calidad de agua

Rodríguez Campo, Juan Carlos
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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La gran cantidad de datos físico-químicos y biológicos que generan los programas de monitoreo a cuerpos de agua permiten mejorar el conocimiento de la química y el nivel de contaminación de los mismos. Sin embargo, una desventaja de estos programas de monitoreo corresponde al hecho de que se obtienen conjuntos de datos con muchos parámetros los cuales requieren de técnicas especiales para su análisis e interpretación. Tradicionalmente, estas variables son analizadas por medio de técnicas estadísticas multivariadas. Sin embargo, una de las principales limitaciones de estas técnicas estadísticas multivariadas corresponde al hecho que la gran mayoría de ellas hacen suposiciones de normalidad y dependencia lineal entre las variables analizadas. Esto tiene serias limitaciones en cuanto a que estas variables difícilmente cumplen con esas condiciones. Una posible alternativa al problema antes mencionado consiste en utilizar herramientas de análisis no lineales como las Redes Neuronales Artificiales (RNA). De acuerdo a Martin del Brio & Sanz (2002) existen métodos basados en RNA que son equivalentes a las técnicas multivariadas convencionales, específicamente ACP - Redes Hebbianas, y AD - Red Perceptrón Multicapa.; Water quality data are composed by different variables that makes it complex for analysis. Traditionally such variables are analyzed by conventional multivariate statistical techniques. However...

‣ Métodos Machine Learning aplicados para estimar la concentración de los contaminantes de la DQO y de los SST en hidrosistemas de saneamiento urbano a partir de espectrometría UV-Visible

Zamora Ávila, David Andrés
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
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El presente trabajo tuvo como objetivo desarrollar nuevas metodologías basadas en métodos machine learning, para lo cual se implementaron tres técnicas de inteligencia artificial denominadas: Support Vector Machine (SVM), Redes Neuronales Artificiales (RNA) y algoritmos evolutivos. Éste último fue empleado para realizar una optimización multiobjetivo de los parámetros SVM y RNA con el fin de estimar concentraciones equivalentes de determinates en continuo asociadas a las aguas de drenaje urbano mediante datos de espectrometría UV-visible in situ. Adicionalmente, para comprender mejor la relación entre el espectro de absorbancias y presencia-magnitud de los determinantes objeto de estudio (SST y DQO (total o filtrada)), se desarrollaron varias metodologías que abarcan los siguientes puntos importantes para consolidar y evaluar un modelo quimiométrico, orientas a: evaluar la incertidumbre de los datos medidos in situ y de ensayos de laboratorio (Ley de la propagación de la incertidumbre y métodos Monte Carlo), establecer la recurrencia y la relevancia de las longitudes de onda del espectro UV-Visible en su relación con la presencia de un determinante, y por último evaluar la calidad y representatividad de un par de datos espectro-concentración (outliers).; The knowledge of the pollutant concentration values represents a significant input to the improvement in the management of the urban sanitation systems (USS). Therefore...

‣ Requerimientos de operación y mantenimiento para el monitoreo en continuo de calidad de agua en hidrosistemas urbanos

Rivero López, María Isabel
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Tipo: bachelorThesis; Trabajo de Grado Pregrado Formato: pdf
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Debido a la poca experiencia que existe sobre operación de tubidímetros y espectrómetros UV-Vis utilizables in situ, se hace necesario establecer recomendaciones de instalación y determinar frecuencias adecuadas de toma de datos, limpieza y mantenimiento de dichos captores. Al realizar pruebas, mediante un sistema de homogeneización diseñado e instalado por los autores, sobre muestras provenientes de cuatro diferentes hidrosistemas urbanos de Bogotá, se encontró que tanto el ángulo como la profundidad de instalación de los captores tienen una influencia significativa sobre la variabilidad de los resultados obtenidos, pero que el factor preponderante es la naturaleza y la variabilidad de la calidad del agua en cada hidrosistema.A pesar de que los métodos propuestos otorgan indicaciones de operación de los captores que podrían aportar ahorros en los costos de energía necesarios para su operación, no se logró establecer una relación evidente entre las concentraciones de contaminantes características de los hidrosistemas y los intervalos de medición (según el método propuesto por Ruiz et al., 2011) ni limpieza (según dos métodos propuestos: outliers y clusters) recomendados, en especial para los turbidímetros. A manera de propuesta de aplicación...

‣ USOS CONFLICTIVOS DEL AGUA: BÚSQUEDA DE SOLUCIONES

Ochoa Rivera,Camilo
Fonte: DYNA Publicador: DYNA
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/07/2007 Português
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Las confrontaciones derivadas del reparto y usos del agua, cada vez más comunes, han motivado en los últimos años un creciente interés por la aplicación de herramientas y técnicas de análisis a casos de conflicto hídrico. En esa dirección avanza el presente artículo, resultado de un estudio de dos hidrosistemas localizados en la cuenca del río Turia de la provincia de Valencia (España), región semiárida en la que el agua representa un bien de gran valor. En el artículo se analiza el impacto que tiene la transformación espacial e hidráulica de un distrito de riego sobre la producción energética de una minicentral, cuando el agua para ambos sistemas se deriva de una misma fuente. La metodología aplicada, que se basa en estimaciones de producción energética y beneficio económico, conduce a varias soluciones factibles para la explotación conjunta de los hidrosistemas en conflicto.