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Municipal model evaluation for providing drinking water and sanitation services in a developing country
In this study, models for the provision of drinking water and sanitation services, were evaluated for the San Joaquin Municipality, Carabobo State, Venezuela, represented in the Municipal Autonomous Institute of Water of San Joaquin (IAGUASANJO, in Spanish) through three management indexes proposed in an integrated manner for drinking water and sanitation, a model index for the provision of drinking water services and model index for the provision of sanitation services. IAGUASANJO has oriented 65 % of the activities towards the provision of sanitation services and 35 % of the actions for the provision of the drinking water service in the period 2019-2023.
Model index for the provision of sanitation services
model index for the provision of drinking water services
San Joaquin Municipal Autonomous Institute
Derechos de autor 2025 Tecnología y ciencias del agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Estimación de volumen de una presa usando percepción remota y Machine Learning
En México, donde el sector más importante de consumo de agua es la agricultura y debido a que es cada vez la mayor la demanda de alimentos, es necesario llevar un adecuado balance entre la producción agrícola y el consumo de agua. En este trabajo, con la ayuda de imágenes Sentinel, se generaron modelos de Machine Learning para estimar la superficie y el volumen de la presa Manuel Ávila Camacho (Valsequillo) del Distrito de Riego 030, que recibe aguas residuales, lo que provocó la proliferación de lirio acuático. Existen índices de agua como NDWI, NDWIMcfeeter, NDWIGao, NDWIXu, AWEInon-shadow, AWEIshadow e ICEDEX, que permiten la discriminación de los espejos de agua mediante el uso de imágenes satelitales. Sin embargo, en este caso, el uso de los índices confunde el lirio con la vegetación natural. El entrenamiento se realizó con los valores de los índices mencionados anteriormente y de las capas RGB, NIR y SWIR a nivel pixel, y los resultados obtenidos de la precisión fueron los siguientes: modelo de discriminación lineal, 98.1%; árboles de decisión, 99.2 %; y regresión logística, 98.5 %; con estos modelos fue posible estimar el área del espejo de agua de la presa. Con la gráfica de áreas capacidades de la presa se generó una función cuadrática con una r2 de 0.9988, en la que el volumen está en función de área y se estimó el volumen de la presa donde la diferencia promedio es de un 8.5 % con el modelo de discriminación lineal.
Modelación hidráulica y calibración de redes de distribución de agua potable
El objetivo del estudio fue modelar y analizar tres redes de distribución de agua potable; calibrarlas con el software Epanet Calibrator, y comparar sus resultados con Darwin Calibrator. Se utilizaron un caudalímetro ultrasónico y data loggers de presión que fueron configurados para registrar datos cada diez minutos; se obtuvo la media de los caudales en cada nudo de interés de la red. Se utilizaron los datos de presión para ajustar cada red; al variar rugosidades se pudo calibrar y ajustar el modelo entre lo simulado matemáticamente con los datos obtenidos en campo. Mediante esta información se establecieron ecuaciones y curvas de calibración para discriminar la discrepancia entre lo modelado y lo observado en campo. Las calibraciones hidráulicas se hicieron mediante las fórmulas de Darcy-Weisbach y Hazen-Williams. Los resultados muestran para cada red una variación en las calibraciones del 35, 15 y 10 %. Se concluye que estas dos aplicaciones computacionales arrojan resultados similares entre los datos de lo simulado y lo observado con la diferencia de que la calibración en Epanet se hace nudo por nudo, mientras que en Darwin Calibrator puede efectuarse mediante grupos de calibraciones en un determinado sector.
Derechos de autor 2021 Tecnología y ciencias del agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Ajuste de curvas IDF a partir de tormentas de corta duración / Intensity-Duration-Frequency curves on short duration storms
Las curvas intensidad-duración-frecuencia (IDF) se utilizan en hidrología para caracterizar la intensidad de la lluvia en función de su duración y su periodo de retorno. Estas curvas son de gran importancia en la planificación de recursos hídricos, así como para el diseño de obras hidráulicas. La ecuación empírica propuesta por Sherman en 1931 sigue siendo utilizada en la actualidad. Los parámetros de esta ecuación se estiman por métodos de mínimos cuadrados o de optimización. Sin embargo, los valores obtenidos para parametrizar esta ecuación carecen de sentido físico. Empleando datos de 523 tormentas monitoreadas a cada minuto se obtienen sus curvas IDF. Los resultados muestran que el parámetro que ajusta el factor de escala de la fórmula de Sherman es función de la duración típica de las tormentas que se analizan. Se concluye que el factor de escala debe obtenerse de relaciones físicas y no de métodos analíticos. Se recomienda que se revisen las curvas IDF, calculadas tradicionalmente, y se comparen las duraciones típicas de tormenta con el factor de escala de la fórmula de Sherman.
Derechos de autor 2019 Tecnología y ciencias del agua
Agricultural furrow irrigation inefficiency in the basin of Bustillos Lagoon, Chihuahua, Mexico: geometric characteristics of agricultural plots and aquifer depletion / Ineficiencia de riego rodado agrícola en la cuenca de la laguna de Bustillos, Chihuahua, México: características geométricas de las parcelas agrícolas y abatimiento del acuífero
The objective of this research was to determine the relationship between the inefficiency of furrow irrigation, the geometric characteristics of agricultural plots and the depletion of the aquifer conditions of the Laguna Bustillos basin (Chihuahua, Mexico) in recent decades (1991-2012). The main results were: a) the analysis of geometric characteristics showed that the Mennonite properties have the least favorable conditions for the use of furrow irrigation; b) the index of inefficiency of furrow irrigation demonstrated the existence of agricultural plots that exceed 2.5 to 13 times the maximum allowed length; c) the analysis of the spatial and temporal evolution of the depletion of the aquifer showed that the areas with higher depletion (up to -80 m depth) are located mainly in Mennonite properties; d) it was shown that the index of inefficiency of furrow irrigation is directly related to the geometrical properties of agricultural plots and the level of depletion of the aquifer. It is clear that reversing this problem will require a land-use plan that includes the geometric reconfiguration of agricultural plots or the use of new technologies such as sprinkler and drip irrigation, as well as territorial strategies that increase the areas of natural and artificial recharge of the aquifer.
Geometric characteristics of agricultural plots
index of inefficiency of furrow irrigation
Derechos de autor 2019 Tecnología y Ciencias del Agua
Incertidumbre en la evaluación del impacto del cambio climático en dos cuencas mexicanas / Uncertainty in the evaluation of climate change impacts over two Mexican catchments
Este estudio investiga la incertidumbre asociada con el modelo de circulación general (MCG) al escenario de emisión y a la variabilidad natural del clima en la estimación del impacto del cambio climático en dos cuencas mexicanas. Las cuencas seleccionadas tienen diferentes climas y regímenes hidrológicos. Las simulaciones climáticas de tres MCG bajo tres escenarios de emisión (B1, A1B y A2) se usan para alimentar el modelo hidrológico SWAT, de tipo físico y semidistribuido. Las simulaciones cubren 30 años en un periodo de referencia (1971-2000) y dos periodos de 20 años en el futuro (2046-2065 y 2081-2100). Los resultados muestran que los caudales altos son más propensos a ser influenciados por la incertidumbre asociada con el MCG; además, los indicadores hidrológicos tienen una sensibilidad menor al escenario de emisión para las cuencas de estudio. Por último, la incertidumbre vinculada con la variabilidad natural no debe pasarse por alto en los estudios de cambio climático, ya que hasta cierto punto y para caudales altos puede ser tan crítica como la incertidumbre ligada con MCG y el escenario de emisión.
Derechos de autor 2020 Tecnología y ciencias del agua
Método para estimar las constantes de la ley logarítmica / Method to estimate the constants of the logarithmic law
En este documento se presenta un procedimiento para determinar las constantes empíricas de von Kármán κ y de adición Α de la ley de distribución de velocidad logarítmica, y se fundamenta en una estimación global de los valores mínimos de error entre el modelo de la ley logarítmica y los datos de una medición. Para verificar la bondad del método propuesto se realizó una comparación con otros métodos presentados en la literatura, utilizando los datos de un perfil de velocidad obtenidos en un canal de pendiente variable de sección rectangular, con un velocímetro acústico de efecto Doppler (ADV, Acoustic Doppler Velocimeter). La prueba experimental fue en flujo uniforme con fondo de rugosidad ð‘˜s=0.000535 m y un número de Reynolds ð‘…ð‘’>36 000. El método propuesto permite estimar simultáneamente las constantes κ y Α, localizando un valor óptimo denominado ð¸min en un plano bidimensional de estimación de error de las constantes. Los resultados del método propuesto en comparación con otros reportados en la literatura indican una mejora o al menos una estimación similar. Además, se comprobó el ajuste de la ley logarítmica con los valores obtenidos de la prueba experimental en el rango establecido 30 < ð‘¦+ < 0.3ð›¿+, utilizando los valores calculados de κ y Α con el método propuesto.
Correlación canónica entre volúmenes de almacenamiento en presas e intensidades de precipitación durante huracanes / Canonical correlation between storage volumes in dams and precipitation intensities during hurricanes
La operación y seguridad de presas han sido de gran importancia en México durante muchos años. Las políticas de operación en presas son ampliamente estudiadas en la hidráulica moderna. Los eventos extremos que afectan al país provocan que dichas políticas se revisen año con año. Este trabajo presenta una aplicación de la técnica multivariada de análisis canónico para correlacionar los valores de intensidad de precipitación durante un evento huracanado, calculados con la técnica del hidroestimador, con la variación de los volúmenes dentro de un embalse, sin utilizar características paramétricas de las cuencas de aportación. Se presenta el caso del huracán Carlotta (junio 2012), obteniendo la estimación del volumen de los almacenamientos en las presas Ing. Carlos Ramírez Ulloa, Valerio Trujano, Tepuxtepec e Infiernillo. Los resultados muestran una correlación superior a 0.90 en la relación existente de las intensidades de precipitación huracanada y la evolución de los niveles en presas. Estos resultados permiten considerar al análisis canónico como una alternativa para detallar las políticas de operación de presas en México.
Experimental and analytical investigation of secondary current cells effects on hydraulic jump characteristics in trapezoidal channels / Investigación experimental y analítica de los efectos de las células secundarias actuales en las características del salto hidráulico en canales trapezoidales
Fluid dynamics aims at understanding the movement of liquids and gases by functions that describe the distribution of velocities. In the present study, the characteristics of secondary currents in trapezoidal channels with side angles of 45, 60 and 75° subjected to the influence of five different discharges with experimental tests, are investigated and the results are compared with that of Flow3D. The results obtained from experimental measurements and numerical models comparison of the rate of secondary currents in different Froude numbers demonstrated that there exists an opposite relationship between the secondary velocity in the direction of perpendicular to the axis of flows (Vx) and velocity in a direction perpendicular to the flow level (Vz) in trapezoidal channels. Moreover, at 45° angle, there has been a remarkable energy loss during hydraulic jump. The ratio of the increase in the secondary currents velocity in X direction in Froude number 10 of 45° angle is higher than that of two other sections, which is equal to 71%, compared to 75° angle in numerical models and in Froude number 9 it was 91% during experimental tests. Then, the secondary currents velocity in Z direction for Froude number 2 of 75° angle is higher than that of two other sections, which is 88%, compared to the 45° angle in numerical models and in Froude number 1.5 it was equal to 74.5% for experimental tests.
Análisis de frecuencias no estacionario mediante regresión lineal y distribuciones LN31, LP31 y GVE1 / Non-stationary frequency analysis by linear regression and LN31, LP31 y GVE1 distributions
Todas las obras hidráulicas que requiere la sociedad se planean y dimensionan con base en las crecientes de diseño. Su estimación más confiable se realiza a través del análisis de frecuencias (AF), que consiste en ajustar una función de distribución de probabilidades (FDP) a los datos disponibles de gastos máximos anuales, para obtener las predicciones buscadas. La FDP Log-Normal de tres parámetros de ajuste (LN3) fue la primera de aplicación extensa en los análisis hidrológicos; las otras dos utilizadas han sido establecidas bajo precepto para los AF de crecientes, la Log-Pearson tipo III (LP3) en EUA y la General de Valores Extremos (GVE) en Inglaterra. Por otra parte, los efectos del cambio climático y las alteraciones físicas de las cuencas por urbanización y deforestación originan en los registros crecientes tendencias ascendentes; en cambio, la construcción de embalses genera tendencias descendentes. Debido a lo anterior, los datos citados son no estacionarios y su AF requiere de FDP que vayan cambiando con el tiempo, como covariable. Cuando el parámetro de ubicación y la media varían con el tiempo, en la función de cuantiles de la distribución LN3, se obtiene su modelo no estacionario, denominado LN31. Si la media y la varianza cambian con el tiempo, en la función de cuantiles del modelo probabilístico LP3, se desarrolla su versión no estacionaria designada LP31. En cambio, cuando los parámetros de ajuste del modelo GVE cambian con el tiempo se obtiene su versión no estacionaria, denominada GVE1. En este estudio se procesan dos registros con tendencia ascendente: uno de 77 gastos máximos anuales y otro de 58 valores de precipitación máxima diaria anuales. Se analizan los resultados y la selección de predicciones se basa en el menor error estándar de ajuste. Las conclusiones destacan la sencillez del método expuesto en el AF de series de datos hidrológicos extremos con tendencia, a través de los modelos LN31, LP31 y GVE1.
distribución General de Valores Extremos
Remoción bacteriana de cinc y cadmio: estudio de factores asociados con el proceso / Zinc and cadmium removal by bacteria: Study of factors associated to the process
Las capacidades de los microorganismos de captar metales presentes en ecosistemas acuáticos constituyen una alternativa para la conservación ambiental y de los recursos naturales. En el presente trabajo se evaluó la capacidad de biosorción de cinc y cadmio en soluciones acuosas por cepas de las especies bacterianas Proteus mirabilis y Bacillus subtilis, así como la influencia de diferentes variables, como la edad fisiológica del cultivo, la concentración celular, el pH, el tiempo de contacto y el pretratamiento con métodos físicos y químicos de la biomasa celular en el proceso de remoción. En los estadios fisiológicos evaluados no se observó diferencia en la captura de los metales por los cultivos bacterianos y 2 g.L-1 de biomasa fueron suficientes para alcanzar altos valores de captura. Se determinó que la mayor influencia en el proceso la ejerce el pH empleado, el tiempo de contacto y el efecto de cada tratamiento a la biomasa bacteriana. Los resultados muestran la efectividad de las biomasas microbianas investigadas en la biosorción de cinc y cadmio, y sus potencialidades para el saneamiento ambiental.
Derechos de autor 2020 Tecnología y ciencias del agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Caracterización de usos del recurso hídrico en el Sistema de Parques Nacionales Naturales de Colombia / Characterization of uses of water resources in the National Natural Parks System of Colombia
El 12.8% de la superficie de Colombia corresponde a áreas naturales protegidas, pertenecientes al Sistema de Parques Nacionales Naturales. Dentro de éstas se desarrollan actividades antrópicas que utilizan agua dulce. Se presenta la primera caracterización del uso y aprovechamiento del recurso hídrico al interior de tales áreas protegidas, mediante la cual se pretende establecer la relación entre el estado y la gestión del recurso y las zonas de estudio, teniendo en cuenta la presión ejercida sobre las fuentes hídricas en cuestión, considerando la dualidad oferta-demanda de las mismas. Se obtuvo información de 22 variables cualitativas y cuatro variables cuantitativas del total de áreas protegidas continentales de Colombia; se trataron a través de un análisis de correspondencias múltiples, que incorpora aspectos geográficos, ambientales y estructurales. El estudio revela, entre otros aspectos, que si bien hay diferencias entre cada región del país, actualmente casi 88% de los puntos de aprovechamiento de agua en las áreas protegidas nacionales se encuentra sin legalizar.
Alvaro Martín Gutiérrez-Malaxechebarría
Fundamentals, obstacles and challenges of public participation in water Management in Mexico / Fundamentos, obstáculos y retos de la participación pública en la gestión del agua en México
In the last three decades, Mexican water management policy has been reformed to include the participation of social actors in the decision-making process. Nonetheless, water governance receives intense criticism from those who consider that this participatory approach has decreased the efficiency in decision-making and others who believe that public participation is not efficiently included. To clarify this debate, we identify the fundamentals, the obstacles, and the challenges of the public involvement in water management through a systematic review of the literature. We found that the restrictions of such involvement are most likely associated with: 1) characteristics and context of the participants; 2) different levels of information and power; 3) institutional arrangement and rules of the process; 4) the lack of resources to participate, and 5) the lack of motivation and political will. The most critical challenges are: a) decentralization; b) the combination of technical and non-technical knowledge; c) the strengthening of capacities for participation, and d) the influence of the government in the decision-making process. With these elements, we elaborate an analytical framework and come up with the recommendations to improve public participation in water management in Mexico.
Tránsito de avenidas en vasos: ¿hidrológico o hidráulico? / Flood routing on a reservoir: Hydrologic or hydraulic?
El estudio del tránsito de avenidas en un vaso es un tema de sumo interés para el ingeniero civil, pues se debe conocer la eficacia de la obra hidráulica para el fin que fue construida. Además, es necesario saber si el diseño de la cortina y de su obra de excedencias son los adecuados al momento de ocurrir una avenida atípica que pueda ocasionar rupturas o colapsos de la presa, y, por tanto, pérdidas humanas y económicas. Así, el ingeniero y el investigador emplearán modelos que conocen para resolver el tránsito de avenidas en el vaso, que requieren cierta cantidad de información y calidad, al igual que conocimientos del tema y de herramientas computacionales que faciliten el cálculo de este tipo de análisis. En este trabajo se exponen las bases teóricas y numéricas para realizar la simulación del paso de una avenida por un embalse, empleando un método hidrológico y un método hidráulico, además de resolver diversos casos de estudio, comparando los valores obtenidos por cada uno de ellos. Finalmente, se establecen las condiciones para las cuales un modelo hidrológico es adecuado o cuando un modelo hidráulico es necesario, así como las ventajas y desventajas que conlleva emplear cada uno de tales modelos.
Buscando la eficiencia financiera en pequeños sistemas de agua potable. Una propuesta metodológica / Looking for financial efficiency in small potable water systems. A methodological proposal
Se propone una metodología para identificar los costos e ingresos fijos en pequeños sistemas de agua potable y un indicador de eficiencia financiera que permite comparar el número de veces que los ingresos fijos cubren la totalidad de gastos fijos. La información para construir el índice y los datos para su prueba empírica se obtuvieron de manera directa con trabajo de campo en cinco municipios de la región conocida como Valle del Mezquital, Hidalgo, México. Con la metodología que se propone fue posible documentar y analizar la situación de dos organismos operadores (OO), dos direcciones municipales (DM) y cuatro comités de usuarios (CU). En los sistemas manejados por CU se identificó que alcanzan la eficiencia financiera por dos razones, las tarifas que cobran por el servicio se calculan con base en las necesidades específicas de cada sistema, y por el trabajo no remunerado que aportan los usuarios en la administración, operación y mantenimiento. Para los OO y las DM se destaca que la mayor parte de sus ingresos fijos se destina a la nómina del personal empleado y la energía eléctrica, por lo que requieren un aumento considerable en el monto de sus tarifas si aspiran a la eficiencia financiera. Se concluye que la metodología y el indicador propuesto son pertinentes para medir el desempeño financiero de las organizaciones que manejan sistemas de agua potable de pequeña escala.
MODELOS TARIFARIOS DE AGUA EN MÉXICO SEGÚN CRITERIOS SOCIALES
El objeto del presente artículo es proponer una tipología de modelos tarifarios basada en criterios sociales. En concreto se plantean dos enfoques: diferenciación de usuarios, y grupos vulnerables. Treinta y dos ciudades de México son agrupadas según su pertenencia a los enfoques antes mencionados con la finalidad de observar el comportamiento de sus indicadores de gestión promedio. Resultó que el enfoque de diferenciación de usuarios hace más viable una tarifa más alta aunque la eficiencia del ente operador es más baja que en el de grupos vulnerables. En este último la tarifa es menor y, por lo mismo, la eficiencia en la gestión es mayor. Asimismo, se observa que, con independencia del enfoque tarifario, tarifas más altas van acompañadas de menor consumo. Se concluye que los incrementos en la tarifa de agua deben ir acompañados de una mayor eficiencia en la operación; ya que de nada sirve que ingresen recursos financieros a una entidad si éstos serán desperdiciados
Derechos de autor 2018 Tecnología y Ciencias del Agua
Sistema de información para la gestión del riesgo por sequía en Camagüey, Cuba / Information system for the management of drought risk in Camagüey, Cuba
La disponibilidad de agua en Cuba depende del comportamiento de las precipitaciones, dado por el carácter insular de la isla. La provincia de Camagüey se identifica como de las más afectadas históricamente, en particular por los severos déficits de lluvia reportados en las últimas décadas, fenómeno evidenciado dentro de los impactos del cambio climático. En tal sentido, una estrategia de gestión del potencial hídrico debe generar acciones concretas; de ahí que la dinámica de la decisión sugiera el empleo de la informatización, con el fin de integrar datos para facilitar información adecuada, coherente, inmediata. El objetivo de este trabajo se encaminó al desarrollo de un sistema basado en técnicas informáticas inteligentes que apoya al ejecutivo en tiempo real y en la predicción de la mejor oportunidad de intervención a partir del comportamiento histórico. Como resultado se obtiene un sistema de información, sustentado en la concepción sistémica que ofrece la administración por cuencas hidrográficas, de manera tal que les permita a los decisores predecir la tendencia de los elementos que influyen causalmente en el problema, efectuar consultas y, a partir de éstas, considerar estrategias que favorezcan el uso racional y eficiente del agua, y con esto reducir el riesgo de desastre ante una intensa sequía.
An analysis of water scarcity in a drought prone city: The case of Ensenada, Baja California, Mexico
The city of Ensenada depends on groundwater, particularly from the Maneadero and Guadalupe aquifer for water supply for agricultural irrigation, urban use, and to support a range of ecosystem functions. Due to intensive extraction, the aquifers' water levels are decreasing and there is water scarcity in the area. Among the solutions implemented by the state of Baja California government is the construction of a desalination plant in Ensenada to meet urban demand, the construction of a new aqueduct to transport water from the Colorado River-Tijuana and the implementation of water reuse for irrigation and aquifer's infiltration. This paper aims to analyze the potential alternatives to mitigate water scarcity in Ensenada region, Baja California, by comparing the costs of water management alternatives and discussing possible solutions. It was found that the use of treated wastewater for irrigation and aquifer's injection could restore aquifers overused at the long term and is more cost-effective from an environmental and economic point of view. Transporting water from Colorado River-Tijuana-aqueduct Ensenada and the construction of a seawater desalination plant are important steps towards provisioning water to Ensenada yet are less desirable due to their environmental impact and the dependency on an already highly impacted watershed.
Derechos de autor 2020 Tecnología y Ciencias del Agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Effects of climate change on hydrological planning: Proposal actions in the Guadalhorce River Basin / Efectos del cambio climático en la planificación hidrológica: propuesta de actuación en la cuenca del río Guadalhorce
The Fifth Assessment Report from the Intergovernmental Panel on Climate Change estimates an increase in average temperatures and a 10–20% precipitation decrease for the Mediterranean region, which will likely generate drought events in the Guadalorce River watershed. This study attempts to determinate the potential impacts that climate change may have on water resources. The Guadalhorce River basin is the most important in Malaga (southern region of Spain) and supplies water to more than 10 000 ha of crops and Malaga city. The degree to which climate change-driven droughts will alter water resource supplies and demands were evaluated. Resulting social and environmental implications were also determined.
Value of river restoration when living near and far. The Atoyac Basin in Puebla, Mexico / Valor de la restauración de ríos cuando se vive cerca y lejos. La Cuenca de Atoyac en Puebla, México
On analysing data from a Contingent Valuation (CV) survey to restore the Atoyac River Basin in Puebla, Mexico, we found that households obtain differentiated benefits due to their condition of closeness to or distance from the river, which are in turn often associated with conditions of vulnerability to water pollution and poverty. Our approach was to estimate Willingness to Pay (WTP) for restoration of the Atoyac River that crosses the Puebla State, using models for two population groups: those residing nearby and those living farther away. As expected, the bid offered and the household's income are significant determinants of WTP; however, the remainder of the variables change, denoting that poor people are more concerned about river pollution.
Análisis del uso del agua del acuífero Cuauhtémoc, Chihuahua, México / Water use analysis in the Cuauhtemoc Aquifer, Chihuahua, Mexico
Chihuahua es un estado árido que cuenta con pocas fuentes de agua superficial y utiliza para el riego principalmente fuentes de agua subterránea, cuyo volumen extraído tiene tendencia creciente. El acuífero Cuauhtémoc se ha explotado por varias décadas, en particular para el suministro de agua en la agricultura, y registra extracciones de volúmenes de agua mayores a la recarga, lo que ha generado sobreexplotación, con notables abatimientos de los niveles de bombeo. En las zonas de riego no ha sido posible cuantificar con regularidad la variación en superficies sembradas y regadas, así como el volumen empleado de agua. La estimación de estos volúmenes de agua se hizo a partir de la ubicación de los pozos usados para el riego y la evaluación de las superficies cultivadas. Para 2012 se ubicaron 1 317 unidades de riego abastecidas por 1 818 aprovechamientos de agua, cubriendo una superficie física de 55 555 hectáreas regadas, donde 92% del agua utilizada es subterránea; además, se cultivan de temporal poco más de 62 mil hectáreas; sin embargo, el reporte del SIAP para ese año fue de 47 792 hectáreas regadas, 7 763 menos que las detectadas. La superficie cultivada se concentra en dos cultivos: maíz (87.0%) y manzana (11.9%). Sin embargo, mediante la cuantificación de las superficies de cultivos en pie realizado para los años 2015 y 2016, se aprecia que la agricultura ha crecido por fuera de las áreas delimitadas en 2012, lo que implica un mayor consumo de agua subterránea.
Evolución de los índices comunes de detección y seguimiento de sequías meteorológicas / Evolution of the common indices of detection and monitoring of meteorological droughts
Las sequías son un fenómeno natural recurrente caracterizado por una disminución de la precipitación. Esta condición puede ser exacerbada por las demandas de agua potable, riego y otros usos. Las sequías meteorológicas (SM) implican una reducción en cantidad e intensidad de la lluvia, así como incrementos en la temperatura y evaporación, ya que aumenta la radicación solar al no haber nubosidad. Los índices de sequías son procedimientos operativos que emplean las variables climáticas citadas, los cuales buscan cuantificar ciertas características de las SM para asignar una severidad y así poder establecer su inicio, desarrollo y terminación, permitiendo con ello su comparación en climas diferentes. En este trabajo se describe cronológicamente cómo han evolucionado los índices más comunes de detección y seguimiento de las SM, para cuantificarlas cada año y en lapsos de varios meses. Lo anterior es útil para comenzar y avanzar en el estudio y caracterización de las SM de una localidad o de una región geográfica. Se recomienda progresar en el estudio y la evaluación cuantitativa de las SM, según como se describen los índices, pues su evolución histórica y complejidad computacional coinciden.
Calidad de agua de la quebrada Mamarramos. Santuario de Flora y Fauna Iguaque, Colombia / Water quality of Mamarramos stream. The Sanctuary of Fauna and Flora Iguaque, Colombia
El Santuario de Fauna y Flora de Iguaque (SFFI) es un área protegida por Parques Nacionales Naturales de Colombia (SPNN), perteneciente a la región andina colombiana, que abarca ecosistemas de páramo y bosque andino. El objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad del agua de la quebrada Mamarramos, ubicada en el SFFI, y formada por la confluencia de las quebradas Francos y Carrizal, fuente de abastecimiento de las comunidades de la región. Se realizaron tres jornadas de muestreo, en estación seca, en diez puntos de monitoreo. Se calcularon índices biológicos a partir de las especies de macroinvertebrados colectados; índices fisicoquímicos, y el índice de calidad ecológica (ICE) basado en análisis multivariante, relacionando la abundancia de macroinvertebrados y las variables fisicoquímicas. Se colectaron 7 521 individuos, distribuidos en ocho clases, 16 órdenes y 57 familias. Leptoceridae (19%), Calamoceratidae (11.8%) y Psephenidae (10.8%) fueron las familias que presentaron mayor frecuencia. Los resultados confirmaron la buena calidad del agua de las quebradas, la cual no es afectada por los sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ.
Enriquecimiento de bacterias anammox a temperatura ambiente con inóculos de lodos activados
El descubrimiento del proceso de oxidación anaeróbica del amonio (anammox) abre nuevas alternativas para la eliminación de nitrógeno, más económicas que los tradicionales sistemas de nitrificación-desnitrificación. El enriquecimiento de estas bacterias se ve favorecido a temperaturas cálidas (superiores a 30 °C), similares a las que se logran en ambientes naturales cubanos. En este trabajo se evalúa el enriquecimiento de bacterias anammox a temperatura ambiente, con inóculos que provienen de diferentes sistemas de lodos activados para el tratamiento de aguas residuales municipales en Cuba. Los reactores son operados en batch, y se alimentan con medio sintético con suficiente amonio, nitrito y carbonatos. La actividad anammox comienza a detectarse, bajo condiciones controladas, después de los 40 días. Los valores promedio obtenidos para las relaciones estequiométricas, N-NO2-/N-NH4+ y N-NO3-/N-NH4+ fueron de 1.16 y 0.22, respectivamente. El mayor valor de la actividad máxima específica que se logra en los enriquecimientos es de 0.160 gNTÂ·gSSV-1·d-1, operando con velocidades de remoción de nitrógeno entre 150 y 350 mgNTÂ·l-1·d-1, y alcanzando una eficiencia media de remoción de nitrito del 93.8%. La actividad anammox en la fase estacionaria del crecimiento se afecta reversiblemente por la presencia de OD, lo cual es comprobado con ensayos en sistemas manométricos.
inhibición reversible por oxígeno disuelto
Derechos de autor 2024 Tecnología y ciencias del agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Revisión de la aplicación del modelo SWAT para la gestión sustentable de los recursos hídricos ante un panorama de sobreexplotación de acuíferos, cambio climático y cambio en el uso de suelo
Con el propósito de demostrar la capacidad del modelo SWAT (acrónimo de Soil & Water Assessment Tool) para llevar a cabo estudios de viabilidad destinados a la implementación de alternativas sustentables y a pequeña escala para mitigar la sobreexplotación de aguas subterráneas bajo la amenaza del cambio climático y cambio en el uso de suelo, en este artículo se han recopilado y analizado distintas investigaciones en las que se ha empleado tal herramienta para el análisis y la predicción de la dinámica de aguas superficiales y subterráneas, la erosión y sedimentación del suelo, así como estudios que incorporan la implementación de embalses, humedales y mejores métodos de gestión (BMP, por sus siglas en inglés) con objetivos hidrológicos y de conservación de suelos. Entre los resultados se identifica un número limitado de trabajos encaminados exclusivamente a determinar la viabilidad de implementar pequeñas obras de recarga hídrica. Asimismo, se observa en la mayoría de las metodologías propuestas la simulación de un escenario base previamente calibrado y validado, el cual después es modificado para simular escenarios de cambio climático, cambio en el uso de suelo, o implementación de BMP. Por último, a partir del análisis de los resultados de las distintas investigaciones se ha identificado una alta efectividad de la reforestación, terrazas paralelas, "barraginhas", presas filtrantes y las terrazas en general para reducir la producción de sedimentos y la escorrentía superficial en una cuenca, lo cual puede eventualmente favorecer la recarga hídrica.
Derechos de autor 2026 Tecnología y ciencias del agua https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Evaluación de la calidad del agua mediante macroinvertebrados acuáticos y peces como bioindicadores en la quebrada San Francisco, cantón El Pangui, Zamora Chinchipe, Ecuador
Esta investigación analizó la calidad del agua en la quebrada San Francisco, cantón El Pangui, provincia de Zamora Chinchipe, evaluando los parámetros físicos, químicos y biológicos en dos zonas: la zona 1, como un área prístina, y la zona 2, con intervención antrópica, cada una subdividida en seis tramos de 30 m. Se emplearon macroinvertebrados acuáticos y peces como bioindicadores, determinando el índice de Shannon (H’) para medir el grado de biodiversidad y el de Jaccard para la similitud. Asimismo, estas comunidades biológicas se utilizaron para evaluar la calidad de agua por medio de los índices de calidad de agua (ICA), el índice de Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera (ETP) y el de Biological Monitoring Working Party (BMWP/Col). Se registraron 3 590 macroinvertebrados, distribuidos en nueve órdenes y 25 familias. La zona 1 presentó diversidad media (H’ = 2.27 bits), mientras que la de la zona 2 fue baja (H’ = 1.73 bits); la similitud entre ambos sitos fue moderada (IJ = 0.56). Con respecto a la ictiofauna, se recolectaron 15 individuos de tres especies. Asimismo, los índices de calidad de agua mostraron condiciones favorables en ambas zonas. La primera indicó valores de ICA = 81 %, ETP = 58 % y BMWP/Col. = 181; mientras que en la segunda fueron de ICA = 80 %, ETP = 73 %, BMWP/Col. = 122, clasificando dicho cuerpo de agua como bueno y limpio. Estos resultados sugieren que las dos zonas de la quebrada mantienen una calidad de agua adecuada y favorable para la biodiversidad local.
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Efectos en la morfología fluvial inducidos por obras de protección de márgenes
La intervención antrópica en cauces naturales con frecuencia induce un aumento de la erosión en sus márgenes, un fenómeno que se aborda por lo común mediante la construcción de diques y espigones. Estas estructuras buscan reducir la velocidad del flujo y la turbulencia en las cercanías de las bancas del cauce, limitando su migración natural. Sin embargo, esta restricción de la dinámica fluvial favorece los procesos de sedimentación y erosión, alterando la geometría y morfología de los cauces. A menudo, las obras de protección se implementan sin considerar los efectos que pueden generar en la margen opuesta. El objetivo de este estudio es evaluar, mediante un modelo numérico bidimensional, los efectos inducidos por dichas obras en la morfología de las márgenes no protegidas. Los resultados indican que, a mayor inclinación en planta de las estructuras y a mayor longitud de estas, se incrementa el control sobre los procesos naturales en las márgenes. Además, cuando ambas márgenes son protegidas, se observa una mayor reducción de la erosión en la zona aguas arriba, en comparación con la intervención unilateral de la zona afectada.
Efecto de factores ambientales en floraciones de cianobacterias y producción de cianotoxinas en agua dulce
En la actualidad, los ecosistemas acuáticos enfrentan amenazas crecientes por el cambio climático y las actividades antrópicas. La eutrofización favorece la proliferación de cianobacterias, capaces de producir cianotoxinas que alteran los ecosistemas y representan un riesgo para la salud pública. Su distribución, frecuencia e intensidad ha aumentado globalmente, despertando interés por comprender los factores ambientales que regulan su aparición. El objetivo de este estudio fue realizar una revisión sistemática integradora de la literatura publicada entre 2020 y 2024, con el fin de analizar la influencia de las variables ambientales en las floraciones de cianobacterias y su relación con la producción de cianotoxinas, así como identificar vacíos de conocimiento y tendencias recientes en torno a la regulación genética de estos procesos. Para ello se utilizaron las bases Scopus, ScienceDirect y Google Académico, seleccionadas por su amplia cobertura temática y calidad editorial en ciencias ambientales. Aunque se ha establecido que las floraciones son más frecuentes en latitudes cálidas, se encontró que algunas especies proliferan también en aguas frías. La producción de toxinas no siempre se relaciona con la densidad celular, sino con la expresión de genes toxigénicos sensibles a la temperatura y disponibilidad de nutrientes. En contraste, parámetros como la radiación solar han sido menos estudiados, a pesar de evidencias que sugieren que, junto con temperaturas elevadas, podrían inducir la síntesis de cianotoxinas. La revisión destaca la necesidad de abordar estos factores subestimados para anticipar escenarios futuros bajo el contexto del cambio climático.
Eficiencia en la provisión de agua potable: un análisis de frontera estocástica
Entender que rol juegan los diversos factores que explican la eficiencia técnica resulta fundamental para establecer los marcos regulatorios y políticas enfocadas en mejorar los niveles de eficiencia, especialmente en la prestación de servicios públicos, como el suministro de agua potable. Este estudio tiene como objetivo calcular el nivel de eficiencia técnica orientada a los costos de los proveedores del servicio de agua potable del Ecuador y analizar sus determinantes. Para ello, se aplicó el método paramétrico análisis de frontera estocástica (SFA, por sus siglas en inglés) utilizando datos del año 2019 de la "Estadística de información ambiental económica en gobiernos autónomos descentralizados municipalesâ€ publicada por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC). Los resultados muestran que los proveedores de agua potable en Ecuador podrían ahorrar sus costos y, al mismo tiempo, mantener el nivel de producción de agua potable actual. Entre los factores que explican a la eficiencia se encuentra el nivel económico del cantón, la densidad de clientes, el nivel de fuentes de extracción de agua, y la necesidad de bombeo en la provisión del servicio. Finalmente, se sugiere que las políticas públicas de mejora de la eficiencia centradas en dichos factores se realicen promoviendo la cooperación e intercambio de experiencias entre los proveedores.
Calidad del agua de lluvia captada en zonas rural y urbana para riego en huertos familiares
Los sistemas de captación de agua de lluvia (SCALL) son una alternativa para abastecer de agua a zonas rurales y urbanas. Sin embargo, son limitados los estudios que evalúan su calidad para riego en huertos familiares. Este estudio analizó la calidad del agua de lluvia recolectada de SCALL de una zona rural (Almoloya, Hidalgo) y una urbana (Iztapalapa, CDMX), para riego de huertos familiares. Se evaluó la conductividad eléctrica (CE), la relación de adsorción de sodio (RAS), el pH y la concentración de iones específicos. Se colectaron nueve muestras por cada zona con un muestreo al azar. Se comparó la calidad del agua de lluvia por zona (rural y urbana) y tipo de techo (lámina y concreto) con la prueba t de Student. La zona rural presentó CE (0.19 dS m⁻¹) y RAS sin restricción, pH de 8.0 ligeramente-alcalino y sus techos de lámina captaron agua de lluvia de mejor calidad. En contraste, la zona urbana presentó CE (1.29 dS m⁻¹), RAS (6.13), pH (7.95) y concentraciones de Na⁺, Cl⁻ y HCO₃⁻, con grados de restricción leve-moderado. En general, el agua de lluvia de los SCALL de la zona rural y urbana es viable para riego en huertos familiares. Sin embargo, los techos de concreto y la cloración para la desinfección del agua disminuyen la calidad para riego, por lo que se recomienda implementar prácticas de manejo para evitar daños al suelo y plantas, e incluir la RAS en los análisis de calidad de agua por la alta concentración de Na⁺.