Hidrologia Para Ingenieros Monsalve Pdf Download
Fanny Lococo
La correcta determinacin del caudal de diseo en sistemas hidrulicos para la produccin acucola de agua dulce es un aspecto tcnico de gran relevancia, ya que permite reponer el volumen de agua que se pierde por evaporacin e infiltracin, mantener la profundidad del lquido en los niveles deseados, llenar las unidades de cultivo en un periodo de tiempo razonable y, en algunos casos, cubrir la demanda de flujo que habilite los requerimientos de la especie cultivada. El dimensionamiento de la infraestructura hidrulica para piscicultura continental debe abordar de manera integral y rigurosa los aspectos relativos a un balance hdrico, en consonancia con los elementos de juicio productivos y operacionales, pues un sobredimensionamiento estar asociado a sobrecostos y uso ineficiente del lquido; un subdimensionamiento implica limitaciones en la cantidad y calidad del agua, lo que afectar la produccin.
El objetivo principal de este artculo fue presentar los diferentes conceptos y criterios que deben estar simultneamente involucrados en la determinacin del caudal de diseo de una estacin pisccola y algunas reflexiones que induzcan al diseador a resolver el problema mediante una aproximacin ms ambiciosa que la definida por un simple balance hdrico, respaldadas por un considerable nmero de referencias bibliogrficas especializadas.
The appropriate determination of design flow to hydraulic systems for water supply in fresh water fish farming culture is a highly relevant technical item, because it will allow the replacement of evaporation and seepage water loses, maintaining the desired liquid levels, the filling of culture units in reasonable periods of time, and in some cases, the water flow demand to cover the biological requirements of the cultured species. The hydraulic infrastructure dimensioning projects for freshwater fish culture must address the water budget related issues in a comprehensive and rigorous way in accordance with productive and operational facts, because, because an over dimensioning will be associated to overrun and an inefficient use of the liquid; the sub dimensioning implies water quality and quantity limitations, which affects the production.
The main objective of this article was to present the different concepts and criteria that should be simultaneously involved in the appropriate design flow calculations for a fish culture farm, and some reflections that induces the designer to solve the problem with a more ambitious approach than the defined by a simple water budget, supported by a considerable number of specialized bibliographic references.
La palabra acuicultura se usa para denotar todas las formas de cultivo de animales acuticos y plantas en agua dulce, aguas salobres y ambientes marinos (Pillay 1995). Por cultivo se entiende la manipulacin de la produccin por diferentes tcnicas de confinamiento, alimentacin, proteccin de predadores y control de factores ambientales desfavorables al crecimiento de los organismos cultivados (Barroso et al 2007). La acuicultura se puede clasificar segn diversos criterios (Figura 1) con base en los conceptos expuestos por DINARA (2010) y Salazar (2001).
En el caso particular de la piscicultura, cuanto ms intensiva sea la produccin, es necesario un mayor control de diversos aspectos tales como los parmetros de la calidad del agua, que en buena medida dependen de la cantidad de flujo que pasa a travs de las unidades de cultivo; de ah la necesidad de determinar el caudal de diseo con altos criterios tcnicos. La sobreestimacin del caudal, adems de las implicaciones ticas del aprovechamiento ineficiente de los escasos recursos hdricos presupone una mayor dificultad en la concesin del agua y el sobredimensionamiento de la infraestructura, que se refleja en sobrecostos innecesarios; por otro lado, el establecimiento de un caudal de diseo menor al realmente necesario se traduce en un subdimensionamiento hidrulico, con una cantidad insuficiente del lquido, que afectar el proceso productivo. El objetivo del presente artculo fue presentar los diferentes conceptos y criterios que el diseador debe involucrar para calcular el caudal de diseo de una estacin pisccola de agua dulce, as como algunas reflexiones que lo induzcan a abordar el problema por medio de una aproximacin que supere la definida por un balance hdrico convencional.
La complejidad en la formulacin de proyectos acucolas crece en funcin del tamao y diversidad del emprendimiento (Insull y Nash 1990); por tal motivo, el diseo definitivo de sus unidades constitutivas puede requerir del concurso de diversos perfiles profesionales. Los proyectos pisccolas industriales en aguas continentales justifican la incorporacin de mltiples aspectos tcnicos; uno de los ms importantes se refiere al dimensionamiento hidrulico del sistema para captacin, transporte y distribucin del agua.
Como la produccin pisccola se desarrollar en el ambiente acutico, sta se encuentra supeditada a la variable disponibilidad del preciado lquido a lo largo del tiempo y del espacio lo que implica la solucin de un problema de carcter hidrolgico.
Desde el punto de vista hidrolgico, los ingenieros normalmente abordan sus problemas de diseo considerando la interrelacin entre las variables que caracterizan las entradas y las salidas del sistema analizado, por ello, dependiendo del elemento constitutivo del proyecto hidrulico podr recurrirse al uso de datos extremos o valores medios (Eagleson 1970). Sin embargo, es comn la carencia de informaciones hidrolgicas en vastas zonas de los pases en vas de desarrollo, lo que dificulta la realizacin de balances hdricos bien soportados. Adicionalmente, es recomendable que el diseador contemple los posibles efectos de las acciones antrpicas que interfieren en el ciclo hidrolgico natural, tales como construccin de represas, transferencia de agua entre cuencas hidrogrficas, excesiva extraccin del lquido de ros y deforestacin; acciones que no modifican el volumen de agua en la Tierra, pero que provocan alteraciones en las cantidades de agua disponibles (von Sperling 2006).
Con base en lo anterior, y con una visin ms amplia que la del abastecimiento del lquido para la estacin pisccola, algunas de las preguntas que tpicamente el hidrlogo debe responder son: qu caudal se espera que pase a travs de un sistema de control de excesos de flujo o en un sistema de drenaje?, cul es la capacidad requerida en un reservorio para garantizar el suministro de agua durante condiciones de sequa?, qu efectos producirn reservorios, diques y otras obras de control sobre el flujo de crecientes en cursos de agua? (Linsley et al 1975). Para responder a tales cuestiones, se hace necesario que el diseador conozca aspectos relativos al rea directamente involucrada en el proyecto pisccola y su entorno ms prximo, as como los relacionados con los componentes de la dinmica del agua desde el punto de vista hidrolgico.
Una cuenca hidrogrfica o cuenca de contribucin de la seccin de un curso de agua es el rea geogrfica colectora de agua de lluvia y sus afluentes que, escurriendo por la superficie del suelo y a travs de una red de drenaje formada por cursos de agua, llega hasta la seccin considerada; todos los flujos que nazcan al interior de dicha rea debern atravesar la seccin para poder continuar su flujo aguas abajo de la misma (Rmniras 1980; Silveira 1993; Pinto et al 2008). Esta unidad fisiogrfica se encuentra limitada por divisorias topogrficas -divisorias de agua-, que son las crestas de las elevaciones del terreno que separan el drenaje de precipitaciones entre dos cuencas adyacentes (Naghettini 2010).
En piscicultura las unidades de cultivo pueden utilizarse para mantenimiento de una o mltiples especies, donde los ejemplares son criados en una o varias fases de desarrollo, pueden incluirse unidades con propsitos especficos como reproduccin, profilaxis o cuarentena. En todos los casos, los estanques debern mantener los individuos en un cierto volumen de agua, que por encontrarse a cielo abierto se encuentra expuesto a las condiciones atmosfricas y sus permanentes cambios, lo que implica que el diseador conozca los aspectos que afectarn de manera positiva o negativa el mantenimiento de las cantidades y niveles del lquido en las unidades de cultivo.
Para presentar de manera sinttica pero completa los diferentes conceptos y criterios que el diseador debe involucrar para calcular el caudal de diseo de una estacin pisccola de agua dulce se recurri a diversas fuentes bibliogrficas constituidas por libros clsicos y contemporneos as como artculos cientficos seleccionados de revistas especializadas.
A continuacin se presentan las principales ecuaciones utilizadas para calcular los componentes tpicos involucrados en el balance hdrico de un cuerpo de agua convencional; los cuales deben ser contemplados en la determinacin del caudal de diseo para la infraestructura hidrulica que manejar el flujo afluente como efluente del tanque de cultivo y de la estacin de piscicultura. Su aplicabilidad ser discutida posteriormente en el tem correspondiente.
En la Ecuacin 1, las variables son expresadas en trminos de volumen, o ms comnmente en trminos de profundidad (altura de columna de agua). Cabe anotar que en estanques conformados por diques perimetrales, la fraccin del lquido proveniente de escorrenta de los taludes usualmente es considerada como despreciable pues sus reas son muy pequeas en comparacin la del espejo de agua; as el factor ES se asumira como cero.
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