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López-Lambraño, A. A., Fuentes, C., González-Sosa, E., & López-Ramos, A. A. (julio-agosto, 2017). Pérdidas por intercepción de la vegetación y su efecto en la relación intensidad, duración y frecuencia (IDF) de la lluvia en una cuenca semiárida. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 37-56.Se cuantifica el componente hidrológico de la intercepción en vegetación semiárida y se evalúa el efecto en la relación intensidad-duración-frecuencia de la precipitación. La intercepción se determina mediante la simulación de lluvias a diferentes intensidades sobre muestras con cubierta vegetal herbácea; se obtienen los componentes del balance  hidrológico, como lámina precipitada, lámina escurrida, lámina almacenada en un espesor de suelo a un contenido de humedad inicial dado y lámina drenada. A partir de precipitaciones máximas, en 24 horas se obtienen las curvas intensidad-duración-frecuencia (IDF) de la precipitación para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años,  estableciendo cuatro escenarios con diferentes cubiertas vegetales para evaluar el efecto del componente de la intercepción en dichas curvas. De las simulaciones de lluvia que se realizan, se encuentra que el porcentaje interceptado en vegetación herbácea tiene un valor promedio de 2.33% del total de la precipitación incidente. Las curvas IDF son  afectadas en un 2.89% para el escenario que se conforma sólo por cubierta vegetal herbácea; para  el escenario con cubierta vegetal arbórea se tiene un efecto de 11.15%, y un 19.85% para el escenario que se conforma por vegetación herbácea y arbórea. Lo anterior da origen a que los caudales de diseño o volúmenes de escurrimiento directo en una cuenca disminuyan de manera significativa.

Romero, J. H., Palacios, O. L., & Escobar, B. S. (julio-agosto, 2017). Estimación de la sobreexplotación producida en el acuífero Valle de Celaya (México). Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 127-138.El acuífero Valle de Celaya se encuentra ubicado en el estado de Guanajuato, México, en una  región denominada “El Bajío” y es la principal fuente de abastecimiento de agua de once  municipios (Apaseo el Alto, Apaseo el Grande, Celaya, Comonfort, Cortázar, Jaral del Progreso, Juventino Rosas, San Miguel Allende, Salamanca, Tarimoro y Villagrán), con una población aproximada de un millón de habitantes. El desarrollo de estos municipios depende en buena medida del manejo sustentable de los recursos hídricos, sobre los cuales existe una zona de veda desde 1949. Dados los grandes cambios observados en esta región, es necesario actualizar el estudio hidrológico existente, ya que además se han modificado los límites del acuífero, el cual se fusionó con el acuífero de los Apaseos en el año 2003. El objetivo de este trabajo fue estimar el grado de sobreexplotación para el año 2013, como paso indispensable para elaborar un plan de manejo sustentable, para lo cual se aplicaron dos métodos:  a) el método de balance hidrológico, que consiste en medir o calcular las diferencias entre las entradas y salidas del agua del acuífero, y b) el método de análisis de la evolución de niveles de agua, donde la sobreexplotación se determina a partir del producto del abatimiento medio en un tiempo dado, multiplicado por el coeficiente de almacenamiento. Como resultado de la aplicación del primer método se obtuvo una sobreexplotación de 440.78 Mm3 mientras por el método de evolución de niveles de agua se obtuvo una cifra de 386.58 Mm3. Sin embargo, ambos valores son sólo crudas estimaciones de la sobreexplotación real debido a la falta de información actualizada del censo de aprovechamientos y a la escasez de información geohidrológica; tampoco se cuenta con datos reales ni del gradiente hidráulico ni del valor de la transmisividad en la periferia del acuífero, parámetros indispensables para calcular las entradas y salidas horizontales mediante la ley de Darcy.

Altamirano-Aguilar, A., Valdez-Torres, J. B., Valdez-Lafarga, C., León-Balderrama, J. I., Betancourt-Lozano, M., & Osuna-Enciso, T. (julio-agosto, 2017). Clasificación y evaluación de los distritos de riego en México con base en indicadores de desempeño. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 79-99.Uno de los principales problemas del riego en México es su gestión. Entre las varias organizaciones encargadas  de la administración del riego en el país, los distritos de riego tienen uno de los roles más importante, de ahí la pertinencia de estudiar su desempeño. Siguiendo el marco conceptual de Malano y Burton (2001), se diseñó un procedimiento para  clasificar los distritos de riego y estimar su desempeño usando indicadores. El procedimiento consistió de las siguientes etapas generales: (1) clasificación de los distritos de riego en grupos climáticos;  (2) selección y validación de indicadores de desempeño; (3) determinación de conglomerados de distritos de riego, por grupo climático, aplicando componentes principales y análisis de conglomerados; (4) evaluación del desempeño de cada conglomerado por medio de gráficas multivariadas y una escala de desempeño arbitraria. Se obtuvieron tres grupos climáticos: un grupo seco (con 42 distritos en cinco conglomerados); un grupo templado húmedo (con 14 distritos en dos conglomerados), y un grupo cálido húmedo (con 28 distritos en seis conglomerados). Los conglomerados mostraron características similares, como tipo de cultivos, fuentes de suministro de agua y canales de infraestructura de irrigación, entre otros. En general, el desempeño de riego de todos los conglomerados fue bajo.

Pérez-Sánchez, M., Sánchez-Romero, F. J., & López-Jiménez, P. A. (julio-agosto, 2017). Nexo agua-energía: optimización energética en sistemas de distribución. Aplicación “Postrasvase Júcar-Vinalopó”, España. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 19-36.En ocasiones, la realización de transferencias de volúmenes de agua entre cuencas es la única solución al déficit hídrico para algunas zonas agrícolas. Tal es el caso del mediterráneo español, concretamente el sur de la provincia de Alicante.  De manera histórica, esta área ha presentado un balance hídrico deficitario entre necesidades de riego y recursos,  provocando la sobreexplotación de sus acuíferos. Para paliar este impacto medioambiental se articuló una transferencia de volúmenes entre las cuencas de los ríos Júcar y Vinalopó. Un sistema hidráulico a presión fue el encargado de trasvasar agua entre cuencas y distribuirlas a las superficies de regadío. En el presente artículo se describe la metodología utilizada para optimizar el sistema agua-energía, basado en Epanet, para que una vez calibrado se utilice como herramienta de explotación del sistema. Dicho modelo permite analizar la distribución de volúmenes y caudales en función de la demanda agrícola existente en cada balsa receptora. Unido a la distribución hidráulica se realiza un estudio profundo de las posibles relaciones hidroenergéticas en el sistema conjunto, llegando a obtener un valor máximo de energía recuperable teórica de 18 418 MWh/año. Así, se determina la viabilidad de aprovechar saltos hidráulicos para aumentar la eficiencia conjunta en la distribución.

Campos-Aranda, D. F. (mayo-junio, 2017). Cuantificación de sequías meteorológicas mensuales: cotejo de cuatro índices en tres localidades de San Luis Potosí, México. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(3), 159-172.Las sequías meteorológicas son eventos temporales y recurrentes que originan escasez de precipitación. Son una característica de todos los climas y quizás sean el riesgo natural más complejo debido a su evolución lenta, lo cual dificulta su detección oportuna. En este trabajo se contrastan cuatro índices de detección de sequías mensuales, que las clasifican en leves, moderadas, severas y extremas. Tales índices son: (1) el índice de deciles modificado (IDM), (2) el índice estadístico Z (IEZ), (3) el índice Z de China (IZC) y (4) el índice de precipitación estandarizada (SPI). Los índices citados se aplican a los datos de precipitación mensual de tres estaciones climatológicas de amplio registro (≥ 50 años), representativas de los tres climas disímiles del estado de San Luis Potosí, México. Se analizaron 12 duraciones de sequía, que variaron de 1 a 72 meses y el procesamiento de la información pluviométrica se llevó a cabo con la técnica de sumas móviles. El estudio de los resultados mostró que los índices IDM e IEZ no son recomendables debido a que sus estimaciones presentan anomalías. Los resultados de los índices IZC y SPI son bastante similares y libres de anomalías; por lo anterior, se recomienda su aplicación sistemática. Con base en los resultados de los índices IZC y SPI se establecen los porcentajes de cada tipo de sequía en los tres registros procesados. Con los resultados del SPI se forman sus gráficas de evolución y con ellas se definen las características temporales de las sequías; también se estima el número total de sequías de cada duración en un lapso de 100 años.

Gómez-Martínez, P., Cubillo-González, F., & Martín-Carrasco, F. J. (julio-agosto, 2017). Metodología para caracterizar la eficiencia de una red de distribución sectorizada. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 57-77.Mejorar la eficiencia en las redes de distribución de agua potable, garantizando un nivel de servicio predefinido, es uno de los objetivos principales para los operadores del abastecimiento. Con el fin de mejorar la gestión y el control de las redes existentes se ha ido extendiendo la sectorización, que divide la red en zonas monitorizadas y aisladas mediante válvulas frontera. Ante la diversidad de criterios para el diseño de los sectores, se plantea una metodología de valoración de redes sectorizadas, que permite seleccionar la configuración de sector más eficiente en términos de  vulnerabilidad del servicio y costes (también entendido como costos) asociados. La vulnerabilidad se evalúa con una función multiobjetivo con base en tres de los principales objetivos vinculados con el servicio que se persiguen con la sectorización: continuidad del servicio, calidad del agua y cumplimiento de un régimen de presiones adecuado. Se definen una serie de indicadores de cuantificación de estos objetivos, que son normalizados y combinados con referencia a la red de estudio. Para valorar la eficiencia de cada solución, se analizan los indicadores junto con los costes de implantación e instrumentación, energéticos, de operación y mantenimiento para cada alternativa mediante un análisis de Pareto. El análisis de vulnerabilidad permite identificar los sectores donde priorizar las actuaciones en redes existentes; el análisis de eficiencia permite seleccionar la mejor opción entre las distintas alternativas y el diseño de nuevos ámbitos de una red sectorizada. La metodología se ha aplicado en 494 sectores de la red Canal de Isabel II, en Madrid, España.

León-Mostacero, J. A., Gavi-Reyes, F., Flores-Magdaleno, H., Ascencio-Hernández, R., & Flores-Gardea, C. (julio-agosto, 2017). Desarrollo de un sistema de riego de precisión en un pivote central. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 101-116.La presente investigación se desarrolló en el pivote central de riego del Colegio de Postgraduados, México, campus Montecillo, de 2011 a 2012. El objetivo fue diseñar, construir y evaluar un sistema de riego a precisión que operara en un pivote central. La metodología consistió en el desarrollo de 1) componente electromecánico, basado en la ubicación del sistema, cableado e instalación de electroválvulas; 2) componente electrónico, con la elaboración de dos tablillas, integración de GPS y comunicación con la computadora; 3) software basado en la comparación de los datos obtenidos por el GPS con un mapa establecido de zonas “homogéneas” para el riego, y 4) evaluación del sistema con la comparación de la cantidad de agua aplicada (conforme al software desarrollado en el presente estudio) y el agua  colectada a nivel del suelo. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: a) el sistema de riego a precisión en el pivote central, que permite la operación de electroválvulas en función del geoposicionamiento; b) software de riego a precisión abierto y adaptable a cualquier equipo de rodamiento circular (pivote central) en cualquier ubicación de la tierra, bajo cualquier criterio de programación de variabilidad del suelo o cultivo; c) la precisión del riego permitió un ahorro de 39.09% de agua, en comparación con la aplicación uniforme que se logra con el uso de un pivote central de riego convencional, y d) la variación entre la lámina aplicada y colectada fue de 8.41%, atribuida al viento y retraso de actuación de las válvulas en condiciones de operación del pivote central bajo estudio.

Bedoya-Cardoso, M., & Ángeles-Montiel, V. (julio-agosto, 2017). Comparación de métodos para estimar pérdidas localizadas en riego por goteo. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 117-125.Se llevó a cabo una investigación experimental para comparar las pérdidas de carga producidas  por la conexión de emisores sobre línea en laterales de riego por goteo. Las pérdidas por conexión  (menores o localizadas) experimentales se obtuvieron como la diferencia entre la presión registrada cada 10 metros y las pérdidas por fricción en cada tramo, que se compararon con cuatro metodologías: la primera es la ecuación de la carga cinética y el coeficiente de pérdidas locales propuesto por Bagarello, Ferro, Provenzano y Pumo (1997); la segunda, propuesta por Howell y Barinas (1980); la tercera, propuesta por Keller y Bliesner (1990); finalmente, se propone una cuarta metodología, en la cual se modifica la longitud equivalente de las pérdidas de carga por conexión y el empleo de la ecuación de Keller y Bliesner (1990). La mejor ecuación fue la propuesta por Keller y Bliesner (1990), modificada en este trabajo, pues se alcanzaron errores promedio inferiores a 5.0% en todo el lateral. Además, por su versatilidad, se puede utilizar para determinar las pérdidas tramo a tramo o como factor multiplicador con las pérdidas por fricción en tuberías con salidas múltiples para determinar las pérdidas totales en un lateral, procedimiento que no se puede efectuar con las otras metodologías.

Cortés-Martínez, F., Treviño-Cansino, A., Espinoza-Fraire, A. T., Sáenz-López, A., Alcorta-García, M. A., González-Barrios, J. L., Martínez-Rojas, R., & De la-Cruz-Acosta, F. J. (julioagosto, 2017). Optimización en el diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales integrado por tres lagunas de estabilización. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 139-155.El artículo presenta un modelo matemático para la optimización de un sistema lagunar integrado por tres lagunas: anaerobia, facultativa y de maduración. El modelo matemático de optimización tiene como objetivo la minimización del área ocupada por el sistema lagunar, y presenta como restricciones la calidad del agua en el efluente: demanda bioquímica de oxígeno y el número de coliformes fecales; además, se restringe la dispersión (mayor o igual a 0.05), con el propósito de favorecer el flujo disperso en la laguna facultativa y en la laguna de maduración. Las variables cambiantes en el modelo de optimización son las siguientes: tiempo de retención y número de mamparas tanto de la laguna facultativa como la de maduración, y la relación largo ancho para la laguna anaerobia. Se diseñó un sistema de lagunas, luego se aplicó el modelo matemático propuesto. Los resultados muestran una disminución del área de 15.16%. Los dos estudios cumplen con límites máximos permisibles de descarga de acuerdo con la NOMSEMARNAT-1996: calidad del agua residual tratada para el vertido a los cuerpos receptores.

Galindo-Pérez, E. J., Chávez-Sandoval, B. E., Espinoza- Graciano, E., Flores-Martínez, M. C., Villeda-Callejas, M. P., Bhalli, J. A., Tejocote-Pérez, M., & García-Franco, F. (September-October, 2017). Cave macroinvertebrates as bioindicators of water quality. Water Technology and Sciences (in Spanish), 8(5), 5-17.Caves are very fragile systems which are influenced by specific biogeographic and ecological patterns that maintain unique species of fauna, flora, and microbiota. One cave species, macroinvertebrates, represents a heterogeneous group of animal taxa which is in constant danger of extinction, principally due to anthropogenic activities. Macroinvertebrates have been widely used as bioindicators of the quality of biogeographic zones, ecosystems, and protected areas, as well as to determine protected species. The Boca del Río Cave is located in the biogeographic transition zone in Mexico’s Neotropical region, and is home to a large enclave of different biotic elements. Twenty-nine organisms were collected and grouped into 19 families based on their morphological and physiological characteristics. The coefficient of taxonomic work (CTW) indicates that the taxonomic level family is the most consistent for all of the organisms collected. The Coenagronidae family was the most abundant in the study. The BMWP, ASPT, and SCI biotic index scores indicate that the water in the Boca del Río Cave is slightly contaminated, while the Family Biotic Index (FBI) indicates poor water quality with very substantial organic pollution. The diversity of macroinvertebrate families confirms that the Boca del Río Cave serves as an important refuge for fauna in the transition zone located in Mexico’s Nearctic biogeographic region. This report represents the first study to use bioindicators to analyze the water quality of a cave system, and contributes to the inventories of macroinvertebrate cave fauna.