Francisco Javier Martínez Solano

Pressurized irrigation networks have improved water use efficiency, but deterministic sizing does not anticipate off-design performance. The pressure reliability index (IF), Todini resilience index (IR), and supplied demand ratio (IQ) were evaluated in two gravity-fed branched networks, Tuncarta (Ecuador) and ARJ-42 (Spain), combining operation (on-demand and rotation), modeling approaches (demand-driven analysis, DDA, and pressure-driven analysis, PDA), and two uncertainty scenarios: stress testing and Monte Carlo simulation. Rotation operation was fully reliable under design conditions but lost reliability at over-demands of 5% (ARJ-42) and 10% (Tuncarta). Under random opening, median reliability was 0.90 in Tuncarta (one-third simultaneity, exceeding the design value) and 1.00 in ARJ-42 (design simultaneity). Under pressure deficits, DDA overestimated delivered flow by up to 45% (Tuncarta) and 83% (ARJ-42) and produced negative resilience values without physical meaning. Both networks exhibited three deterioration zones and, with all hydrants open, supplied 69% and 55% of their reference flow rates. The framework supports design validation and expansion planning.

En el análisis de Sistemas de Distribución de Agua (SDA) pueden encontrarse distintas metodologías para la determinación de la Energía que es Potencialmente Recuperable (EPR); sin embargo, éstas suelen aplicarse a redes de distribución que no consideran pérdidas en la red, y cuyo control se realiza configurando los dispositivos instalados y determinando los valores potenciales de recuperación de energía considerando determinados criterios de servicio. En cuanto al análisis en cada nodo de la red asociado a los Consumos Dependientes de la Presión (CDP), existen todavía muchas incógnitas, en particular la variabilidad del caudal en la red en función de la energía recuperable y cómo ésta, puede afectar a otros nodos de la red, tanto en la distribución del caudal como en la presión, dicha variabilidad depende de la particularidad de cada SDA. La Energía Recuperable (ER) en los SDA es uno de los aspectos relevantes de la gestión de los recursos hídricos, ya que estos sistemas requieren una elevada energía para cumplir las condiciones mínimas de servicio. Muchos de estos sistemas tienen puntos en los que las presiones de suministro son superiores a las mínimas requeridas suponiendo un exceso de energía suministrada. Este exceso de energía puede considerarse como EPR, ahora bien, para el caso de CDP, dicha EPR en cada nodo puede variar al mismo tiempo varía el caudal y la presión. Este trabajo presenta la aplicación de una metodología para analizar la posible cantidad de EPR máxima considerando la topología y conectividad de los nodos y líneas de la red en los SDA con CDP (caudal y presión variable por configuraciones en la red). La aplicación del método se realiza en diferentes casos de estudio para validar y obtener un indicador de resiliencia para cada una de las redes analizadas, permitiendo estimar la EPR máxima.

Introducción: Este trabajo pretende poner de manifiesto los resultados del aprendizaje con metodología activas de los estudiantes de las asignaturas de grado: Riego y Máquinas Hidráulicas. Metodología: Las metodologías activas involucran una correlación efectiva entre la participación activa del estudiante, la mejoría del aprendizaje, el trabajo cooperativo, la resolución de problemas reales. Con este objetivo, se implementaron metodologías activas en dos asignaturas distintas relacionadas con la Ingeniería Hidráulica. En ambos casos se usó la metodología Flipped Classroom. En la asignatura de Riegos se combinó con el Aprendizaje Basado en Problemas para el diseño hidráulico de un sistema de riego a presión. En la asignatura de Máquinas Hidráulicas se planteó su uso para obtener las curvas características de bombas en laboratorio. Resultados: Los resultados muestran que, en ambos casos, la percepción por parte de los alumnos ha sido claramente positiva. El análisis de las calificaciones apenas permite extraer conclusiones. Discusión: El nivel de aceptación por parte de los estudiantes permite progresar en estas metodologías, pero será necesario revisar su implantación de forma que el impacto en las calificaciones mejore. Conclusiones: Esta investigación muestra el efecto positivo que conlleva la implementación de las metodologías activas de enseñanza-aprendizaje centradas en el estudiante.

La preocupación por la sostenibilidad y la reducción del consumo energético ha impulsado la utilización de la energía solar para accionar las bombas utilizadas para riego agrícola. La energía capturada por los paneles solares es variable a lo largo del tiempo, por lo que es necesario modificar el funcionamiento de las bombas para ajustarse a la energía disponible. El presente trabajo plantea una metodología que utiliza las leyes de la semejanza hidrodinámica de manera completa sin simplificaciones para optimizar el número de bombas funcionando en cada instante y la potencia total instalada en el aprovechamiento fotovoltaico. La utilización de la hipótesis de homología muestra que en la mayoría de los casos la potencia instalada sería insuficiente. Por el contrario, la metodología propuesta proporcionaría diseños adecuados en todos los casos. El artículo se completa con la aplicación a un caso de estudio para mostrar la adecuación del método a una instalación de bombeo a balsa. Por último, se ha realizado un estudio básico de la viabilidad económica obteniendo como resultado un periodo de recuperación de la inversión en torno a los 7 años.

This paper demonstrates the synergistic use of engineering judgment and statistical/deep learning models, implemented through a four-step process using the software SAS Viya 4. Initial data filtering, input variable determination, and simultaneous application of RNN, LSTM, and GRU forecasting algorithms are conducted. Results are evaluated based on Battle of Water Demand Forecasting criteria, refining parameters iteratively for enhanced prediction accuracy. The methodology iteratively incorporates new data, streamlining neural network resolution.

Water pumping is highlighted as the major energy consumer in the water cycle. Solar energy has emerged as a promising alternative to traditional electric networks, particularly in areas lacking an electrical infrastructure. Solar-powered pumping stations are categorized as connected and isolated, with the latter adapting the pump operation based on available solar energy. This article proposes a scheme to adjust the pump operation according to natural factors, like irradiance and temperature, aiming to optimize energy use and minimize investment costs in solar panels. An application of this method in Valencia, Spain, demonstrates significant savings.

Recently, the growing demand for computational fluid dynamics (CFD) skills in industry has highlighted the importance of their incorporation into university academic programs at both the undergraduate and graduate levels. However, many academic programs treat CFD tools as a “black box” in which users simply enter data without fully understanding the inner workings of the software or its application in real‐world situations. Therefore, in the context of a civil engineering program in Chile, a novel approach combining problem‐based learning (PBL) with CFD was introduced into the curriculum of a fluid mechanics course to foster crucial competencies. This comprehensive methodology allows students to acquire fundamental theoretical knowledge that is directly related to specific problems in the classroom. Subsequently, students measure relevant variables in the laboratory, ultimately using these data to build computational models for comparing and contrasting reality with simulations. To gauge the effectiveness and impact of this PBL strategy, both quantitative analysis of student performance and qualitative analysis through surveys were conducted. The results reveal a significant improvement in student performance with the implementation of the PBL methodology, alongside a positive perception among students regarding its implementation. This underscores its benefits for learning, motivation, and academic performance. Additionally, the implementation of PBL was found to enhance both theoretical and practical understanding of concepts related to fluid dynamics and CFD simulation.

El acceso al agua potable en cantidad y calidad aceptable es uno de los derechos reconocidos por la ONU y la OMS. De hecho, está explícitamente recogido en el Objetivo de Desarrollo Sostenible ODS 6, Agua Limpia y Saneamiento. Si bien en la Unión Europea este objetivo se considera alcanzado, en algunos casos ha habido problemas relacionados con la calidad del agua. La implantación de sistema de control de fugas mediante la sectorización trae como consecuencia la aparición de ramales sin salida en los que el agua puede permanecer largo tiempo sin apenas movimiento. Los altos tiempos de residencia del agua en estas zonas favorece la desaparición del desinfectante, la formación de subproductos de la desinfección y el crecimiento de biopelícula. En estas condiciones, los ramales son más susceptibles al incumplimiento en los monitoreos de calidad de agua. Aparte de los tratamientos de desinfección aplicados en las plantas, hay otras estrategias que permiten mejorar la calidad del agua potable en los puntos de consumo, las cuales se van a estudiar en el presente trabajo. Una de estas estrategias es la utilización de purgas controladas de agua que permitan la renovación en los puntos de estancamiento. Estas purgas implican una pérdida de agua que, en un país con déficit como es el caso español, deben reducirse al máximo. En este trabajo se comparan tres métodos para determinar el volumen mínimo de agua de purga necesario para mantener un objetivo de calidad en niveles aceptables. Los resultados muestran que la combinación de un método tradicional basado en el gradiente de mejora, combinado con un método heurístico como es el Simulated Annealing puede ser una buena opción para alcanzar este objetivo.