Browsing by Author "Weber, Juan Francisco"
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Item Aplicación y modificación de un modelo matemático de infiltración con redistribución de humedad del suelo(2021) Jorquera, Eliana; Weber, Juan Francisco; Reyna, SantiagoDentro del ciclo hidrológico el proceso de infiltración es aquel mediante el cual el agua precipitada ingresa en la matriz del suelo. Se presenta la evolución del difundido método de infiltración de Green y Ampt (GA) hasta llegar al modelo MGAR (Green y Ampt con Redistribución Modificado) desarrollado en la Universidad de Florida que modifica GA para considerar la recuperación de la capacidad de infiltración estimando la redistribución de humedad y el movimiento del agua en el interior del suelo cuando la intensidad de la lluvia es menor a la conductividad hidráulica saturada del suelo (hiato de lluvia). Además se presenta MGAR-E que incorpora a MGAR la evaporación del agua encharcada en la superficie del suelo en los hiatos de lluvia. Se comparan los resultados de GA, MGAR, y MGAR-E.Item Avances en el desarrollo de un modelo hidrológico distribuido de simulación continua.(2013) Jorquera, Eliana; Weber, Juan Francisco; Reyna, SantiagoDurante muchos años la modelación hidrológica fue planteada en forma agregada debido a las limitaciones computacionales o debido a que la cantidad de datos disponibles no era suficiente para poder aplicar un modelo distribuido espacialmente (Vieux, 2004). La aparición de computadoras más potentes y la mayor disponibilidad de datos distribuidos arealmente provenientes de sensores remotos, junto con las herramientas proporcionadas por los Sistemas de Información Geográfica han permitido el amplio desarrollo de este campo. En el presente trabajo se utilizó con un software para modelación hidrológica distribuida de código abierto desarrollado por la Universidad de Colorado denominado TREX (Twodimensional Runoff, Erosion, and eXport model) es un modelo orientado a la simulación de eventos que puede representar los procesos de: retención superficial, intercepción vegetal, infiltración y escurrimiento superficial (England et al., 2007). Se seleccionó este modelo por tener una fuerte base física en la conceptualización de los procesos superficiales y por estar escrito en forma modular de modo que se pueden incorporar nuevos procesos. El lenguaje de programación es C. Se incorporó a TREX el proceso de evaporación que antes no simulaba y se adicionó un nuevo método de cálculo de infiltración, denominando a esta versión modificada C-TREX.Item Avances en la caracterización experimental de la intercepción vegetal en especies de Córdoba(2013) García Sosa, Gastón; Garino, Germán; Weber, Juan Francisco; Neira, Marìa LeticiaLa lluvia natural es un fenómeno integrante del ciclo hidrológico donde el agua contenida en la atmósfera en fase vapor se precipita sobre la superficie terrestre en fase líquida (gotas), pudiendo tener varios destinos. La necesidad de reproducir bajos condiciones controladas los efectos de la precipitación, y en especial el impacto de las gotas de lluvia sobre las propiedades físicas del suelo superficial, y las consecuencias que ello provoca en la infiltración, escorrentía y erosión, condujeron desde hace años al desarrollo de diferentes mecanismos e instrumentos que tratan de simular la lluvia natural (Pla Sentis1981; Rostagno y Garayzar 1995). Uno de los parámetros a tener en cuenta a la hora de analizar los efectos producidos por la lluvia sobre el suelo será la cobertura vegetal, si bien es un parámetro variable y muchas veces no tenido en cuenta, su presencia o ausencia modifica en mayor o menor medida los procesos de infiltración y escorrentía. El cambio en la cobertura vegetal no solo afecta al escurrimiento de las aguas superficiales, sino también a los suelos, destruyéndolos; y de esta manera disminuyendo la conductividad hidráulica con lo cual disminuye la infiltración y aumenta la escorrentía (Moraes et al 2011). Es por ello que su caracterización aportaría datos importantes para completar el análisis. En el estudio de la interceptación de la lluvia, su uso es mucho más reciente y restringido, debido a la dificultad que supone simular condiciones naturales de cobertura vegetal en el laboratorio, que es donde se han desarrollado la mayor parte de las experiencias. Aunque también se ha llevado a cabo alguna experiencia de campo en cubiertas arbóreas, no se conoce ninguna experiencia en la que se haya utilizado la técnica de la simulación de lluvia para medir la interceptación sobre especies de matorral en condiciones naturales. La característica relevante de una cubierta vegetal es la cantidad de agua almacenada en el follaje en una sola lluvia que sea suficiente para exceder la capacidad de la vegetación y así retener agua sobre su superficie. Esta característica es conocida como capacidad de almacenaje de intercepción o capacidad de saturación del dosel (Leyton et al 1967). En el ámbito del Laboratorio de Hidráulica, UTN-FRC, se han llevado a cabo numerosas mediciones empleando un microsimulador de lluvia portátil (Paoli, 2009); con el objeto de medir la capacidad de infiltración de los suelos en Córdoba (Weber et al, 2011b). El microsimulador de lluvia tiene la ventaja de reproducir con más fidelidad el fenómeno de la precipitación. Numerosos autores muestran la importancia del impacto de las gotas en la micro capa superior del suelo en el balance hídrico, además del efecto evidente sobre la erosión superficial. Por otra parte, en este tipo de dispositivos es posible simular una precipitación de intensidad variable en el tiempo, incluso una precipitación discontinua. En el marco del proyecto “Caracterización experimental y modelación numérica de los procesos de infiltración, intercepción vegetal e impacto por incendio en cuencas de Córdoba”, se presentan las actividades realizadas en el ámbito del Laboratorio de Hidráulica para abordar el estudio de caracterización experimental del fenómeno de intercepción vegetal. Las tareas realizadas se listan a continuación: construcción de una nueva batea de baja intensidad para el simulador de lluvia portátil existente en el Laboratorio ; el proceso de calibración para dicha batea (Curva Carga-Intensidad); la evaluación experimental de la conveniencia del confinamiento de la parcela de ensayo (para garantizar la unidimensionalidad del flujo), la determinación y construcción de una parcela experimental con especies autóctonas del bosque serrano cordobés.Item Avances en la modelación de la producción de sedimentos de cuencas torrenciales(2020) Moreno, Miqueas; Weber, Juan Francisco; García, Carlos MarceloLos modelos hidrológicos distribuidos son aquellos en los cuales se permite que los parámetros varíen espacialmente dentro de la cuenca. Esto posibilita el cálculo no sólo de la respuesta de toda la cuenca sino también la respuesta de las sub-cuencas individuales. Sin embargo, para que los resultados del modelado distribuido sean significativos, la calidad y la cantidad de datos disponibles deben ser proporcionados con gran nivel de detalle (Ponce En este trabajo se presentan los avances en la generación de los modelos de cuenca de los ríos Ambato, Sijan, Saujil y Los Nogales. Estos conforman la base para la posterior implementación del modelo hidrosedimentológico distribuido T-REX. La región de estudio se encuentra en la zona sur de la provincia de Catamarca, dividida por la Sierra de Ambato. Sobre la ladera oeste de la misma, se sitúan las cuencas de los ríos Sijan y Saujil pertenecientes al departamento de Pomán y sobre la este, las cuencas de los ríos Ambato y Los Nogales pertenecientes al departamento de AmbatoItem Una comparación entre los métodos del doble anillo y del simulador de lluvia en la medición de la capacidad de infiltración(2015-06-15) Weber, Juan FranciscoSe presenta una comparación entre las mediciones de la capacidad de infiltración en suelos de la ciudad de Córdoba, realizadas con un simulador de lluvia y un infiltrómetro de doble anillo. El primer equipo, diseñado y construido en el Laboratorio de Hidráulica, UTN-Facultad Córdoba, es completamente desarmable y define una parcela de ensayo de 1 m², permite generar lluvias de intensidades comprendidas entre los 65 y 120 mm/h; el exceso de precipitación se mide a través de dos vasos totalizadores graduados, en forma manual. El segundo, consta de dos anillos metálicos de diámetros 20 y 40 cm, que se hincan concéntricamente en el suelo bajo ensayo. La selección de los sitios de ensayo respondió a dos condiciones: el tipo y el uso del suelo. A su vez, se consideraron distintas condiciones de humedad inicial. La campaña de medición se extendió durante siete meses e implicó el trabajo de tres personas en forma simultánea, realizando entre dos y tres ensayos por semana. En 23 de estos ensayos fue posible medir simultáneamente la capacidad de infiltración con ambos instrumentos. Se presentan relaciones entre las infiltraciones registradas por ambos equipos, y su dispersión. Se observó que en la mayoría de los casos, la capacidad de infiltración registrada por el infiltrómetro superó a la observada con el simulador de lluvia, con excepción de los sitios de alta compactación superficial (calles de tierra y fondo de laguna de detención) donde el registro con el simulador superó al del infiltrómetro. Se compararon los residuos relativos al ajuste del modelo de Horton para ambos juegos de datos, debido a que (según estudios previos) este modelo es el de mejor desempeño en la zona. De esta comparación resultó una mayor dispersión de las observaciones para el simulador de lluvia; sin embargo, el coeficiente de determinación del ajuste de este modelo resultó mayor para los datos obtenidos con este último equipo, particularmente para los datos obtenidos en zonas de alta compactación superficial; se considera que esto es debido a una mejor representación del proceso físico en análisis, por parte del simulador.Item Desarrollo, construcción y puesta a punto de un simulador de lluvia a escala de laboratorio(2013) Brarda, Guillermo; Ahumada, Federico; Weber, Juan FranciscoUno de los procesos hidrológicos de importancia en la modelación de eventos es la infiltración. Por consecuencia de esto, nace la necesidad de reproducir con más fidelidad el fenómeno de la precipitación, y el impacto de las gotas de lluvia sobre la superficie del suelo (Marelli, 1989). Uno de los parámetros a tener en cuenta es la presencia o ausencia de la cobertura vegetal en la superficie del suelo. El cambio de la misma no solo produce erosión, sino que también modifica el escurrimiento de las aguas superficiales. Los simuladores de lluvia son instrumentos de investigación diseñados para aplicar agua de forma similar a los episodios tormentosos naturales. Son útiles para obtener datos de erosión, infiltración, escorrentía superficial y transporte de sedimentos.Item Eficiencia relativa de modelos de infiltración - caso ciudad de córdoba (argentina)(2015-06-15) Weber, Juan FranciscoSe presenta una comparación en el desempeño de diversos modelos de infiltración en áreas permeables del ejido urbano de Córdoba (Argentina). Los modelos considerados fueron: Green & Ampt , Horton , Kostiakov , Lewis-Kostiakov (Mecenzev), Philip , CN-SCS. Los parámetros de dichos modelos fueron ajustados previamente a partir de 34 ensayos realizados con un microsimulador de lluvia portátil diseñado y construido en el Laboratorio de Hidráulica, UTN-Facultad Córdoba. Este equipo, que es completamente desarmable y define una parcela de ensayo de 1 m², permite generar lluvias de intensidades comprendidas entre los 65 y 120 mm/h; el exceso de precipitación se mide a través de dos vasos totalizadores graduados, en forma manual. La selección de los sitios de ensayo respondió a dos condiciones: el tipo y el uso del suelo. A su vez, se consideraron distintas condiciones de humedad inicial. La campaña de medición se extendió durante siete meses e implicó el trabajo de tres personas en forma simultánea, realizando entre dos y tres ensayos por semana. Los procedimientos de ajuste de parámetros se adecuaron a cada método en particular. Se comparó la eficiencia de cada modelo en la reproducción de las series temporales de infiltración acumulada medida. Como estadísticos de comparación se consideraron: el coeficiente de determinación R², el coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe, el sesgo porcentual, y la media y desvío estándar de los valores absolutos de los residuos. Ponderando estos indicadores, se concluye que en el ámbito de estudio, el modelo de mejor desempeño es el de Horton, mientras que el de peor desempeño es el del CN-SCS.Item Modelación matemática distribuida del impacto hidrológico- ambiental de los incendios en la zona serrana de la provincia de Córdoba(2020) Stehli, Pablo T.; Weber, Juan FranciscoLos incendios en la cobertura vegetal son causados por el hombre o por la naturaleza. Sus efectos se observan en distintos niveles, siendo las serranías y el pie de monte las áreas más susceptibles de ser afectadas por la erosión, cuando el suelo ha sufrido ese disturbio (Rodríguez et al, 2005). En este trabajo se presentan los resultados de la modelación matemática distribuida del impacto hidrológico-ambiental que ocasionan los incendios en una cuenca en el área serrana de la provincia de Córdoba contrastándolos con las mediciones de campo disponibles.Item Modelado hidrológico distribuido de la cuenca del Río Grande (Córdoba, Argentina) en base a datos de precipitación derivados de satélites(CUADERNOS del CURIHAM. Vol. 30. Año 2024., 2024) Weber, Juan Francisco; Jaegggi, Máximo G.Se presenta el desarrollo, implementación y calibración de un modelo hidrológico de simulación continua para la cuenca del río Grande (Córdoba, Argentina). Esta cuenca, de un área de 592.7 km², se desarrolla sobre la vertiente oriental de la Sierra de Comechingones. Para una mejor representación de la distribución espacial de la precipitación, se implementó un procedimiento de asimilación de los datos de precipitación derivados de satélites del producto PDIR-Now, en conjunto con siete estaciones pluviométricas. El modelo se implementó a través del programa SWAT+ (Soil and Water Assesment Tool) y la calibración a través del programa SWAT+ Toolbox. Para la descripción de la red de drenaje en SWAT+, se ajustaron las relaciones de la geometría hidráulica en base a observaciones locales. Para la calibración se contó con una sección fluviométrica en la descarga de la cuenca. Se presentan los parámetros de mayor sensibilidad y sus modificaciones producto de la calibración, en conjunto con los estadísticos del ajuste. Se considera que el modelo implementado describe razonablemente el comportamiento hidrológico de la cuenca del río Grande, típica de las cuencas de la región serrana de Córdoba.Item Nueva metodología para la obtención de relaciones intensidad duración recurrencia a partir de datos de precipitación derivados de satélites para la República Argentina(2022) Weber, Juan Francisco; Drab, Santiago AlejoSe presentan los resultados preliminares de una metodología de obtención de relaciones Intensidad-Duración-Recurrencia (idT) basada en el uso de Datos de Precipitación Derivados de Satélites (DPDS) para la República Argentina. Como DPDS se utilizó el producto PDIR-Now, de paso horario y cobertura temporal de 20 años, en correspondencia con 25 localidades donde se cuenta con relaciones idT. De esta información se obtuvieron los intervalos de máxima intensidad anual (IMA), para duraciones entre 1 hora y 24 horas; a estas series se asignaron probabilidades empíricas y luego, se determinó un coeficiente de corrección por sesgo, función de la duración y de la localización, comparando estos resultados con las relaciones idT existentes. Estos coeficientes se interpolaron espacialmente con el objeto de extender la aplicación a sitios donde no se cuenta con relaciones idT. Se validaron los resultados en dos localidades donde se cuenta con estimaciones de la relación idT, evidenciándose algunas limitaciones. Se considera que si bien los resultados pueden ser mejorados, la meto presentada puede ser de utilidad para la estimación de relaciones idT en sitios del territorio nacional, en ausencia de información pluviográfica.Item Parámetros de modelos de infiltración en suelos de la ciudad de Córdoba, Argentina(-, 2021) Weber, Juan FranciscoEn trabajos ingenieriles vinculados al diseño y cálculo de obras de desagüe pluvial urbano, el proyectista se ve en la obligación, a la hora de cuantificar los caudales de aporte, a considerar dos tipos de superficies en las cuencas: las impermeables y las permeables. En relación a éstas, se han impuesto en la práctica un conjunto de modelos de uso generalizado a la hora de cuantificar la fracción de la precipitación de escurrimiento directo, y por tanto, la fracción infiltrada. Lamentablemente, existen grandes dificultades a la hora de disponer de datos medidos de infiltración en áreas permeables urbanas en la República Argentina. En la ciudad de Córdoba, por ejemplo, recién se encara una tarea sistemática de producción de información experimental al respecto a partir del trabajo de Weber et al (2005), a través una campaña de obtención de datos experimentales de infiltración en suelos de la ciudad de Córdoba, a través de la técnica del infiltrómetro de doble anillo. Las limitaciones de este procedimiento llevaron al desarrollo de un simulador de lluvia portátil para una mejor caracterización del proceso.Item Precipitaciones diarias de diseño para la Argentina obtenidas a partir de datos derivados de satélite.(Univesidsad Tecnológica Nacional., 2023) Weber, Juan Francisco; Stehli, Pablo Tomás; Bogino Castillo, Gabriel AlejandroEn la Ingeniería de los Recursos Hídricos, se denominan lluvias de diseño a eventos pluviales idealizados que reflejan las exigencias de origen hidrometeorológico a las que se verían sometidas las obras de infraestructura bajo un cierto nivel de riesgo (Caamaño y Dasso, 2003). Se caracterizan a través de tres componentes: su duración, su intensidad y su probabilidad de no excedencia, y surgen del análisis estadístico de series de valores extremos. En Argentina como en otros países, las mediciones diarias de precipitación son llevadas a cabo mediante el empleo de estaciones pluviométricas de superficie. Como resultado, el conjunto de observaciones puntuales a veces no representa adecuadamente la variabilidad espacio-temporal de los sistemas precipitantes, lo cual hace necesario la incorporación de otras fuentes de medición que puedan mejorar este aspecto (Vidal et al., 2011).Item Relaciones intensidad-duración-recurrencia para la argentina en base a datos de precipitación derivados de satélite.(Univesidsad Tecnológica Nacional., 2023) Weber, Juan Francisco; Drab, SantiagoEn Argentina las mediciones subdiarias de precipitación se realizan mediante el uso de estaciones pluviográficas. Como consecuencia, estas observaciones (de carácter puntual) frecuentemente no representan en forma apropiada la variabilidad espacio-temporal de los campos de precipitación; esto hace necesario la incorporación de otras fuentes de información que puedan mejorar estas limitaciones. Además, y como en muchos otros países de la región, resultan escasas las series pluviográficas de extensión y calidad suficientes que permitan la determinación de relaciones idT. Debido a ello, se han propuesto diversos procedimientos de regionalización de relaciones idT para el país o regiones de él (Devoto, 2002; Caamaño Nelli y Dasso, 2003; Zamanillo et al., 2008). Lamentablemente, estas investigaciones encuentran su mayor limitación en la significativa escasez (e irregularidad en su distribución espacial) de series pluviográficas de extensión suficiente para alcanzar representatividad estadística. Los campos interpolados de precipitaciones de diseño, obtenidos a partir de escasas estimaciones puntuales, pueden presentar limitaciones debido a la gran variabilidad del territorio nacional.Item Una metodología para el diseño hidrológico de pavimentos de hormigón poroso(Ingeniería y Competitividad Vol 26 (3) 2024;, 2024) Weber, Juan FranciscoIntroducción Los pavimentos de hormigón poroso se presentan como una solución efectiva para reducir el escurri miento superficial en entornos urbanos, lo que contribuye al desarrollo sustentable de las ciudades. Estos pavimentos permiten la infiltración del agua, lo cual es fundamental para mitigar los efectos de la urbanización, como las inundaciones. Sin embargo, la capacidad de infiltración del pavimento no depende únicamente de la capa de rodamiento de hormigón, sino también de las características de la base granular y la subrasante del suelo natural, lo que requiere un análisis integral del sistema de capas. Objetivos El objetivo principal de este estudio es presentar una metodología simplificada basada en el modelo de Horton para definir el espesor hidrológicamente necesario de la base granular y simular el movi miento del agua en el sistema de pavimento poroso. Esta metodología busca facilitar el diseño y análi sis de pavimentos permeables en contextos urbanos. Metodología La metodología se basa en el modelo de Horton, que se utiliza para simular la infiltración del agua en suelos. Se define el espesor necesario de la base granular mediante un enfoque simplificado que considera tanto las características del pavimento como las de las capas subyacentes. Posteriormente, se realiza una simulación del movimiento del agua en el sistema para evaluar la eficiencia del diseño propuesto. Para ilustrar su aplicación, se presenta un ejemplo práctico de diseño hidrológico típico. Resultados La aplicación de la metodología propuesta en un caso de diseño típico permite determinar el espesor adecuado de la base granular necesario para asegurar la infiltración eficiente del agua. Los resultados muestran que el modelo puede ser utilizado como una herramienta efectiva para calcular y simular el comportamiento del agua en sistemas de pavimentos de hormigón poroso. Conclusiones El método simplificado presentado es útil para los ingenieros que trabajan en el diseño hidrológico de pavimentos permeables, ya que proporciona una manera rápida y eficaz de calcular el espesor de la base granular y simular el movimiento del agua. Además, esta metodología puede ser de gran valor en la formación académica en áreas de drenaje urbano, tanto a nivel de grado como de posgrado