Estudio multidisciplinario e interinstitucional de dos fuentes principales de agua potable para la Provincia de Córdoba

Las fuentes de aguas superficiales son eje de desarrollo de los seres humanos, ya que permiten el abastecimiento para diferentes actividades socioeconómicas. No obstante, de forma paradójica, muchas de estas actividades causan alteración y deterioro de las mismas. Con el fin de contribuir al fortalecimiento de la articulación entre el estado, la sociedad y la Universidad desde hace aproximadamente dos décadas un equipo conformado por docentes investigadores, ayudantes de investigación, profesionales y personal técnico realizan un estudio multidisciplinar e interinstitucional en cuerpos de agua superficiales de la provincia de Córdoba. Los mayores esfuerzos están enfocados hacia dos fuentes principales de agua potable de la provincia: El río Tercero (Ctalamochita) -como parte de la cuenca del río Carcarañá- y el embalse Los Molinos. Dado que el agua propicia el bienestar de la población y el crecimiento inclusivo, y tiene un impacto positivo en la vida de las personas, al incidir en aspectos que afectan la seguridad alimentaria y energética, la salud humana y el ambiente; en el presente trabajo se brindan las principales conclusiones y recomendaciones (para diferentes usos) en ambos cuerpos de agua abordando la problemática de calidad y cantidad de agua. Tales recomendaciones aspiran a contribuir al desarrollo de un sistema de gestión integrada de los recursos hídricos con un enfoque participativo para asegurar la sostenibilidad de los ecosistemas involucrados.Fil: Bazan, Raquel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: García, Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Díaz Lozada, José Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: chalimond, María Laura

Evaluación de Simulaciones Numéricas Bi y Tridimensionales del Flujo en una Confluencia Fluvial

Las confluencias son ambientes complejos presentes en los sistemas fluviales debido a que la convergencia de dos o más flujos produce complejos patrones hidrodinámicos. Una característica hidrodinámica relevante es la formación de una interfase de mezcla entre los flujos convergentes y el desarrollo de estructuras de flujo coherentes de gran escala dentro de esta interfaz. Los procesos hidrodinámicos que se desarrollan en las interfaces de mezcla están gobernados por diferentes parámetros geométricos y del flujo. En este trabajo se presenta la evaluación numérica del comportamiento hidrodinámico de una confluencia de dos flujos paralelos. Para ello se han utilizado, en el código libre y abierto OpenFOAM(R) (Open Field Operation and Manipulation), modelos numéricos en dos y tres dimensiones para representar flujos turbulentos a los fines de evaluar las bondades y limitaciones de cada uno de ellos. Estos modelos fueron validados utilizando datos experimentales específicamente registrados para este estudio en un canal de sección rectangular a fondo rígido en las instalaciones del Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental (IMFIA), Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. En la etapa de validación incluida en este trabajo se compararon los campos medios de velocidades observados en la instalación experimental y en las simulaciones numéricas. Los modelos numéricos computacionales utilizados para simular la confluencia de flujos paralelos reproducen cualitativamente los principales procesos físicos observados durante los experimentos, logrando representar las zonas de estancamiento, de aceleración del flujo, y la formación y desprendimiento de vórtices. Trabajos futuros prevén la aplicación del modelo numérico finalmente seleccionado para representar el flujo para distintos rangos de condiciones geométricas (diámetro de la nariz de la confluencia y ángulo de aproximación) y de flujo (relación de caudales y momentos de flujo).Fil: Pozzi Piacenza, Cecilia Elena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marquez Damian, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; ArgentinaFil: Herrero, Horacio Sebastian Julian. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ragessi, Ivan Matias. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Furlan, Paloma. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; ArgentinaFil: Garcia Rodriguez, Carlos Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Simulación Numérica y Experimental del Flujo en una Confluencia

La caracterización de las estructuras turbulentas presentes aguas abajo de confluencias fluviales se ha llevado a cabo tradicionalmente en analogía con distintos procesos turbulentos estudiados en profundidad en mecánica de los fluidos. Uno de los flujos análogos que podría ser adoptado para la caracterización de estructuras turbulentas en confluencias cuyas geometrías en planta de los flujos de aproximación origina una zona de estancamiento aguas abajo de estos con un déficit de velocidad y una elevada transferencia lateral de cantidad de movimiento en la interfase de mezcla es el caso de estelas turbulentas generadas en flujos en presencia de un obstáculo. En este trabajo se detallan las simulaciones numéricas y experimentales realizadas a los fines de evaluar la conveniencia del uso de esta analogía al caracterizar flujos en presencia de un obstáculo y en una confluencia con características geométricas similares. Para ello se ha implementado un modelo numérico que permite resolver las ecuaciones que caracterizan el flujo incompresible en un dominio simplificado (flujos de aproximación paralelos) y que esta implementado en el código libre y abierto OpenFOAM(R) (Open Field Operation and Manipulation). El modelo numérico fue validado utilizando datos experimentales específicamente registrados para este estudio en un canal de sección rectangular a fondo rígido en las instalaciones del Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental (IMFIA), Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. En la etapa de validación se compararon los campos de velocidades longitudinales y los tiempos característicos de las estructuras turbulentas obtenidas en el modelo experimental y el simulado numéricamente para las dos configuraciones de flujo (flujo en presencia de un obstáculo y en una confluencia con características geométricas similares) obteniéndose un buen contraste en los resultados generados con ambos modelos (experimental y numérico). Trabajos futuros preven la utilización del modelo numérico para evaluar los rangos de condiciones geométricas (diámetro de la nariz de la confluencia y ángulo de aproximación) y de flujo (relación de caudales y momentos de flujo) para el cual la analogía propuesta es apropiada.Fil: Pozzi Piacenza, Cecilia Elena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Herrero, Horacio Sebastian Julian. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Furlan, Paloma. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; ArgentinaFil: Ragessi, Ivan Matias. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marquez Damian, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lopez, Guillermo. Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental; UruguayFil: Pedochi, Francisco. Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental; UruguayFil: Garcia, Carlos Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentin

Caracterización experimental y numérica de eventos de crecida extraordinarios en la cuenca del río carcarañá, Argentina

La cuenca del Río Carcarañá (subcuenca de la Cuenca del Plata), es un importante sistema fluvial ubicado en la regióncentral de la República Argentina, que posee un área de más de 50.000 km2. La cuenca se extiende sobre el centrosudeste de la provincia de Córdoba y el sur de la provincia de Santa Fe, siendo esta región unos de los sitios agrícolasmás productivos del país y del mundo. El río Carcarañá posee tres importantes tributarios: (a) río Tercero o Ctalamochita,(b) río Saladillo y (c) arroyo Tortugas. Dichos tributarios contribuyen al escurrimiento total del río Carcarañá, con una granvariabilidad estacional de caudales. En los años 2014 y 2015 se registraron en la cuenca importantes crecidas que provocaron la inundación de numerosas ciudades y campos en el sudeste de la provincia de Córdoba y sur de la provincia deSanta Fe (más de un millón de hectáreas inundadas). Frente a esta problemática fue necesario generar un conocimientomás detallado del comportamiento de la cuenca frente a eventos de crecida, para brindar a los organismos de gestión lainformación necesaria para la toma de decisiones. Es por ello que el objetivo del presente trabajo es caracterizar, de formaexperimental y numérica, el escurrimiento superficial de este sistema fluvial para los eventos de crecida de los años 2014y 2015, con el fin de desarrollar herramientas que permitan a las autoridades de gestión tomar las medidas necesariaspara mitigar los efectos de este tipo de eventos extraordinarios. Para cumplir con esto se realizó la cuantificación de caudales en diferentes puntos de la cuenca (que incluyó la evaluación del funcionamiento de los órganos de descarga de lapresa de Embalse de Río Tercero), mediante el uso de un ADCP diseñado para aguas poco profundas. Con la informaciónobtenida, se determinaron los parámetros hidráulicos del flujo y se realizó el ajuste de curvas Altura-Caudal para nuevesecciones en toda la cuenca y se analizó la evolución de los hidrogramas en diferentes secciones en donde se reflejacómo impacta la operación de los órganos de evacuación del embalse en los caudales escurridos. Finalmente, utilizandola información obtenida de las mediciones de campo se implementaron y calibraron dos modelos hidráulicos unidimensionales del escurrimiento en el cauce del río Tercero en las localidades de Bell Ville y Villa María (ubicadas en la provinciade Córdoba-Argentina). Los resultados obtenidos fueron utilizados en el período 2015/2016 por los organismos de gestiónpara determinar medidas estructurales y no estructurales a implementar.Carcarañá River basin (a sub-basin of La Plata River basin), is an important fluvial system in the central region of Argentina with area of over 50.000km2 . The basin extends over the center-south-east region of the Santa Fe province and center of Cordoba province in one of the most productive agricultural sites of both, the country and the world. The Carcarañá River has three major tributaries: (a) Tercero (Ctalamochita) River, (b) Saladillo River and (c) Tortugas Creek. These tributaries contribute in a different way to the discharge of Carcarañá River with a great seasonal variability of the flows. Major flooding have occurred in the basin in 2014 and 2015 and caused important damages in many towns and farmlands in the southeast region of the Córdoba province and south of Santa Fe province, and about one million of hectares were flooded. Flooding management requires a detailed characterization of the behavior of the fluvial system during flood events. Thus, the objective of this work is to characterize experimentally and numerically the surface flows in the basin for 2014 and 2015 floods events. To achieve this objective, a quantification of flow discharge was performed in different tributaries of the basin (including the quantification of effluent flow discharge of the Río Tercero Dam valves) using an ADCP YSI/SonTek RiverSurveyor S5 designed for shallow waters. The information obtained from field measurements was used to calibrate one-dimensional hydraulic models for two Tercero River reaches at Bell Ville and Villa Maria cities (located in the province of Córdoba, Argentina). In addition rating curves for nine river cross sections were calibrated for different tributaries in the basin. Using this information, the evolutions of the hydrographs in different cross sections were analyzed; thus it has been possible to evaluate how the early reservoir operation of the dams in the upstream basin impacts on the observed flow. The results obtained in this work were used by the government agencies for flood management regulating outflow from the dam and designing the infrastructure for flood mitigation, etcFil: Díaz Lozada, José Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Garcia Rodriguez, Carlos Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Herrero, Horacio Sebastian Julian. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Heredia Ligorria, Ana Inés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Lopez, Fabian. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Públicos. - Gobierno de la Provincia de Cordoba. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Publicos.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Castelló, Edgar. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Públicos. - Gobierno de la Provincia de Cordoba. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Publicos.; ArgentinaFil: Brarda, Juan Pablo. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Públicos. - Gobierno de la Provincia de Cordoba. Ministerio de Agua, Ambiente y Servicios Publicos.; Argentin

Flow structure at a confluence: experimental data and the bluff body analogy

An experimental characterization of the hydrodynamics of a mixing interface at an open channel confluence is presented. In the laboratory experiments, both a confluence and a cylinder set-up were studied in order to validate the bluff body analogy, which has been proposed to characterize the mixing interface. The experimental characterization included flow visualization and the computation of the mean flow field, time scales of the coherent structures, and turbulent kinetic energy. The comparison among the two configurations confirms the validity of the analogy as similar features were found for the mean flow field and time scales of the coherent structures. However, differences in the length of the stagnation zone, the flow velocity deficit, and the turbulence intensity were observed. These differences should be taken into account when the bluff body analogy is used to characterize the confluence hydrodynamics and to quantify the mixing at the confluence interface.Fil: Herrero, Horacio Sebastian Julian. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: García, Carlos M.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pedocchi, Francisco. Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental; UruguayFil: Guillermo, López. Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental; UruguayFil: Szupiany, Ricardo Nicolas. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Departamento de Hidráulica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Pozzi Piacenza, Cecilia Elena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentin

The influence of tributary flow density differences on the hydrodynamic behavior of a confluent meander bend and implications for flow mixing

The goal of this study is to evaluate the influence of tributary flow density differences on hydrodynamics and mixing at a confluent meander bend. A detailed field characterization is performed using an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) for quantification of the 3D flow field, flow discharge and bathymetry, as well as CTD measurements (conductivity, temperature, depth) to characterize the patterns of mixing. Satellite images of the confluence taken at complementary times to the field surveys were analyzed to evaluate the confluence hydrodynamics at different flow conditions. The results illustrate the differences in hydrodynamics and mixing length in relation to confluences with equal density tributaries. At low-density differences, and higher discharge ratio (Qr) between the two rivers, the flow is similar to equi-density confluent meander bends. In contrast, at high-density differences (low Qr), the tributary flow is confined to near the confluence but the density difference causes the flow to move across channel. In this case, the density difference causes the lateral spread of the tributary flow to be greater than at a greater Qr when the density difference is less. These results illustrate the potential importance of density differences between tributaries in determining the rate and spatial extent of mixing and sediment dispersal at confluent meander bends.Fil: Herrero, Horacio Sebastian Julian. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Estudios Tecnológicos Sobre el Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Díaz Lozada, José Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Garcia Rodriguez, Carlos Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Szupiany, Ricardo Nicolas. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Best, James L.. University of Illinois at Urbana; Estados UnidosFil: Pagot, Mariana Renee. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.exactas Físicas y Naturales. Departamento de Hidraulica; Argentin