RESUMEN La eficiencia energética de los sistemas de riego es un aspecto de gran importancia en todos los procesos de diseño y manejo; por este motivo se desarrolló una investigación en la finca “Tío Pedro” ubicada en el municipio de Venezuela, provincia Ciego de Ávila durante los años 2021 y 2022 con el objetivo de estimar el rendimiento energético general en el sistema de riego por surcos. Durante este periodo la unidad de bombeo funcionó con el siguiente régimen de operación promedio: caudal de bombeo de 61,1 L s-1; tiempo de bombeo de 2,8 horas y carga de bombeo de 18,2 m. Este comportamiento determinó una potencia hidráulica de 10,9 kW y rendimiento de la bomba de 85,2%. La energía suministrada en el bombeo fue de 429,4 kWh y la energía absorbida en el periodo evaluado de 631,9 kWh. En relación con los parámetros energéticos del sistema se obtuvo un balance energético del suministro de 7,4 m; un índice de carga energética del sistema de 15,2 m; un rendimiento energético del bombeo de 68,2% (excelente) y un rendimiento energético general del sistema de 34,0% (normal).

ABSTRACT The energy efficiency of irrigation systems is an aspect of great importance in all design and management processes; For this reason, an investigation was carried out in the "Tío Pedro" farm located in the municipality of Venezuela, Ciego de Ávila province during the years 2021 and 2022 with the objective of estimating the general energy yield in the furrow irrigation system. During this period, the pump unit offers the following average operating regime: pump flow rate of 61.1 L s-1; pumping time of 2,8 hours and pumping head of 18.2 m. This behavior reduces a hydraulic power of 10.9 kW and a pump efficiency of 85.2%. The energy supplied in pumping was 429.4 kWh and the energy absorbed in the evaluated period was 631.9 kWh. In relation to the energy parameters of the system, an energy balance of the supply of 7,4 m was obtained; a system energy load index of 15.2 m; an energy efficiency of the pumping of 68.2% (excellent) and a general energy efficiency of the system of 34.0% (normal).

RESUMEN El estudio se realizó en la finca Tío Pedro en el municipio de Venezuela, en la provincia de Ciego de Ávila, tuvo como objetivo proponer modelos matemáticos para estimar los parámetros hidráulicos de un sistema de bombeo utilizando la técnica de riego por surcos para el cultivo del frijol negro. Los resultados mostraron fluctuaciones esperadas en los parámetros hidráulicos como caudal, carga, potencia hidráulica, tiempo de bombeo y volumen bombeado. Se encontraron relaciones funcionales entre el caudal y la carga de bombeo, así como entre la potencia hidráulica, el caudal y la carga de bombeo. Estas relaciones pueden mejorar el funcionamiento del sistema de bombeo, ahorrar energía y aumentar la eficiencia de la bomba. Además, se desarrollaron funciones para predecir las curvas características de la carga, la eficiencia de la bomba y del sistema en general. Estos resultados pueden mejorar la eficiencia energética y la gestión del agua en la agricultura.

ABSTRACT The study was carried out at the Tío Pedro farm in the municipality of Venezuela, in the province of Ciego de Ávila, with the objective of proposing mathematical models to estimate the hydraulic parameters of a pumping system using the furrow irrigation technique for the cultivation of black bean. The results showed expected fluctuations in hydraulic parameters such as flow rate, head, hydraulic power, pumping time, and pumped volume. Functional relationships were found between flow and pumping head, as well as between hydraulic power, flow and pumping head. These ratios can improve pump system performance, save energy, and increase pump efficiency. In addition, functions were developed to predict the characteristic curves of the load, the efficiency of the pump and the system in general. These results can improve energy efficiency and water management in agriculture.

Abstract Compaction is a fundamental step in pervious concrete production and affects its mechanical and hydraulic properties. In this study, two pervious concrete mixtures were compacted with three different energies, distributed in two and three layers. The effects on porosity, mechanical strength and hydraulic conductivity were evaluated. The increase in compaction energy resulted in a proportional reduction in porosity. Increases in compressive strength from 17 to 36% were observed. However, permeability reduced proportionally, with decreases of 0.2 to 0.4 cm/s. The three-layer compaction resulted in a more homogeneous vertical distribution of porosity when compared to the two-layer compaction. Although the aggregate/cement ratio was the most influential parameter, the compaction energy should also be considered in the pervious concrete mixture design. While increasing the compaction energy enhances the mechanical strength of pervious concrete, excessive compaction may cause the fracture of the coarse aggregate, reducing its mechanical and hydraulic performance. Thus, for each mixture an optimum compaction energy can be defined to maximize the performance of pervious concrete.

Resumo A compactação é uma etapa fundamental na produção do concreto permeável e afeta suas propriedades mecânicas e hidráulicas. Neste estudo, duas misturas de concreto permeável foram compactadas com três níveis de energia, distribuídas em duas e três camadas. O efeito na porosidade, resistência mecânica e condutividade hidráulica foi analisado. O aumento da energia de compactação resultou em uma redução proporcional da porosidade. Consequentemente, um aumento da resistência à compressão de 17 a 36% foi observado. No entanto, a permeabilidade reduziu proporcionalmente, com perdas de 0,2 a 0,4 cm/s. A compactação do concreto em três camadas resultou em um perfil de distribuição vertical da porosidade mais homogêneo quando comparado à compactação em duas camadas. Embora a relação agregado/cimento tenha sido o parâmetro mais influente, a energia de compactação também deve ser levada em consideração na dosagem do concreto permeável. Embora o aumento da energia de compactação melhore a resistência mecânica do concreto permeável, a compactação excessiva pode causar a fratura do agregado graúdo, reduzindo o seu desempenho mecânico e hidráulico. Dessa forma, para cada mistura uma energia de compactação ótima pode ser definida para maximizar o desempenho do material.

ABSTRACT The paper presents a case study of a hydroelectric facility with water depletion problems. The objective was to evaluate the use of the available hydro-energy potential by applying an integrating methodology contributing to the improvement of energy efficiency and the use of water resources in the process of transforming hydraulic energy into electricity. The results demonstrate the existence of overconsumption of available water and oversizing of the mechanical transmission, both of which constitute operating problems. The solution to the problem, although simple, provided a methodology that integrates knowledge of fluid dynamics, hydraulic turbines, electrical machines and machine elements. The analyzed problem constitutes an integrating exercise for undergraduate and postgraduate teaching in the area of Hydroenergy and the rational use of water resources.

RESUMEN El trabajo presenta un estudio de caso en una instalación hidroeléctrica con problemas de agotamiento de agua. El objetivo fue evaluar el aprovechamiento del potencial hidro energético disponible aplicando una metodología integradora contribuyendo a la mejora de la eficiencia energética y el uso de los recursos hídricos en el proceso de transformación de la energía hidráulica en eléctrica. Los resultados demuestran la existencia de sobreconsumo del agua disponible y sobredimensionamiento de la transmisión mecánica, ambos constituyen problemas de operación. La solución al problema, aunque sencilla, aportó una metodología que integra conocimientos de dinámica de los fluidos, turbinas hidráulicas, máquinas eléctricas y elementos de máquinas. El problema analizado constituye un ejercicio integrador para la enseñanza de pregrado y postgrado en el área de Hidroenergía y el uso racional de recursos hídricos.

ABSTRACT Hospitals are large consumers of water. A detailed understanding of how water is used in hospital buildings allows greater precision evaluating water conservation strategies, sizing building plumbing systems, forecasting urban water demand and, consequently, managing water demand and creating public policies for water conservation in hospitals. However, there is a lack of specific data on water use in health care buildings. In order to contribute to knowledge, this research aimed to analyse water end-use consumption in a public hospital in Brasilia, Brazil. With this in mind, a method was designed that was capable of collecting information on consumption, flow, frequency and duration of water use per fixture device, understanding water use habits and building maintenance routines, in addition to identifying plumbing inefficiency in hospitals. The method proved to be capable of generating building consumption indicators (per capita, per area and per bed), sectorized consumption and end uses of water, based on the main variables that affect water consumption in hospitals. Overall, the hospital presented building consumption indicators equivalent to 113.46 litres per person per day, 11.16 litres per built area per day and 854.81 litres per bed per day. Results indicate that toilet flushing had the highest water consumption rate (23%), followed by general purpose sinks (18%), washing machines (18%) and kitchen sinks (15%), due to high frequency of daily use and fixture/appliance flow-rates. Elevated fixture flow-rates and leakage rates (10%) are associated with an out-dated and worn-out plumbing system, suggesting that public investments are needed for building retrofit in order to promote water saving and conservation.

RESUMO Hospitais são grandes consumidores de água. A compreensão detalhada dos usos finais de água em edificações hospitalares abre o caminho para uma maior precisão na avaliação de diferentes estratégias de conservação de água, dimensionamento de sistemas prediais, previsão da demanda urbana de água e, consequentemente, na gestão da demanda de água e criação de políticas públicas voltadas à conservação de água em hospitais. Entretanto, observa-se uma carência de dados específicos sobre o uso de água em edificações hospitalares. Com o intuito de contribuir para o conhecimento, esta pesquisa teve como objetivo analisar os usos finais de água em um hospital público de Brasília/DF. Para tanto, foi delineado um método capaz de coletar informações de consumo, vazão, frequência e duração de uso da água por aparelho hidrossanitário, compreender os hábitos de uso de água e rotinas de manutenção predial, além de identificar vazamentos e ineficiência hidráulica em hospitais. O método demonstrou ser capaz de gerar indicadores de consumo predial diário (por pessoa, por área e por leito), de consumo setorizado e de usos finais de água, com base nas principais variáveis que afetam o consumo de água em hospitais. Em geral, o hospital apresentou indicadores de consumo predial equivalentes a 113,46 litros por pessoa por dia, 11,16 litros por área construída por dia e 854,81 litros por leito por dia. Resultados mostram que as bacias sanitárias apresentaram os maiores índices de consumo de água (23%), seguidas pelas pias de uso geral (18%), máquinas de lavar roupas (18%) e pias de cozinha (15%), em função de elevada frequência de uso diário e vazão dos equipamentos. Elevada vazão de aparelhos hidrossanitários e altos índices de vazamento (10%) estão associados a um sistema predial datado e desgastado, o que sugere a necessidade de investimentos públicos para uma readequação dos sistemas hidráulicos prediais a fim de promover economias e conservação da água.

Resumo A incorporação de resíduos ao solo tornou-se uma solução economicamente viável e sustentável na engenharia geotécnica, uma vez que muitos rejeitos industriais quando associados a outros materiais, se demonstram capazes de sanar propriedades requeridas em projetos. Esta pesquisa objetivou formar misturas de solo incorporadas com dois tipos diferentes de resíduos com a finalidade de empregá-las em camadas impermeáveis (liners) de aterros sanitários. Desenvolveram-se 6 misturas de solo-resíduo, onde foi variado o teor de resíduo e a energia de compactação, sendo elas normal (NOR) e modificada (MOD). As misturas formuladas foram: 0R-NOR, 10LC-NOR, 10GA-NOR, 0R-MOD, 10LC-MOD e 10GA, onde 10LC significa adição de 10% de lama de cal e 10GA significa adição de 10% de gesso agrícola, ambas as adições em relação à massa seca de solo. As misturas foram submetidas ao ensaio de permeabilidade de carga variável para verificá-las quanto aos padrões requeridos para liners. Tanto a energia de compactação quanto a adição do resíduo foram capazes de reduzir a permeabilidade do solo, entretanto, a porcentagem de material adicionada à mistura não foi suficiente para atingir valores menores que E-07 cm/s.

Abstract Soilwaste has become an economically viable and sustainable solution in geotechnical engineering, whereas many industrial tailings, when associated with other materials are able to satisfy the properties required in projects. This study aimed to form incorporated soil mixtures with two types of waste aiming to use them in landfill liners. Six soil-waste mixtures were developed, where the waste quantity and the compaction energy were varied. They were normal (NOR) and modified (MOD). The formulated mixtures were: 0R-NOR, 10LM-NOR, 10AG-NOR, 0R-MOD, 10LM-MOD and 10AG-MOD, where 10LM means an addition of 10% lime-mud and 10AG means an addition of 10% agricultural-gypsum, both in relation to dry soil mass. The mixtures were subjected to the variable load permeability test to verify them in terms of the required liner parameters. It is worth mentioning that both compaction energy and waste addition were able to reduce soil permeability, however, the percentage of material added to the mixture was not sufficient to reach values lower than E-07 cm/s.

ABSTRACT The waves energy let get electricity from kinetic energy contained in the sea waves. Certain localities of the coastal zone of Santiago de Cuba offer potentialities to exploit this resource. The objective is to present a software implemented in Matlab 2015, to determine, based on dissimilar wind speeds and directions, the parameters that characterize wave behavior, generate a 3D animated simulation where the behavior of this is reproduced and determine the Linear power density, kW/m, taking those with the highest incidence in the El Sardinero area. The "Niord" software was designed and its accuracy was verified by comparison with recorded data, obtaining values similar to those reported in a meteorological station.

RESUMEN La undimotriz posibilita generar electricidad a partir de la energía cinética contenida en las olas del mar. Determinadas localidades de la zona costera de Santiago de Cuba brindan potencialidades para explotar este recurso. El objetivo es presentar un programa implementado en Matlab 2015, para determinar, en función de disimiles velocidades del viento y sus direcciones, los parámetros que caracterizan el comportamiento del oleaje, generar una simulación animada en 3D donde se reproduzca el comportamiento de este y determinar la densidad lineal de potencia, kW/m, tomando los de mayor incidencia en la zona de El Sardinero. Se diseñó el programa "Niord" y se comprobó su precisión por comparación con datos registrados, obteniéndose valores semejantes a los reportados en una estación meteorológica.

ABSTRACT The use of reverse osmosis for water treatment has been very successful in projects where it has been used, achieving excellent quality water. In the present work, the evaluation of the replacement of cartridge filters with mesh filters in the reverse osmosis water treatment plant of a rum factory was carried out. Through the use of mesh filters, it was possible to obtain treated water with values of electrical conductivity and count of microorganisms below that established in Cuban standards, while the osmotic pressure reached an average value of 7.98 atm. The energy losses due to the passage of the fluid through the proposed filter were also reported, which are small due to the low velocities of the fluid through the channels; as well as the values of the filtering volumes as a function of time. The design and operation parameters of the proposed mesh filter were defined. Finally, the values of the hydraulic resistance constants of the filtering membrane (C) and the one that takes into account the procedure regime and the physical-chemical properties of the sediment and liquid (K) were experimentally determined, which had values of 3.38x105 m3/m2 and 2.00x104 m2/s, respectively. It is concluded that the proposed mesh filters can be used satisfactorily in the filtration stage evaluated, and thus replace the cartridge filters currently used.

RESUMEN El empleo de la osmosis inversa para el tratamiento de agua ha tenido un gran éxito en los proyectos donde se ha utilizado, consiguiéndose un agua de excelente calidad. En el presente trabajo se efectuó la evaluación de la sustitución de filtros de cartucho por filtros de malla en la planta de tratamiento de agua por osmosis inversa de una fábrica de ron. Mediante la utilización de los filtros de malla se logró obtener un agua tratada con valores de conductividad eléctrica y de conteo de microorganismos por debajo de lo establecido en las normas cubanas, mientras que la presión osmótica alcanzó un valor medio de 7,98 atm. Se reportaron además las pérdidas de energía debido al paso del fluido por el filtro propuesto, las cuales son pequeñas debido a las bajas velocidades del fluido por los canales; así como también los valores de los volúmenes de filtrado en función del tiempo. Se definieron los parámetros de diseño y operación del filtro de mallas propuesto. Por último, se determinaron experimentalmente los valores de las constantes de resistencia hidráulica de la membrana filtrante (C) y aquella que toma en cuenta el régimen del procedimiento y las propiedades físico-químicas del sedimento y del líquido (K), las cuales tuvieron valores de 3,38x105 m3/m2 y 2,00x104 m2/s, respectivamente. Se concluye que los filtros de malla propuestos pueden ser empleados satisfactoriamente en la etapa de filtración evaluada, y de esta manera sustituir a los filtros de cartucho actualmente empleados.

Resumen. Objetivo/Contexto: El presente artículo analiza la evolución e historia de los usos del agua del río Bogotá y su cuenca en general, y los usos para irrigación en particular, que se desarrollaron a lo largo del siglo xx, y que sostuvieron competencia por el recurso hídrico frente a los usos para el servicio de acueducto y energía eléctrica para la ciudad de Bogotá. Metodología: El artículo presenta la reconstrucción por medio de las publicaciones tanto de las asociaciones de ingenieros y agricultores como de los funcionarios estatales encargados del fomento agrícola de los usos de irrigación de las aguas del río Bogotá y su cuenca durante el siglo xx, a través de la creación del distrito de riego de La Ramada y su operación hasta el día de hoy por entidades como la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (car). Originalidad: Ante el protagonismo que, en los estudios de historia ambiental en Colombia, ha tenido la región de la Sabana de Bogotá, correspondiente a la cuenca del río del mismo nombre que la caracteriza, este artículo ofrece un estudio de los modernos usos de irrigación que se han dado en el río Bogotá, en comparación con los usos más estudiados correspondientes a los servicios de acueducto y generación de energía eléctrica, lo cual permitió no solo entender la subordinación de recursos naturales como el agua de la Sabana de Bogotá al crecimiento urbano de Bogotá, sino el conflicto por asignar prioridades entre estos usos. Conclusiones: El artículo contribuye a visibilizar el protagonismo de los usos de irrigación del río Bogotá y su cuenca dentro de las múltiples obras de moderna ingeniería hidráulica que han buscado explotar y conservar el agua de la región, y resalta la importancia de tener en cuenta estos usos para la profundización de futuros estudios de la historia ambiental.

Abstract. Objective/Context: This article analyzes the evolution and history of water uses of the Bogotá River and its basin, with a special focus on irrigation uses. Throughout the twentieth century, these uses maintained competition for water resources against aqueduct service and electric power generation uses for the city of Bogotá. Methodology: The article reconstructs water uses for irrigation from the Bogotá River and its basin during the twentieth century from the creation of the La Ramada irrigation district to its operation at present by entities such as the Regional Autonomous Corporation of Cundinamarca (car, for its initials in Spanish). For this purpose, it uses the publications of engineer and farmer associations and state officials in charge of agricultural promotion. Originality: Given the prominence that the Savannah of Bogotá region-corresponding to the basin of the river of the same name-has had in environmental history studies in Colombia, this article examines modern irrigation uses of the Bogotá River, in comparison with the most studied uses that correspond to aqueduct services and electric power generation, which allowed understanding not only the subordination of natural resources such as water in the Savannah of Bogotá to the urban growth of Bogotá, but also the conflict of assigning priorities between these uses. Conclusions: The article aims to visualize the importance of irrigation uses of the Bogotá River and its basin within multiple works of modern hydraulic engineering that have sought to exploit and conserve water in the region. It also highlights the importance of considering these uses for more detailed studies of environmental history in the future.

Resumo. Objetivo/contexto: este artigo analisa a evolução e a história dos usos da água do rio Bogotá e sua bacia, em geral, e os usos para a irrigação, em particular, que foram desenvolvidos ao longo do século xx e que motivaram a disputa pelo recurso hídrico ante os usos para o serviço de aqueduto/saneamento e energia elétrica para a cidade de Bogotá, Colômbia. Metodologia: apresenta-se a reconstrução por meio das publicações tanto das associações de engenheiros e agricultores quanto dos funcionários estatais encarregados do fomento agrícola, dos usos de irrigação das águas do rio Bogotá e sua bacia durante o século xx por meio da criação do distrito de irrigação de La Ramada e sua operação até o dia de hoje por entidades como a Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca. Originalidade: diante do protagonismo que, nos estudos de história ambiental na Colômbia, a região da Sabana de Bogotá vem tendo, correspondente à bacia do rio Bogotá, este artigo oferece um estudo dos modernos usos de irrigação que acontecem nesse rio, em comparação com os usos mais estudados quanto aos serviços de aqueduto/saneamento e geração de energia elétrica, o que permitiu não somente entender a subordinação de recursos naturais como a água da Sabana de Bogotá ao crescimento urbano dessa cidade, mas também o conflito por estabelecer prioridades entre esses usos. Conclusões: este artigo contribui para visibilizar o protagonismo dos usos de irrigação do rio Bogotá e sua bacia dentro das múltiplas obras de moderna engenharia hidráulica que vêm buscando explorar e conservar a água da região, além de destacar a importância de considerar esses usos para aprofundar futuros estudos de história ambiental.

Resumen El diámetro en sistemas a presión de agua potable es posible determinarlo mediante una ecuación polinómica de quinto grado. Como variables de entrada se tiene: Q: caudal (m3/s), H: pérdida de carga (m); L: longitud de la tubería (m); ε: rugosidad (m), 𝜗: viscosidad cinemática (m2/s) y Ʃk: sumatoria de coeficientes de pérdidas menores (adimensional). Aplicado la ecuación de la energía para un sistema hidráulico compuesto por dos tanques conectados con una tubería de diámetro constante y aceptando la ecuación de Colebrook-White y la ecuación de Darcy-Weisbach se obtiene una expresión subdeterminada debido a que se establecen más incógnitas que ecuaciones. Este problema se soluciona implementando un bucle anidado para el coeficiente de fricción y el diámetro. Este artículo propone una Red Neuronal Artificial (RNA) implementando el método de Retropropagación Levenberg-Marquardt para estimar el diámetro a partir de la función de transferencia log-sigmoidal, esto bajo condiciones estacionarias de flujo. El conjunto de las señales de entrenamiento está conformado por 5,000 datos aleatorios que siguen una distribución normal, calculados en Visual Basic (®Excel). Los estadísticos utilizados para la evaluación de la red corresponden al error medio cuadrático, el análisis de regresión y la función de entropía cruzada. La arquitectura que demostró un mejor redimento correspondió a una capa oculta con 25 neuronas (6-25-1) presentando un MSE igual a 5.41E-6 y 9.98E+00 para el Coeficiente de Correlación de Pearson. La validación cruzada del esquema neuronal se realizó a partir de 1,000 señales de entrada independientes del conjunto de entrenamiento obteniendo MSE igual 6.91E-6. La red neuronal propuesta calcula el diámetro con un error relativo igual a 0.01% con respecto a los valores obtenidos a partir de ®Epanet, evidenciando la capacidad de generalización del sistema optimizado.

Abstract The fifth-degree polynomial equation determines the diameter in pressurized drinking water systems. The input variables are Q: flow (m3/s), H: pressure drop (m); L: pipe length (m); ε: roughness (m), ϑ: kinematic viscosity (m2/s), and Ʃk: sum of minor loss coefficients (dimensionless). After applying the energy equation for a hydraulic system composed of two tanks connected to a pipe of constant diameter and accepting the Colebrook-White and the Darcy-Weisbach equations, an undetermined expression is obtained since more unknowns than equations are established. This problem is solved by implementing a nested loop for the coefficient of friction and the diameter. This article proposes an Artificial Neural Network (ANN) implementing the Levenberg-Marquardt backpropagation method to estimate the diameter from the log-sigmoidal transfer function under stationary flow conditions. The training signals set consists of 5,000 random data that follow a normal distribution, calculated in Visual Basic (®Excel). The statistics used for the network evaluation correspond to the mean square error, the regression analysis, and the cross-entropy function. The architecture with the best performance had a hidden layer with 25 neurons (6-25-1) presenting an MSE equal to 5.41E-6 and 9.98E+00 for the Pearson Correlation Coefficient. The cross-validation of the neural scheme was carried out from 1,000 independent input signals from the training set, obtaining an MSE equal to 6.91E-6. The proposed neural network calculates the diameter with a relative error equal to 0.01% concerning the values obtained with ®Epanet, evidencing the generalizability of the optimized system.

Resumo O diâmetro em sistemas de água potável pressurizada pode ser determinado por meio de uma equação polinomial de quinto grau. Como variáveis de entrada temos: Q: vazão (m3/s), H: perda de carga (m); L: comprimento do tubo (m); ε: rugosidade (m), ϑ: viscosidade cinemática (m2/s) e Ʃk: soma dos coeficientes de perdas menores (adimensional). Aplicando a equação de energia para um sistema hidráulico composto por dois tanques conectados por uma tubulação de diâmetro constante e aceitando a equação de Colebrook-White e a equação de Darcy-Weisbach, obtém-se uma expressão subdeterminada, pois se estabelecem mais incógnitas do que equações. Este problema é resolvido implementando um loop aninhado para o coeficiente de atrito e o diâmetro. Este artigo propõe uma Rede Neural Artificial (RNA) implementando o método Backpropagation de Levenberg-Marquardt para estimar o diâmetro a partir da função de transferência log-sigmoidal, isto sob condições de fluxo permanente. O conjunto de sinais de treinamento é composto por 5.000 dados aleatórios que seguem uma distribuição normal, calculados em Visual Basic (®Excel). As estatísticas utilizadas para a avaliação da rede correspondem ao erro quadrático médio, à análise de regressão e à função de entropia cruzada. A arquitetura que apresentou melhor rendimento correspondeu a uma camada oculta com 25 neurônios (6-25-1) apresentando um MSE igual a 5,41E-6 e 9,98E+00 para o Coeficiente de Correlação de Pearson. A validação cruzada do esquema neural foi realizada a partir de 1.000 sinais de entrada independentes do conjunto de treinamento, obtendo-se MSE igual a 6,91E-6. A rede neural proposta calcula o diâmetro com um erro relativo igual a 0,01% em relação aos valores obtidos do ®Epanet, mostrando a capacidade de generalização do sistema otimizado.

Abstract Ecuadorian’s Amazon region in several oil well PADs the associated gas is burned causing environmental problems, socio-environmental conflicts, loss of energy and uncontrolled emissions CO2. The objective of this study was to take advantage of gas to generation electric energy from any oil PAD in which optimization is required. The study case was for the Sacha field located in the Ecuadorian’s Amazon, through the change operating parameters, for the management of gas from an oil PAD to production station using the available artificial lift system. Through the collection of information on the reservoir, design of installed electrosumersible equipment and surface facilities two simulation scenarios were established. In the fist scenario, current bottom and surface designs were adjusted according to the required pressure in each oil PAD. In the second scenario by means of hydraulic sensitivities, adjustment, and redesign of electrosumersible equipment, the hydraulics were carried out by defining the new pressure value required in each oil PAD and with this pressure value each of the designs of the electrosumersible pumps was adjusted. For the gas coming through the annular space, it was considered to compress it, redirecting it to the production line with the new pressure required. The volume gas advantage was the 2.006 MSCFD for a period of 6 years, there would be a saving of $ 5’935.120 in electricity generation and the sale of carbon credits stopping 241.121 tons of CO2.

Resumen En la región amazónica del Ecuador en muchas plataformas petroleras el gas asociado no es aprovechado, quemándolo, suscitando problemas ambientales, conflictos socioambientales, pérdida de energía y emisiones no controladas de CO2. El objetivo del presente estudio fue aprovechar el gas para la generación de energía eléctrica de cualquier plataforma petrolera en la que se requiera realizar la optimización; el caso de estudio fue para el campo Sacha ubicado en la región Amazónica del Ecuador, mediante el cambio de parámetros operativos, para el manejo del gas desde una plataforma de producción hasta una estación central utilizando el sistema de levantamiento artificial disponible. Mediante la recopilación de información del yacimiento, diseño de equipos electrosumergibles instalados y facilidades de superficie; se establecieron dos escenarios de simulación, en el primer escenario se ajustaron diseños actuales de fondo y superficie en función de la presión requerida en cada plataforma; en el segundo escenario mediante sensibilidades de hidráulica, ajuste y rediseño de equipos electrosumergibles, se realizó la hidráulica definiendo el nuevo valor de presión necesaria en cada plataforma, y con este valor de presión se ajustó cada uno de los diseños de las bombas electrosumergibles. Para el gas proveniente por el espacio anular se consideró comprimirlo, redireccionándolo a la línea de producción con la nueva presión requerida. Al aprovechar el volumen de gas 2.006 MSCFD para un período de 6 años, se tendría un ahorro de $5’935.120 en generación eléctrica y por venta de bonos de carbono, dejando de emitir 241.121 Ton de CO2.

ABSTRACT The hydroelectric generation process is essentially composed of three stages that are the water reservoir, the transformation of hydraulic energy to electrical energy and the delivery of electrical energy for distribution. In the reservoir stage, the quantification of greenhouse gas emissions was carried out using the methodology proposed by the United Nations Organization, called the 2006 Intergovernmental Panel for Climate Change in ten Peruvian hydroelectric plants. It was concluded that, in the first phase of hydroelectric generation, which is that of the reservoir, the total significant contamination of carbon dioxide, CO2, reached 83947 tons per year and the results were compared by comparing data obtained from Brazilian hydroelectric reservoirs.

RESUMEN El proceso de generación hidroeléctrica se compone esencialmente de tres etapas que son la del embalse de agua, la de transformación de energía hidráulica a energía eléctrica y la de entrega de la energía eléctrica para su distribución. En la etapa del embalse se realizó la cuantificación de emisiones de gases de efecto invernadero usando la metodología propuesta por la Organización de las Naciones Unidas, denominada Panel Intergubernamental para el Cambio Climático del 2006 en diez centrales hidroeléctricas peruanas. Se concluyó que, en la primera fase de la generación hidroeléctrica, que es la del embalse, la contaminación significativa total de dióxido de carbono, CO2, llegó a ser 83947 toneladas por año y se contrastó los resultados comparando con datos obtenidos de embalses similares de hidroeléctricas brasileñas.

Resumen: Este documento expone una investigación que tiene como objetivo aportar a la mitigación del cambio climático, además de buscar autonomía energética basándose en Energías Renovables. Por tal motivo esta investigación evalúa la prefactibilidad de un sistema de almacenamiento de energía renovable basado en bombeo de agua en la isla San Cristóbal - Galápagos, donde se tiene una fuente de energía almacenada debido a la diferencia de nivel disponible en la laguna El Junco. Se realizan los cálculos en base a la curva de demanda de la isla durante el año 2018, contando con que se desea cubrir el pico de dicha demanda de energía de la noche que se encuentra entre las 16h00 y las 22h00. Se calculan los tanques de almacenamiento de acuerdo al volumen requerido además de las características que deben tener los generadores de energía. Para el retorno del agua usada en la generación se calcula un sistema de bombeo en base a la energía obtenida por medio del recurso eólico de San Cristóbal, mismo que corresponde a 3 aerogeneradores de los cuales se analiza su curva de potencia, y junto con la velocidad promedio del viento por hora durante el año 2018, se obtiene la energía entregada por los aerogeneradores para realizar el bombeo requerido, además de las características de las bombas. Los resultados muestran que la propuesta es viable en vista de que se cubre la demanda del pico de la noche, considerando que la energía usada es netamente renovable.

Abstract: This document presents an investigation that aims to contribute to the mitigation of climate change, in addition to seeking energy autonomy based on Renewable Energy. For that reason, this research evaluates the prefeasibility of a renewable energy storage system based on water pumping on San Cristóbal - Galápagos Island, where there is a potential energy source located in El Junco lagoon. For this, the calculations were made based on the island's demand curve during 2018, taking into account that it is desired to cover the peak of such energy demand -at night that is between 16:00h and 22:00h-. Storage tanks are calculated according to the required volume, in addition to the characteristics that the generators may have to cover that peak demand. For the return of the water used in the generation, a pumping system is calculated based on the energy obtained through the wind resource of San Cristóbal, which corresponds to 3 wind turbines -of which its power curve is analyzed together with the average speed of the wind per hour during 2018-. The energy delivered by the wind turbines to carry out the required pumping is obtained, in addition to the required characteristics of the pumps. The results demonstrate that the proposal is viable given that the demand for the night peak is covered, considering that the energy used is purely renewable.

ABSTRACT Due to the increase in electricity demand worldwide, the unstable oil prices and the vulnerability of the environment for the greenhouse gases issued, numerous ways to generate electricity through alternative sources of energy are currently being investigated. One of these renewable sources of energy is the hydrokinetic turbines. In this investigation the hydrokinetic turbines are analyzed, making an analysis of different aspects by the elaboration of a software, wish provides the necessary information to make the study in any water resource of the country, calculating the energy estimate for Cuba conditions, having into account the decide location, hydrokinetic turbine type and its characteristics. The study case for possible installation of hydrokinetic turbines is Banes bay.

RESUMEN Debido al incremento de la demanda eléctrica a nivel mundial, los inestables precios del petróleo y la vulnerabilidad del medio ambiente por la emisión de gases de efecto invernadero, actualmente se investigan numerosas maneras de generar electricidad a través de fuentes alternativas de energía. Una de estas fuentes de generación alternativa son las turbinas hidrocinéticas. En esta investigación se analizan dichas turbinas, haciendo un análisis mediante la elaboración de un software que brinda, entre otros aspectos la información necesaria para hacer el estudio de cualquier recurso hidráulico del país, calculando la estimación de energía para las condiciones cubanas, teniendo en cuenta el lugar elegido, el tipo de turbina a emplear y sus características. Se analiza como caso de estudio para la posible instalación de turbinas hidrocinéticas la Bahía de Banes.

RESUMO Para adequar-se à realidade da sociedade contemporânea, a organização de todo e qualquer processo produtivo deverá prevê planos de gerenciamento de resíduos, que buscam encontrar alternativas técnicas, econômicas e ambientalmente viáveis para os subprodutos advindos de sua operação. Sob esta premissa as empresas Energia Pecém e Eneva, que gerenciam as Usinas Termelétricas Porto Pecém I e II, firmaram parceria com a Universidade Federal do Ceará (UFC), visando o desenvolvimento de projeto científico que objetivava dar destinos adequados aos resíduos advindos da queima do carvão mineral nas UTE’s. O resultado foi o desenvolvimento de diversos trabalhos que avaliaram alternativas para o emprego das cinzas. O presente estudo verificou a possibilidade de empregar as cinzas em camadas de barreiras impermeabilizantes de fundo de aterros (liners). Foram realizados diversos ensaios geotécnicos com o intuito de caracterizar o material e verificar se o mesmo possui as propriedades necessárias a utilização proposta, como por exemplo, a condutividade hidráulica, que para este fim deverá ser inferior a 10-7 cm/s. Entretanto, observou-se variabilidade significativa nos valores dos parâmetros estudados, o que levou a necessidade de analisar o uso de um material composto, misturas de solo (areia argilosa) e cinza composta em diferentes proporções, que apresentou resultados mais consistentes, atingindo valores de condutividade hidráulica próximos aos exigidos para uso como liner. Dentre as misturas de solo e cinza analisadas, mistura denominada S70C30 (70% de massa de solo e 30% em massa de cinza), apresentou um coeficiente de permeabilidade saturada de 4,26x10-7 cm/s que juntamente com outras características geotécnicas, mostrou-se adequada para o uso proposto.

ABSTRACT In order to adapt to the reality of contemporary society, the organization of any and all productive processes should include waste management plans, which seek to find technical, economic and environmentally viable alternatives to the by-products arising from its operation. Under this premise the companies Energia Pecém and Eneva, which manage the Porto Pecém I and II thermoelectric plants, entered into a partnership with the Federal University of Ceará, aiming at the development of a scientific project that aimed to provide adequate destinations for the residues arising from the burning of coal in the thermoelectric plants. The result was the development of several works that evaluated alternatives for the use of ashes. The present study verified the possibility of using the ashes in layers of waterproofing barriers of landfills (liners). Several geotechnical tests were carried out in order to characterize the material and verify if it has the necessary properties for the proposed use, such as hydraulic conductivity, which for this purpose should be less than 10-7 cm/s. However, significant variability was observed in the values of the studied parameters, which led to the need to analyze the use of a composite material, mixtures of soil (clayey sand) and composite ash in different proportions, which presented more consistent results, reaching hydraulic conductivity values close to those required for use as a liner. Among the mixtures of soil and ash analyzed, a mixture called S70C30 (70% soil mass and 30% ash mass) had a saturated permeability coefficient of 4.26x10-7 cm/s which together with other geotechnical characteristics, was adequate for the proposed use.