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Ítem Acceso Abierto Sedimentación en reservorios: modelación matemática y simulación numérica(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2000-10) Tarela, Pablo A.La capacidad natural de transporte de sedimentos de los ríos se ve disminuida, y hasta anulada, cuando estos cursos de agua son interrumpidos por la construcción de presas. El resultado es la sedimentación del material transportado, y la progresiva formación de depósitos que modifican la morfología del reservorio, ocasionando problemas como la disminución de la capacidad de almacenamiento del emprendimiento. La presente tesis describe la formulación teórica, implementación computacional y validación con datos de campo de un modelo matemático para simular el problema de la sedimentación en reservorios. El Capítulo 1 presenta un detallado análisis del problema de la sedimentación en reservorios, describiendo los efectos que tiene la construcción de la presa en relación al transporte de sedimentos. También se resumen los antecedentes en la cuantificación del problema, desde las relaciones empíricas tradicionales hasta los modelos matemáticos publicados en la literatura. La formulación del modelo matemático desarrollado en este trabajo se presenta en dos secciones, correspondientes al modelo hidrodinámico (Capítulo 2) y al modelo sedimentológico (Capítulo 3). En ambos casos, el desarrollo teórico está basado en un riguroso análisis de escalas espaciotemporales, incorporándose en ellos el estado del arte en el conocimiento de la cuantificación de los procesos de interacción entre fluido y sedimento. El modelo es bidimensional integrado en la dirección transversal. A partir de los conocimientos del autor, esta es la primera vez que un modelo de estas características es desarrollado para el problema de la sedimentación en reservorios. La resolución del modelo matemático se lleva a cabo numéricamente, a través del método de los elementos finitos. En el Capítulo 4 (modelo numérico) se presentan los detalles de la formulación e implementación del esquema numérico, que tiene la particularidad de introducir un nuevo elemento finito, especialmente adaptado al problema de interés. Para validar el modelo se utilizan datos de campo (Capítulo 5). Se simula la evolución morfológica del lecho del lago Mead (EE.UU.), obteniéndose un muy buen acuerdo entre los datos relevados y las predicciones del modelo, tanto para los perfiles del lecho como para la distribución de tamaños de partícula en los depósitos. La performance del modelo se contrasta con la del modelo unidimensional HEC-6, uno de los más utilizados en problemas de transporte fluvial de sedimento. Se muestra que el modelo bidimensional ofrece ventajas comparativas respecto del unidimensional. En el Capítulo 6 se describen los principales aportes de la tesis y las conclusiones del trabajo, a la vez que se sugieren posibles extensiones del mismo.Ítem Acceso Abierto Simulación numérica de la evolución de márgenes en canales curvos de material suelto(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2006-12) García, Pablo E.La tesis estudia la erosión de márgenes en ríos, un proceso frecuente que puede generar importantes impactos en poblaciones e infraestructuras, incluyendo daños materiales, pérdida de viviendas y afectación de obras civiles. Ante esta problemática, se propone el desarrollo de un modelo numérico capaz de simular la evolución de canales curvos en materiales no cohesivos, con posibilidad de extenderse a suelos cohesivos en el futuro. El enfoque adoptado busca simplificar el problema considerando solo los grados de libertad más relevantes, logrando mayor eficiencia computacional y claridad conceptual. Se utiliza una formulación hidrodinámica integrada en la vertical, que en canales curvos incorpora corrientes secundarias responsables de la erosión asimétrica. A su vez, el transporte de sedimentos se modela a partir de principios físicos, evitando el uso de formulaciones empíricas y favoreciendo su generalización. El modelo está compuesto por cuatro submodelos: hidrodinámico, sedimentológico, morfológico y de erosión de márgenes, este último basado en la pendiente crítica. La tesis abarca su desarrollo teórico, implementación numérica y validación en canales rectos y curvos. Finalmente, se presentan simulaciones que analizan la evolución de la geometría del canal bajo distintas condiciones, permitiendo obtener conclusiones y plantear futuras mejoras del modelo.Ítem Acceso Abierto Análisis de riesgo de duración de inundaciones en las áreas costeras del Río de la Plata considerando Cambio Climático(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2010-03) Lecertua, Emilio A.La Región Metropolitana de Buenos Aires representa la zona más densamente poblada del país, un extensa área de esta región se considera vulnerable a las inundaciones durante el pasaje de ondas de tormenta conocidas usualmente como "Sudestadas". En la presenta tesis se presenta una metodología para la construcción de mapas de riesgo de inundación sobre la costa argentina del Río de la Plata. Estos mapas se construyen para un escenario de línea de base (década de 1990) y dos escenarios futuros de Cambio Climático (década de 2030 y 2070), permitiendo evaluar las alturas y duraciones de las inundaciones para diferentes períodos de retorno. Para llevar a cabo los mapas de riesgo de inundación se utilizó un modelo hidrodinámico denominado RPP-2D, previamente calibrado y verificado, que permite representar la dinámica del Río de la Plata. Con el modelo se han obtenido niveles del río en estaciones de control, que permiten generar diferentes análisis estadísticos. Por un lado se estudió la frecuencia de ocurrencia de eventos para el caso de recurrencias intranuales y por el otro se efectuó un análisis de extremos bivariado para el caso de recurrencias interanuales. Con la información estadística y el modelo digital del terreno se construyeron los respectivos mapas de riesgo de inundación.Ítem Acceso Abierto Desplazamiento del frente de salinidad del Río de la Plata debido al aumento del nivel medio del mar(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2004-09) Kind, Martín V.El presente estudio tiene como objetivo determinar cómo habrá de variar la cuña salina, (interfase de transición entre el agua dulce de origen fluvial y el agua salada de origen marítimo) en el Río de la Plata, en respuesta al aumento que se registra en el nivel medio del mar. En particular, interesa conocer si puede producirse una penetración del frente salino hacia el interior del Río de la Plata capaz de poner en riesgo la capacidad de proveer de agua dulce a la Región Metropolitana de Buenos Aires, la cual perdería entonces sustentabilidad. Se implementa un modelo hidrodinámico tridimensional, al que se denomina RPP-3D, basado en el modelo computacional POM (Princeton Ocean Model). Éste se valida efectuando comparaciones entre las distribuciones de salinidad obtenidas de registros y las simuladas para escenarios medios de verano y de invierno. Se definen dos escenarios de aumento del nivel medio del mar, en correspondencia con proyecciones de Cambio Climático efectuadas por el IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change): uno representativo de condiciones posibles hacia fines del presente siglo XXI y otro vinculado con condiciones de altas concentraciones de gases de efecto invernadero, proyectado para fines del presente milenio. Se definen indicadores del desplazamiento y de variación de la concentración salina en el Río de la Plata, los cuales son calculados para los escenarios futuros en base a las predicciones obtenidas con el modelo RPP-3D. Se concluye que el desplazamiento del frente de salinidad hacia el interior del Río de la Plata es menor para el escenario de fin de siglo, haciéndose significativo para el escenario correspondiente con las altas concentraciones de gases de efecto invernadero. De todos modos, aún en este último caso, el frente de salinidad permanece suficientemente alejado de la Región Metropolitana de Buenos Aires como para garantizar su sustentabilidad.Ítem Acceso Abierto Análisis del avance del frente del Delta del Río Paraná(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2007-07) Sarubbi, AlejoLa desembocadura del Río Paraná en el Río de la Plata se da a través de un amplio delta originado por la deposición de sedimentos provenientes de toda la cuenca del Plata. Dichos sólidos, aportados principalmente por el Río Bermejo, hacen que el Delta del Río Paraná se encuentre en continuo crecimiento. La presente tesis constituye un análisis de investigación del avance del Frente del Delta del Río Paraná de manera de comprender la dinámica de ese avance ya sea en cuanto a su causa (sedimentos transportados por el Río Paraná), como así también respecto a su condicionamiento (corrientes en el Río de la Plata). El Capítulo 1 presenta una descripción general del Delta del Río Paraná. En el Capítulo 2 se analiza el balance de sedimentos del sistema. Se realiza una descripción de todo el material recopilado, que incluye a los distintos trabajos, datos y antecedentes relacionados con la sedimentología del Río Paraná y sus principales tributarios. Dicha información es analizada, de manera de obtener una descripción compatibilizada y consistente que permita estimar el transporte actual de sedimentos del Río Paraná en su desembocadura. El Capítulo 3 presenta un detallado análisis del crecimiento histórico del Delta basado en la cartografía recopilada de distintos establecimientos e instituciones, la cual cubre una extensión temporal de más de 300 años, desde el siglo XVIII hasta el siglo XX. Los mapas seleccionados, previamente digitalizados y escalados, son superpuestos y comparados de manera de obtener tasas de crecimiento areal y tasas de avance lineal del Frente del Delta. En el Capítulo 4 se vincula el avance computado con el aporte sólido a través de la implementación de un modelo hidrodinámico y sedimentológico que simula el mecanismo de avance del Delta. Se muestra que el modelo resulta adecuado para representar las tendencias de avance del Frente del Delta durante todo el siglo XX. En base a éste, se especula sobre la tendencia de avance futura. Por último, en el Capítulo 5, se describen los principales aportes de la tesis y las conclusiones del trabajo.Ítem Acceso Abierto Simulación numérica de la hidrodinámica y el transporte de sólidos suspendidos en el embalse de Yacyreta(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2004-09) Álvarez Tagliabue, Christian U.El alcance de la presente tesis se limita al estudio hidrodinámico y de transporte de sólidos en suspensión en el embalse de Yacyreta, utilizando como herramientas los modelos numéricos que se consideran aptos para la simulación de estos fenómenos. Específicamente, se describen la implementación y calibración de los modelos hidrodinámico y de transporte de sólidos en el embalse, y se analizan y discuten las consecuencias que este nuevo conocimiento agrega tanto en relación a la gestión del embalse como a la implementación de los modelos de transporte de contaminantes.Ítem Acceso Abierto Modelación integrada de grandes cuencas de llanura con énfasis en la evaluación de inundaciones(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2010-03) Badano, Nicolás D.La cuenca del Río Salado del Sur, ubicada mayormente en la provincia de Buenos Aires, Argentina, abarca un área aproximada 17 millones de Ha. y posee muy bajas pendiente regionales. Como muchas otras cuencas de llanura, la misma se ve sometida a eventos de inundación frecuentes y prolongados, que afectan severamente su enorme potencial económico, fruto de una muy desarrollada actividad agrícola-ganadera. Las cuencas de llanura como esta presentan particularidades en su comportamiento hidrológico que hacen impracticable la aplicación de muchos métodos de la hidrología clásica, obligando a desarrollar nuevos abordajes a fin de evaluar su funcionamiento. En el presente trabajo se presenta una metodología basada en el desarrollo de modelos matemáticos distribuidos, que permiten resolver integradamente todos los procesos del ciclo hidrológico en este tipo de cuencas.Ítem Acceso Abierto Caracterización de la capacidad de respuesta del sistema de drenaje de la cuenca urbana San Juan – Jiménez(Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, 2021-03) Lagos, MarinaEl objetivo general de este trabajo consiste en realizar un diagnóstico de la capacidad de respuesta de la cuenca urbana San Juan – Jiménez ubicada en la Región Metropolitana de Buenos Aires (RMBA), Conurbano Sur. La misma cuenta actualmente con una serie de obras hidráulicas capaces de gestionar, en términos generales, adecuadamente el volumen precipitado durante eventos ordinarios. Se pretende caracterizar los eventos a partir de los cuales la situación del sistema de drenaje se vuelve crítica.Ítem Acceso Abierto Caracterización del impacto por inundación en una cuenca urbana(Maestría en Ecohidrología - Universidad Nacional de La Plata, 2020-04) Ortiz, Nicolás E.De manera general, en cuencas urbanas de Argentina, se produce un avance de la urbanización informal sobre cursos de agua lo cual es acompañado por la ausencia en el desarrollo de sistemas de gestión de residuos y servicios públicos adecuados, situación que agrava las consecuencias producidas por eventos de inundación. El desarrollo del trabajo se concentró en la cuenca Sarandí – Santo Domingo ubicada en la RMBA, la cual se encuentra altamente antropizada, presenta eventos de inundaciones recurrentes, condiciones de alta vulnerabilidad social y múltiples problemas ambientales. Esto permitió realizar una caracterización en detalle de la amenaza ante eventos de inundación de diferente magnitud e interrelacionar esta información con la vulnerabilidad presente en la cuenca de estudio. Para ello se procedió al desarrollo, calibración, validación y explotación del modelo hidrológico e hidráulico EPA - SWMM, el cual se complementó con la instalación de instrumental hidrométrico en el territorio para el logro de los objetivos. De esta forma se pudieron obtener niveles y velocidades máximas de agua en calles con su respectiva distribución espacial y temporal ante la ocurrencia de eventos de precipitación extremos extraordinarios y ordinarios. Esta información se cruzó con indicadores de vulnerabilidad con el fin de avanzar en la cuantificación de impactos producidos por eventos de inundación. A su vez, se analizaron los cambios hidrológicos producidos por modificaciones en la urbanización de partidos y expansión de actividades productivas. Se elaboró una metodología para la cuantificación de los impactos producidos por eventos de inundación, lo cual permitió una mejor comprensión de la dinámica de inundaciones urbanas en el territorio y las consecuencias potenciales producidas por eventos extremos extraordinarios de precipitación, resultando una herramienta de suma importancia para la toma de decisiones políticas y el desarrollo de planes de mitigación.Ítem Acceso Abierto Impacto del cambio climático global en las costas del Río de la Plata(Maestría en Ciencias Ambientales - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires, 2005-09) Re, MarianoLas zonas costeras y, especialmente, las ciudades ubicadas en ellas, están amenazadas por una amplia variedad de peligros relacionados con el clima. La costa argentina del Río de la Plata y, en particular, la Región Metropolitana de Buenos Aires, no escapan a esta situación, siendo cada vez más vulnerables a causa del Cambio Climático. En este trabajo, mediante avanzadas técnicas de modelación numérica de la hidrodinámica del Río de la Plata, se determinaron los mapas de riesgo de inundaciones para las condiciones actuales, y para posibles escenarios futuros. Se desarrolló un modelo hidrodinámico, denominado RPP-2D, con el objetivo de simular la generación de ondas de tormenta en el Río de la Plata y su Frente Marítimo. Este modelo se calibró para ajustarse a la marea astronómica predicha, los niveles medios estacionales y la frecuencia de ocurrencia de niveles en Buenos Aires para la década presente, y las grandes ondas de tormenta. La verificación del modelo se realizó comparando los niveles medios estacionales, y la frecuencia de ocurrencia de niveles en Buenos Aires para cada año de la década presente, datos de nivel del mar obtenidos por el satélite TOPEX/Poseidon, y velocidades de corrientes medidas con correntógrafos. Se realizó un análisis de sensibilidad del nivel del Río de la Plata a la variación de cada uno de los forzantes, estableciéndose la importancia relativa de los cambios en el nivel medio del mar, los vientos y los caudales de los tributarios. Los escenarios futuros planteados representan condiciones medias y máximas previstas para las décadas de 2030 y 2070. Como resultado de las simulaciones se obtuvieron los niveles medios estacionales en todo el dominio del modelo y la respuesta del sistema ante eventos de tormentas con distintas recurrencias. A partir de la información de niveles a lo largo de toda la costa argentina del Río de la Plata, se trazaron los mapas de riesgo de inundación. Se concluye que el aumento del nivel medio del mar es el mayor condicionante de cambios en el sistema. La influencia del viento le sigue en orden de importancia, resultando significativa en el interior del río. Para los escenarios futuros, las áreas inundadas permanentemente en la costa argentina del Río de la Plata no resultan ser de grandes extensiones. Pero la elevación del nivel medio del mar se manifestará en un aumento del riesgo de inundación debido a eventos de tormenta.Ítem Acceso Abierto Estudio de la interacción entre la hidrología, el clima, el uso del suelo y la toma de decisiones agronómicas en la llanura pampeana mediante modelación numérica(Facultad de Ingeniería - Universidad de Buenos Aires, 2021-03) García, Pablo E.A lo largo de la historia, el agua y la agricultura han estado estrechamente vinculadas. La mayor parte de los alimentos del mundo proviene de la agricultura de secano que depende de la humedad del suelo proveniente casi exclusivamente de la precipitación. En las próximas décadas, la producción agrícola tendrá lugar en el contexto de un clima cambiante, esperando importantes cambios en la frecuencia y severidad de inundaciones y sequías. La agricultura de secano seguirá siendo particularmente vulnerable a los excesos y déficit de las precipitaciones. Esto hace que sea imprescindible desarrollar estrategias sólidas para limitar pérdidas ambientales y económicas asociadas a eventos extremos y cambios regionales del clima. Comprender los vínculos entre los agroecosistemas, el agua y la producción de alimentos es importante para pensar estrategias de manejos por parte de los productores agrícolas en las condiciones actuales y futuras. Para eso es necesario seguir profundizando el conocimiento del funcionamiento de los agroecosistemas y su interrelación con la disponibilidad del agua. La producción de información relevante para la toma de decisiones de los productores requiere una comprensión exhaustiva e integradora, no solo de los vínculos físicos y biológicos entre los cultivos y el agua, sino también de los contextos económicos y sociales en los que toman las decisiones. Esta tesis tiene como objetivo avanzar en la caracterización de los vínculos entre la hidrología, el clima, el uso del suelo y la toma de decisiones agronómicas en una subcuenca del río Salado del Sur en la llanura pampeana, una de las principales regiones productoras de cereales y semillas oleaginosas del mundo, utilizando como principal herramienta de análisis la modelación numérica.