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:scroll: Investigaciones, artículos y publicaciones

A. Papers

“Estudio y análisis de la Precipitación Máxima en 24 horas (PMax24h) en la red de estaciones climatológicas automáticas de Colombia – Suramérica (XXVI Seminario Nacional de Hidráulica e Hidrología, Bogotá D.C., mayo 13 al 15 de 2026). ISSN (en línea): 2619-3787”

La precipitación máxima en 24 horas (PMax24h), definida como el mayor acumulado de lluvia en 24 horas registrado en una estación para cada año de observación, es un insumo clave para la simulación de eventos extremos y el dimensionamiento de infraestructura hidráulica expuesta a lluvias intensas. En este trabajo se analiza la PMax24h en la red de estaciones climatológicas automáticas de Colombia mediante una metodología replicable de depuración, validación y procesamiento de series. Para cada estación con registros suficientes, se evalúa el ajuste de la serie de máximos a funciones empíricas (EDF) y a 80 distribuciones paramétricas (PDF), incluyendo variantes logarítmicas, utilizando la prueba de Kolmogorov–Smirnov como criterio de bondad de ajuste y selección. Con la distribución seleccionada, con la metodología que se presenta en este artículo, se estiman quantiles extremos asociados a diferentes periodos de retorno y se sintetizan patrones de ajuste a escala nacional y por áreas hidrográficas. Los resultados evidencian la variabilidad espacial del comportamiento estadístico de la PMax24h y respaldan la conveniencia de seleccionar distribuciones con pruebas formales por estación y región, en lugar de asumir una familia única para todo el territorio. Para el desarrollo del estudio se han seleccionado 80 de las más de 100 distribuciones de probabilidad del submódulo de estadística de Python dentro de la biblioteca SciPy.

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“Estudio de amenazas hidráulicas en la llanura de inundación de la cuenca del Río Bogotá - Cundinamarca - Colombia - Suramérica - HydroBogota (2024). ISSN (impreso): 2636-218X • ISSN (en línea): 2636-2171”

Este artículo presenta los análisis y resultados de la investigación realizada por el Centro de Estudios Hidráulicos de la Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería, correspondientes al “Estudio de amenazas hidráulicas en la llanura de inundación de la cuenca del Río Bogotá - Cundinamarca – Colombia”, mediante el uso de la herramienta computacional de simulación hidráulica HEC-RAS. Esta investigación ha sido dividida en tres horizontes y los resultados aquí presentados, corresponden al corto plazo, que incluyen, el ensamble de un modelo integrado de elevación con cubrimiento sobre toda la cuenca del Río Bogotá, la localización, identificación y ajuste de las intersecciones o pasos de vía con canales y drenajes, la validación, digitalización y complementación de la red de drenaje urbana y rural, la homologación del mapa de suelos a grupos hidrológicos con tasas de infiltración, la homologación del mapa de usos del suelo a valores de rugosidad e impermeabilidad, y la simulación bidimensional de un evento hipotético de descarga súbita, por el colapso simultáneo de los embalses Tominé, Neusa, Sisga, San Rafael, Chisacá y La Regadera.

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“Balance hidrológico para el llenado de los Tajos Norte y Sur. Transformación lluvia – escorrentía a nivel diario para las cuencas que drenan a los tajos, Modelo GR4J y Modelo HEC-HMS. (XXVIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Buenos aires, Argentina, septiembre de 2018)”

Este artículo presenta un modelo conceptual, los cálculos y los resultados para diferentes escenarios de llenado de un tajo de desarrollo minero a cielo abierto, modelo utilizado particularmente en el Proyecto minero La Loma, localizado en el departamento del Cesar y que actualmente explota la empresa Drummond Ltd. El objetivo del llenado de este tajo es restablecer el estado natural de la zona para mitigar los efectos a la biósfera. Para realizar dicho llenado fue necesario la evaluación del balance hidrológico a nivel diario en las cuencas que tributan al tajo en su zona norte y sur. La estimación de los caudales de escorrentía a nivel diario se realizó utilizando los modelos de lluvia escorrentía GR4J, metodología desarrollada en Francia y el modelo integrado del software Hec-Hms de tanques sucesivos. Los límites topográficos de las áreas aportantes al sistema se han definido a partir del estado antrópico de la zona, establecido de acuerdo con las actividades propias de la explotación. En general estas áreas de drenaje corresponden a zonas de disposición de material extraído, disposición que define el drenaje superficial y el manejo de la escorrentía. Definido el modelo conceptual para realizar las correspondientes modelaciones de llenado del Tajo, se definieron tres escenarios básicos para analizar las características espaciales y temporales del llenado de acuerdo con las diferentes variables hidrológicas involucradas en la operación.

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“Diseño del realineamiento definitivo del Arroyo San Antonio. Dimensionamiento de las estructuras para la definición del lecho y orillas. (XXIII Seminario Nacional de Hidráulica e Hidrología. Ibagué, 15 al 17 de agosto de 2018)”

En toda actividad minera a cielo abierto se presenta, en diferente grado, la alteración de las condiciones naturales del sistema intervenido, por tanto, es necesario la implementación de planes de mitigación del impacto al medio ambiente para mantener la continuidad y dinámica del recurso hídrico. La empresa Drummond Ltd. realiza actualmente una explotación minera en el sur del departamento del Cesar. El Arroyo San Antonio discurre por la zona de explotación y es necesario estudiar, definir y diseñar un canal de realineamiento para un tramo de la corriente, de tal manera que este sistema de drenaje mantenga sus condiciones y se aseguren las condiciones ambientales tal como se establece en el plan de manejo ambiental propuesto por Drummond Ltd. Con el propósito de preservar las características morfológicas, hidrológicas, hidrográficas y geométricas de la corriente se han realizado los análisis y estudios del realineamiento del Arroyo San Antonio. La concepción meandriforme del nuevo canal permiten simular las condiciones naturales de la corriente para conservar los procesos fluviales. Para asegurar una cierta estabilidad se han realizado análisis, estudios y diseños que han permitido proponer obras sobre el lecho y las orillas del nuevo canal de realineamiento.

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“Method for the hydroclimatological characterization and hydrological assessment of the natural watersheds in the mining area of central Cesar State, Colombia. Mean, maximum and minimum flows. July 2015. ISBN 978-90-824846-0-1”

A methodology was developed to evaluate the surface water availability based on the requirements established by Drummond Ltd, which is in charge of the surface mining development in the south of the State of Cesar, Colombia. The methodology includes a long term Water Balance to estimate the mean flow in any point of the watershed drainage network and the determination of the maximum flow, for a given return period, in previously defined points. The technique developed to estimate the different kinds of flows is supported by a GIS and commercial as well as public domain software. In addition, new tools were developed to evaluate hydrological processes that can be used in any other watershed system. The first research phase deals with the surface water availability for the natural conditions. The region under study has an area of more than 4000 km2 and 13 mayor watersheds were defined. In the next phases, several particular studies were made to evaluate the water availability according to the transformations occurred. The GIS implemented and structured has a spatial model that covers the entire drainage network in natural conditions a series of hydro climatological variables in a spatial extent to the watershed divide in the Sierra del Perijá in The East Andes. The model includes, based on 24 hours maximum rainfall depth, a methodology to generate rainfall and construct hyetographs. It is possible to classify the soils according to the US Soil Conservation Service methodology to obtain the required Curve Numbers in the rainfall-runoff transform process. To estimate the mean flow, a long term water budget balance was performed using the ArcGis- Esri spatial analysis tool in each cell for the entire study zone based on the mean precipitation and evaporation grids. The developed methodology allows to perform analysis and to obtain results for the extreme flows and hydrographs at any point of a channel in the mining development zone. The maximum flows are estimated by the HEC-HMS model based on the precipitation data and the physical characteristics previously obtained and available in the GIS and processed by HEC-GeoHMS. The channel routing is made hydrological by the Muskingum method. In conclusion, a model was developed that reproduce the natural conditions and to support decisions about the water management in the mining development.

B. Books

“Guía metodológica aplicada para la formulación de indicadores y el seguimiento a metas de Gobierno en el Municipio de Tocancipá. Unidad Coordinadora Local, Departamento Nacional de Planeación – DNP, junio de 2007”

La cartilla metodológica es producto del Convenio Interinstitucional de cooperación celebrado entre el Municipio de Tocancipá, la Procuraduría General de la Nación y la Dirección de Evaluación de Políticas Públicas del Departamento Nacional de Planeación para la implementación de un Sistema de Gestión y Presupuesto por Resultados Municipal, así como de los avances técnicos y metodológicos desarrollados en los municipios de Medellín y Pasto impulsados por la misma dirección del DNP. Pretende constituirse en un documento de consulta para el desarrollo del Sistema de Seguimiento a Resultados de Gobierno, particularmente en lo relacionado con la formulación de indicadores y el seguimiento a metas. Para tal fin, presenta los principales aspectos conceptuales y metodológicos en la incorporación, uso y aplicación de indicadores de desempeño que permitan realizar el seguimiento a los logros alcanzados en los compromisos de gobierno consignados en el Plan de Desarrollo Municipal.

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“Guía metodológica aplicada para la formulación de un presupuesto de inversión orientado a resultados para el Municipio de Tocancipá. Unidad Coordinadora Local, Departamento Nacional de Planeación – DNP, septiembre de 2007”

La presente cartilla metodológica es producto del Convenio Interinstitucional de cooperación celebrado entre el Municipio de Tocancipá, la Procuraduría General de la Nación y la Dirección de Evaluación de Políticas Públicas del Departamento Nacional de Planeación para la implementación de un Sistema de Gestión y Presupuesto por Resultados Municipal. El objetivo del documento es presentar los principales lineamientos metodológicos a partir de los cuales realizar la formulación del Presupuesto de Inversión del Municipio bajo un enfoque orientado a resultados. Para tal fin, se centra en describir en detalle como a partir de los procesos de formulación presupuestaria se integra el uso y aplicación de información de desempeño como criterio para la asignación de gasto.

C. Researches

“Las Micro-centralidades Urbanas de Tocancipá, Directricez para su gestión y consolidación. Máster en Desarrollo Urbano y Territorial. Universidad Politécnica de Cataluña, 2008”

En Tocancipá, los asentamientos humanos en el suelo rural suponen una dinámica especial generada por diferentes motivos, como es la cercanía a la capital, la oferta de em leo proveniente del sector industrial y floricultor, el acceso a la vivienda de alquiler a bajo costo que en algunos casos es precaria, el acceso a los servicios educativos municipales, a los diferentes programas sociales y; a la promoción de proyectos específicos de promoción de vivienda de interés social o vivienda protegida. Este fenómeno plasma un conjunto de relaciones entre los diferentes centros poblados, considerados desde la óptica territorial de este estudio, como Microcentralidades con capacidad de crear una red en la cual la supervivencia no sea el factor primordial de sus relaciones, sino que permitan ofrecer un conjunto de servicios para el disfrute y el mejoramiento de la calidad de vida de sus habitantes. El presente estudio pretende plantear un conjunto directrices básicas que puedan ser aplicadas por la administración local, para resolver la problemática de gestión y consolidación de los actuales asentamientos urbanos reconocidos desde el ordenamiento local como Centros Poblados Urbanos, problemática que en gran medida puede estar inducida por la promoción de usos industriales y la densificación de los usos de cultivos bajo invernadero en el contexto municipal.

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“Guía de diseño aplicada para la planeación, modelación, optimización y expansión de acueductos veredales. Posgrado en Recursos Hidráulicos y Medio Ambiente. Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería. 2006”

La utilización, distribución y comercialización del recurso hídrico, en especial en zonas rurales, requiere de diferentes etapas, elementos y aplicación de procedimientos para garantizar su suficiencia, calidad y oportunidad, es por ello que se requiere plantear una guía que no solo integre la concepción técnica para su desarrollo, sino que además combine la aplicación de los contenidos normativos y las herramientas disponibles para el desarrollo de los sistemas hidráulicos de distribución abiertos presentes en los acueductos veredales. Bajo este enfoque, se plantea entonces desarrollar un documento modular que combine la descripción de los conceptos básicos hidráulicos, el manejo de una herramienta de modelación como EPANET, el análisis de las normativas nacionales vigentes, la evaluación de los procedimientos técnicos implementados en diferentes empresas prestadoras de servicios; con el objetivo de desarrollar una guía de modelación y diseño que combine todos estos criterios y que además esta se aplique en un acueducto veredal con el fin de evaluar su funcionalidad. El documento desarrollado se denomina, Guía de diseño aplicada para la planeación, diseño, modelación, optimización y expansión de acueductos veredales, por que incluye además el desarrollo de los lineamientos necesarios para el planteamiento de la optimización hidráulica de la red de distribución, así como el análisis de las normativas de planeamiento del territorio, tales como Planes y/o esquemas de Ordenamiento Territorial, aplicables para la implementación de las diferentes etapas de expansión. Conjuntamente con el desarrollo de la guía, se crearán archivos de cálculo complementarios, que facilitarán la implementación de los modelos hidráulicos propios del proceso de modelación, optimización y expansión, esto con el fin de dar cumplimiento a lo establecido en las normativas nacionales y en especial a las disposiciones contenidas en el RAS-2000.

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