Implementación de un algoritmo para la modelación de la calidad del agua superficial - Peraza Bernardo, Osviel (Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2018)
La modelación de la calidad del agua puede ser usada como una herramienta en la planificación de los recursos hídricos y en la evaluación del estado ambiental de los ecosistemas cercanos a ellos. Existen varias herramientas informáticas que ofrecen una solución numérica a dicho problema, pero no existe ninguna que permita obtener una solución de forma analítica. El grupo de ecuaciones diferenciales de la facultad Matemática, Física y Computación de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas desarrolló un sistema acoplado de ecuaciones diferenciales parciales de segundo orden de tipo parabólico que, mediante la reducción a un problema de Riemann, logra obtener una solución única del problema y una mayor aplicación práctica. En el presente trabajo se presenta la implementación de un algoritmo en una herramienta computacional que, haciendo uso del Matlab, logra obtener una solución analítica al problema de la modelación de la calidad del agua en situaciones de contorno complejas. La interfaz gráfica del sistema permite una rápida manipulación de los datos de entrada del algoritmo y una fácil comprensión de los resultados que se obtienen. Además, se describe la teoría asociada a este tipo de problema, la metodología de desarrollo de software utilizada y los principales artefactos desarrollados para la implementación del sistema. Finalmente, las pruebas de caja negra aplicadas, muestran que el software implementado cumple con los requisitos funcionales para los que fue diseñado.

The modeling of water quality can be used as a tool in the planning of water resources and in the evaluation of the environmental status of ecosystems close to them. There are several computer tools that offer a numerical solution to this problem but there is no one that allows a solution to be obtained analytically. The group of differential equations of the Faculty of Mathematics, Physics and Computation of the Central University "Marta Abreu" of Las Villas developed a coupled system of partial differential equations of the second order of parabolic type that by means of the reduction to a Riemann problem, it obtains a unique solution to the problem and a greater practical application. This thesis presents the implementation of an algorithm in a computational tool that, using Matlab, manages to obtain an analytical solution to the problem of modeling water quality in complex contour situations. The graphical interface of the system allows a fast manipulation of the input data of the algorithm and an easy understanding of the results obtained. In addition, the theory associated with this type of problem, the software development methodology used and the main artifacts developed for the implementation of the system are described. Finally, the applied black box tests show that the software implemented meets the functional requirements for which it was designed.
Keywords: Ecuaciones Diferenciales; Calidad del Agua; Medio Ambiente; Ecuaciones Diferenciales Parciales; Algoritmos; Diseño e Implementación; Calidad del Agua; Modelación; Herramienta Computacional; Medio Ambiente