Simulación de un cauce fluvial para el estudio de la influencia de la sección de las pilas de los puentes en procesos de erosión o sedimentación

Abstract

Los fenómenos hidráulicos que se presentan regularmente en el mundo son tan complejos que su comprensión y análisis total resulta difícil. Sin embargo se puede realizarlo de manera aproximada y los más apegado a la realidad posible; uno de los instrumentos más poderosos de que se dispone para tratar de conocer y comprender el comportamiento del agua en la naturaleza y su interacción con el medio en general se encuentra en la investigación mediante los modelos matemáticos y los modelos físicos. Ambos se complementan. Resulta muy difícil realizar un modelo exacto para comprender los fenómenos físicos; cuando se tienen obras de gran tamaño o con un impacto social importante, se realizan pequeños modelos físicos para así lograr una aproximación al comportamiento de una determinada obra en un cierto medio. Un modelo es toda esquematización de la realidad hecha con fines de estudio. Todas las ciencias de los objetos reales trabajan con situaciones más o menos idealizadas que constituyen inevitablemente simplificaciones, en verdad deformaciones, de la realidad. Los modelos de simulación hidráulica son una herramienta para representar de manera simplificada un aspecto de la naturaleza, obras construidas es ella de forma muy aproximada y didáctica, que con un modelo matemático no se lograría en su totalidad. La dificultad en generar un modelo matemático se debe principalmente al comportamiento poco predecible y variable de un río, fenómenos muy comunes en un cauce fluvial, como la turbulencia, generan dificultades al generar un modelo analítico. Para iniciar el análisis, primeramente es necesario el estudio del río y sus características. El río que está en la naturaleza es demasiado complejo para poderlo reproducir en un modelo matemático o físico. Se debe entonces imaginar un rio más simplificado que el real y que es objeto de nuestro análisis. Difícilmente en un modelo podríamos reproducir las variaciones instantáneas del caudal líquido y del caudal sólido, de la sección transversal, de la pendiente y de todas y cada una de las características hidráulicas que un río posee. Por lo tanto nos fabricamos un río ideal, que es el que se estudia en un modelo, físico o matemático. De ahí que todos los datos arrojados y fórmulas no son para el río que existe en la naturaleza, sino para el río construido, el rio ideal. Seguidamente es necesario simplificar y esquematizar la obra proyectada. En el modelo no se considera, por ejemplo, los problemas de estabilidad estructural y de abrasión. Si bien es cierto que las simplificaciones son inevitables, debemos ser plenamente conscientes de ellas para poder interpretar los resultados obtenidos en cualquier modelo...