MODELOS HIDRÁULICOS

1. MODELOS HIDRÁULICOS

2. TEORÍA HIDRÁULICA
CLASIFICACIÓN DEL FLUJO
• FLUJO PERMANENTE: cuando las propiedades del flujo (velocidad,
caudal y calado) en cada punto son constantes en el tiempo.
ej.: un canal de riego con un caudal constante
• FLUJO TRANSITORIO: las características del flujo son función del
tiempo.
ej.: la rotura de una presa, que provoca una onda de avenida.
• FLUJO UNIDIMENSIONAL (1D): la única componente de la velocidad
que se considera es la de la dirección del movimiento.
ej.: canales.
• FLUJO BIDIMENSIONAL (2D): se considera no sólo la dirección del
movimiento sino que también se contempla su perpendicular.
ej.: llanuras de inundación.

3. TEORÍA HIDRÁULICA
FLUJO PERMANENTE-1D
Canales y ríos estrechos con un caudal constante o avenidas de larga
duración (cálculo conservador)

4. TEORÍA HIDRÁULICA
FLUJO TRANSITORIO-1D
Canales y ríos estrechos durante la rotura de una presa o avenidas de
corta duración

5. TEORÍA HIDRÁULICA
FLUJO TRANSITORIO-2D
Ríos con grandes llanuras de inundación con importante efecto de
laminación

6. TEORÍA HIDRÁULICA
FLUJO PERMANENTE-2D
Cálculo conservador en ríos con grandes llanuras

7. MODELOS HIDRÁULICOS
DATOS DE PARTIDA
• Topografía
• Inventario de obras de fábrica
• Caudales
• Rugosidades
- Perfiles transversales
- LIDAR
- Batimetrías donde sea
necesario
DATOS DE SALIDA
• Cota de lámina de
agua
• Velocidad del agua

8. FLUJO PERMANENTE -1D
HEC-RAS
Hydrologic Engineering Center del US Army Corps of Engineers
- Gratuito
- Ampliamente contrastado
- Módulo de transporte de sedimentos en
lechos móviles
- Cuenta con el módulo HEC-GEO RAS para la
obtención de la geometría del cauce.
- Velocidad de cálculo
- Exige pericia por parte del ingeniero para
ubicar las secciones en zonas con cambios
bruscos de la geometría
MODELO ESTÁNDAR A UTILIZAR PARA ESTE
TIPO DE FLUJO

9. FLUJO TRANSITORIO -1D
MIKE-11
Danish Hydraulic Institute (Dinamarca)
- Aplicación de pre-proceso y post-proceso gratuitos
- Velocidad de cálculo
- Modeliza tramos de gran longitud
- Módulo de turbulencia y de transporte de
sedimentos
- Modelo comercial
- Entorno complejo
- Modelo de tipo caja negra que no permite un
adecuado seguimiento de los cálculos
HEC-RAS
Este programa cuenta con
un módulo de cálculo para
flujo transitorio.

10. COMPARATIVA DE MODELOS
Programa
Modelización
estructuras
Editor de
geometría de
cálculo
integrado
Esquema
de cálculo
Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito Observaciones
Iber Si Si
Volúmenes
finitos
No estructurada. Triangular o cuadrada
Si Entorno basado en GiD, complejo.
Guad2D Si No
Volúmenes
finitos
No estructurada triangular. Mallado sensible
al terreno.
No
Entorno sencillo, concebido únicamente
como programa de simulaciones
hidráulicas fluviales. Permite visualización
intermedia.
Mike 21/
Mike Flood
Si Si
Diferencias
finitas
Mallado flexible Rectangular/Triangular no
estructurada
No
Entorno complejo. Licencia por módulos.
Existen módulos para redes de
saneamiento y calidad de aguas. Permite
visualización intermedia.
Infoworks Si Si
Diferencias
finitas
No estructurada. Triangular. Mallado
sensible al terreno.
No
Entorno complejo. Licencia por módulos.
Existen módulos para redes de
saneamiento y calidad de aguas. Menos
flexibilidad de resultados: archiva salidas
en base de datos. No permite visualización
intermedia
Programa 1D/2D
Modelización
estructuras
Editor de
geometría de
cálculo
integrado?
Esquema
de cálculo
Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones
HEC-RAS 1D SÍ NO
Diferencias
finitas
- SÍ Ampliamente utilizado y contrastado
Sobek
1D, 2D, 1D+2D,
1D+2D
acoplados
SÍ NO
Diferencias
finitas
Estructurada Regular Cuadrada
NO
Entorno sencillo.
Licencias por módulos.
Existe módulo de calidad de aguas.
Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ
Diferencias
finitas
No estructurada. Triangular
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Menos flexibilidad de resultados: archiva
salidas en Base de Datos
No permite visualización intermedia
Mike 21 2D
SI SI
Diferencias
finitas
Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Permite visualización intermedia
Mike flood
1D + 2D
acoplados
Programa 1D/2D
Modelización
estructuras
Editor de
geometría de
cálculo
integrado?
Esquema
de cálculo
Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones
HEC-RAS 1D SÍ NO
Diferencias
finitas
- SÍ Ampliamente utilizado y contrastado
Sobek
1D, 2D, 1D+2D,
1D+2D
acoplados
SÍ NO
Diferencias
finitas
Estructurada Regular Cuadrada
NO
Entorno sencillo.
Licencias por módulos.
Existe módulo de calidad de aguas.
Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ
Diferencias
finitas
No estructurada. Triangular
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Menos flexibilidad de resultados: archiva
salidas en Base de Datos
No permite visualización intermedia
Mike 21 2D
SI SI
Diferencias
finitas
Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Permite visualización intermedia
Mike flood
1D + 2D
acoplados
Guad 2D SÍ NO
Volúmenes
finitos
No estructurada triangular
NO
Entorno sencillo, concebido únicamente
como programa para simulaciones
hidráulicas fluviales.
Permite visualización intermedia
Iber 2D SÍ SÍ
Volúmenes
finitos
No estructurada. Triangular o cuadrada
SÍ
Entorno basado en GiD, complejo, pero muy
completo de cara a caracterizar el flujo.
Incluye módulo de transporte de sedimentos.
Programa 1D/2D
Modelización
estructuras
Editor de
geometría de
cálculo
integrado?
Esquema
de cálculo
Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones
HEC-RAS 1D SÍ NO
Diferencias
finitas
- SÍ Ampliamente utilizado y contrastado
Sobek
1D, 2D, 1D+2D,
1D+2D
acoplados
SÍ NO
Diferencias
finitas
Estructurada Regular Cuadrada
NO
Entorno sencillo.
Licencias por módulos.
Existe módulo de calidad de aguas.
Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ
Diferencias
finitas
No estructurada. Triangular
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Menos flexibilidad de resultados: archiva
salidas en Base de Datos
No permite visualización intermedia
Mike 21 2D
SI SI
Diferencias
finitas
Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Permite visualización intermedia
Mike flood
1D + 2D
acoplados
Guad 2D SÍ NO
Volúmenes
finitos
No estructurada triangular
NO
Entorno sencillo, concebido únicamente
como programa para simulaciones
hidráulicas fluviales.
Permite visualización intermedia
Iber 2D SÍ SÍ
Volúmenes
finitos
No estructurada. Triangular o cuadrada
SÍ
Entorno basado en GiD, complejo, pero muy
completo de cara a caracterizar el flujo.
Incluye módulo de transporte de sedimentos.
acoplados
finitas
Existe módulo de calidad de aguas.
Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ
Diferencias
finitas
No estructurada. Triangular
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Menos flexibilidad de resultados: archiva
salidas en Base de Datos
No permite visualización intermedia
Mike 21 2D
SI SI
Diferencias
finitas
Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada
NO
Entorno complejo.
Licencias por módulos.
Existen módulos para redes de saneamiento y
calidad de aguas.
Permite visualización intermedia
Mike flood
1D + 2D
acoplados
Guad 2D SÍ NO
Volúmenes
finitos
No estructurada triangular
NO
Entorno sencillo, concebido únicamente
como programa para simulaciones
hidráulicas fluviales.
Permite visualización intermedia
Iber 2D SÍ SÍ
Volúmenes
finitos
No estructurada. Triangular o cuadrada
SÍ
Entorno basado en GiD, complejo, pero muy
completo de cara a caracterizar el flujo.
Incluye módulo de transporte de sedimentos.

11. PROPUESTAS DE APLICACIÓN
Cauces de montaña:
- Velocidad del agua
transversal a la dirección
principal del flujo
despreciable
- Escasa laminación
HEC-RAS
Cauces de llanura:
- Importante flujo transversal
al cauce
- Importante laminación
Infoworks

12. MODELOS HIDRÁULICOS
GRACIAS POR SU ATENCIÓN

14. FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE)
Iber
(Universidad de La Coruña y Barcelona)
- Gratuito
- Módulo de turbulencia y de transporte de
sedimentos
- Lentitud de cálculo
- Entorno complejo
- Mallado no sensible al terreno
- Aparición de errores informáticos que sólo
pueden resolverse en un foro
- Limitación en el tamaño de los tramos a
modelizar
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15. FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE)
Infoworks
- Incorpora módulo de cálculo de puentes
- Mallado sensible al terreno
- Velocidad de cálculo
- Modeliza tramos de gran longitud
- Módulo de turbulencia y de transporte de
sedimentos
- Modelo comercial
- Entorno complejo
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16. FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE)
Guad2D
- Mallado sensible al terreno
- Aplicación de pre-proceso y post-proceso
gratuitos
- Modelo comercial
- Lentitud de cálculo
- Limitación en el tamaño de los tramos a
modelizar
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