Integración de técnicas experimentales y numéricas aplicadas a procesos fluviales

• Autores: Eder, Matías
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Rodríguez, Andrés
• Materia: Erosión local; socavación; salto esquí; modelo físico; modelos numéricos
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2022
Fil: Eder, Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Los vertederos o aliviadores son una de las estructuras de seguridad de los embalses, su objetivo es evacuar crecidas ordinarias y de diseño en forma controlada hacia el cauce ubicado aguas abajo de la obra de cierre. En su descarga suelen producirse erosiones locales las cuales pueden comprometer la estabilidad de las estructuras. Para garantizar la seguridad de las mismas, se debe evitar o controlar el proceso de erosión mediante disipadores de energía. Una de las estructuras de disipación más utilizadas en presas de gran altura son los saltos esquí. Estas estructuras tienen como finalidad alejar la zona de disipación y las erosiones del pie de la obra. El estudio de los procesos de erosión pertenece al campo de la hidráulica fluvial y forman parte de uno de los complejos fenómenos naturales sin formulación analítica. Para abordar este problema de gran interés práctico se ha recurrido tradicionalmente a técnicas experimentales como modelos físicos o mediciones en prototipo. Posteriormente, para generalizar las soluciones se han desarrollado fórmulas y métodos de cálculo empíricos o semi-empíricos. Actualmente, existe una gran cantidad de estudios experimentales realizados en estructuras de gran altura con saltos esquí. Sin embargo, son escasos los antecedentes de obras de baja altura con este tipo de estructuras de disipación. En los últimos años, gracias al aumento de la capacidad de cálculo y el desarrollo de software que combinan la dinámica de fluidos computacionales (CFD) con formulaciones semi-empíricas que permiten cuantificar procesos físicos complejos como el inicio de movimiento, el transporte y la deposición de sedimentos, se cuenta con nuevas herramientas numéricas que permiten reproducir los procesos de erosión. En esta tesis se analizan los procesos de erosión local aguas abajo de estructuras hidráulicas de baja altura con saltos esquí, en cauces con lecho granular no cohesivo. Para lo cual se realizan estudios experimentales en modelos físicos, se recopilan y analizan datos experimentales antecedentes y fórmulas de cálculo existentes, se implementa un modelo numérico de erosión con el software FLOW-3D® Version 12.0 y, finalmente, se desarrolla una nueva metodología de cálculo semi-empírica.
2023-11-22
Fil: Eder, Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.