Caracterización del comportamiento de una alcantarilla, según su geometría, colocada en carreteras mediante un modelo a escala reducida

Abstract

Las características de una alcantarilla, de tubo redondo, pueden ser estudiadas mediante el uso de modelos físicos en laboratorio, o modelos numéricos en programas especializados. Inicialmente, se planteó realizar la investigación haciendo uso del Laboratorio de Hidráulica de la Escuela de Ingeniería Civil. Creando un modelo a escala reducida que semejara las condiciones de una alcantarilla colocada en carreteras. Debido a las restricciones derivadas por la pandemia, se optó por utilizar el programa español de análisis bidimensional Iber 2.6 para crear el modelo. Este se hizo generando una malla y obteniendo el comportamiento de los cabezales cambiando el caudal de entrada al canal. Al colocar una obra de alcantarilla, se varía el comportamiento natural del canal, por lo que se deben tener en cuenta las condiciones iniciales para realizar un diseño adecuado que se ajuste al canal donde la alcantarilla se coloque. Estos diseños pueden ser basados en modelos numéricos, que se ajustan bastante bien a la realidad cuando se tiene una alcantarilla cuyo punto de control se encuentre en la salida. En caso de tener un punto de control a la entrada, se recomienda realizar un modelado físico a escala reducida del cabezal de entrada, pues la geometría de este influye de manera importante en cómo se comporta el flujo. Al tener una modelación, se puede adecuar el diseño para que funcione de manera óptima, tomando en cuenta la corriente en chorro y las zonas de recirculación que se pueden generar cerca del cabezal de salida para diferentes condiciones. De igual forma, se puede calcular el ángulo de la ola estacionaria con el fin de diseñar un cabezal con aletones a la salida de alcantarilla, para que esta trabaje de la mejor manera posible.