SIMULADOR DE FLUJO HIDRAULICO: HEC-RAS

"HEC-RAS"

 

Introducción.-

 

HEC-RAS es un software de computadora modela la hidráulica del flujo de agua a través de los ríos naturales y de otros canales o conductos.

El programa es unidimensional, es decir, que no hay modelación directa del efecto hidráulico en los cambios de forma en la sección transversal, curvas, y otros aspectos bidimensionales o tridimensionales del flujo. El programa fue desarrollado por el Departamento de Defensa de EE.UU, el Cuerpo de Ingenieros del Ejercito a fin de gestionar los ríos, puertos y otras obras públicas bajo su jurisdicción, ha encontrado una amplia aceptación por muchos otros, desde su lanzamiento público en 1995.

El Centro de Ingeniería Hidrológica (HEC) en Davis, California, desarrolló el Sistema de Análisis de río (RAS) para ayudar a los ingenieros hidráulicos en el análisis del flujo en canales y la determinación de inundaciones en zonas. Incluye numerosas capacidades de entrada de datos, análisis hidráulico de componentes, almacenamiento de datos y gestión, también presenta gráficos e informes.

Funcionamiento.-

El procedimiento básico computacional de HEC-RAS para el flujo constante se basa en la solución de la ecuación unidimensional de la energía. Las pérdidas de energía son evaluados por la fricción y la contracción / expansión. La ecuación de momento se puede utilizar en situaciones donde el perfil de la superficie del agua es rápidamente variado. Estas situaciones incluyen saltos hidráulicos, sistema hidráulico de los puentes, y la evaluación de perfiles en las confluencias de los ríos.

Para el flujo no constante, HEC-RAS resuelve la ecuación dinámica completa Saint-Venant mediante un método diferencial implícito y finito.

HEC-RAS está equipado para modelar una red de canales, un sistema dendrítico o un tramo de un río. Algunas simplificaciones deben realizarse con el fin de modelar el flujo en algunas situaciones complejas mediante el enfoque unidimensional del HEC-RAS. Es capaz de modelar regímenes de flujo subcrítico, supercrítico, y combinados, junto con los efectos de los puentes, alcantarillas, diques y estructuras.

Uso.-

HEC-RAS es un programa informático para el modelado de flujo de agua que circula en sistemas de canales abiertos. Algunos de los usos adicionales son: el diseño y análisis de puentes y alcantarillas, los estudios de los diques, y los estudios de modificación de canales. Puede ser utilizado para el análisis de presas, aunque otros métodos de modelado son actualmente más aceptados para este propósito.

Ventajas .-

HEC-RAS tiene sus ventajas, en particular, su apoyo por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU., las mejoras futuras en progreso, y su aceptación por parte de muchos organismos públicos y empresas privadas. Está disponible en el dominio público , y disponible para su descarga gratuita desde el sitio web de HEC. Varias empresas privadas están registradas oficialmente como "vendedores" ofrecen servicios de consultoría y apoyo. Algunos también distribuyen el software en los países que no están autorizados a acceder a los sitios web del Ejército de EE.UU.. Sin embargo, la descarga directa de HEC incluye una amplia documentación.

Desventajas.-

Los usuarios inexpertos pueden encontrar problemas de inestabilidad numérica, especialmente en las empinadas o en los ríos y arroyos con flujo turbulento. Los usuarios experimentados saben cómo utilizar correctamente HEC-RAS para superar los problemas de inestabilidad en la mayoría de los problemas del río. HEC-RAS es un modelo unidimensional hidrodinámico. No va a funcionar bien en ambientes que requieren de modelos multidimensionales. Sin embargo, hay características integradas que permiten a los usuarios con experiencia para simular varios sistemas hidráulicos multidimensionales.

Pantalla de inicio de Hec-Ras.-

 

Desarrollo de un modelo hidráulico con Hec-Ras.-


 
Los pasos básicos para desarrollar un modelo con Hec-Ras, pueden resumirse en 5 puntos:

1- Iniciar un nuevo proyecto.

2- Entrar los datos de la geometría de las secciones.

3- Introducir los datos de caudal y las condiciones de contorno.

4- Ejecutar los cálculos hidráulicos.

5- Visionar e imprimir los resultados.