RIVER ENGINEERING
Los ríos son parte de la naturaleza, han sido un foco de las actividades
humanas desde el comienzo de la civilización. A través de prácticas de
ingeniería, tales como control de inundación, suministro de agua, riego, drenaje,
diseño de canal, regulación del río, mejora de la navegación, generación de
energía, mejora del medio ambiente y protección de hábitat acuático, los seres
humanos han llegado a comprender más sobre ríos y han establecido principios y
metodologías analíticas para la ingeniería de ríos. Con la ayuda de técnicas de
computación, la información y la modelación numérica del transporte de flujo y
sedimentos en los ríos ha mejorado mucho en las últimas décadas y se ha aplicado
ampliamente como una herramienta de investigación para resolver problemas de
ingeniería de ríos.
El transporte de flujo y sedimentos en ríos se encuentran entre los procesos o fenómenos más complejas y menos comprendido en la naturaleza. Es muy difícil encontrar soluciones analíticas para la mayoría de los problemas de Ingeniería de Ríos y es muy tedioso obtener soluciones numéricas sin la ayuda de computadoras de alta velocidad. Antes de la década de 1970, muchos problemas de ingeniería de ríos eran solucionados a través de las investigaciones de campo y modelos físicos de laboratorio (también llamados maquetas). Con los últimos adelantos en tecnología informática, los modelos computacionales han mejorado considerablemente y han sido ampliamente aplicados para resolver los problemas de la vida real. Los modelos unidimensionales (1D) han sido utilizados para la simulación de procesos de transporte de flujo y sedimentos en ríos, embalses y estuarios. Los modelos Bidimensionales (2D) y Tridimensionales (3D) se han utilizado para predecir con más detalle los procesos de la morfodinámica bajo condiciones de flujo complejo en canales curvos y trenzados, puente, muelles, diques y estructuras de toma de agua.
Modelado físico y simulación computacional son
las dos herramientas principales usadas en el análisis de ingeniería de ríos.
Ambos tienen sus ventajas y desventajas. En esta página nos limitaremos a
presentar algunos recursos de Ingeniería de Ríos utilizando simulación
computacional en base a una descripción matemática adecuada del proceso físico a
través de ecuaciones, condiciones de contorno y fórmulas empíricas. Para la discretización
de las ecuaciones diferenciales gobernantes utilizaremos esquemas numéricos
como el Método de Diferencia Finitas (MDF), Elementos Finitos (MEF) y Volúmenes
Finitos (MVF). Los procedimientos de solución numérica puede ser directo o iterativo
y serán codificados en MATHCAD, MATLAB, C++ y C#.
Recuerde, si la descripción matemática
es irrazonable, la discretización numérica incorrecto, el método de solución
ineficaz, o si el código computacional tiene errores, los resultados de un
modelo numérico no pueden ser confiables.