Modelización numérica 3D de la erosión local a la salida de obras de drenaje transversal

Abstract

[EN] Culverts, which are common in linear works to reassemble the natural drainage network that such infrastructures intercept, should be able to drain catchment runoff and control local scour in heavy rainfall scenarios. Their hydraulic functioning and hence their erosive power come determined by the magnitude of the circulating flow rate, which depends on the characteristics of the surroundings, and the geometrical and constructive details of the own culvert. If local scour is not well controlled, it can even affect the security of the linear infrastructures where they are located. This work presents the calibration of a numerical model in FLOW-3D software, in such way that it simulates the most important results in terms of local scour on a down-scale model of a culvert. This study could serve as basis for the analysis of different situations and protective measures. Even though local scour is a highly non-linear and tridimensional problem, numerical results show a good degree of approximation to the measurements made in the physical model.

[ES] Las Obras de Drenaje Transversal (ODTs), frecuentes en obras lineales para recomponer la red natural de drenaje interceptada por ellas, deben ser capaces no solo de drenar el agua de su cuenca sino también de controlar la erosión local en sus inmediaciones debido a las fuertes avenidas. Su funcionamiento hidráulico y en consecuencia su poder erosivo vienen determinados por la magnitud del caudal circulante, que depende del entorno, y por las características geométricas y constructivas de la ODT. Si la erosión local no se controla de forma adecuada, puede llegar incluso a afectar a la seguridad de las infraestructuras lineales. Este trabajo muestra la calibración de un modelo numérico en el software FLOW-3D, de tal manera que se reproducen los resultados más importantes en cuanto a erosión local se refiere del modelo físico de una obra de drenaje transversal. Este estudio puede servir de base para el análisis de diversas situaciones y medidas de protección. Los resultados numéricos, aun tratándose la erosión local de un problema altamente no lineal y tridimensional, muestran una buena aproximación a las medidas realizadas en el modelo físico.