Caracterización hidráulica de módulos de polipropileno para la construcción de tanques de retención mediante la utilización de técnicas CFD

Abstract

[EN] The growing urban development of population centers in much of the world together with the significant effects of climate change is causing an increasingly important and recurring increase the damage caused by flooding. Much of the drainage networks of cities were designed for precipitation characteristics and return periods that have proved to be insufficient in the course of time. Therefore, solutions need to be addressed both to reduce runoff flows generated as to control circulating through the rainwater drainage networks. Detention tanks and storm tanks are an increasingly used solution to improve flood control. One of his most recent alternative involves the use of modular structures polypropylene as basic construction elements, allowing more constructive quickness while the suply outages are minimized as well. In this work, a hydraulic characterization of this type of modular structures using CFD techniques is performed and the results are validated by laboratory tests. A one-dimensional model representing these modular elements so that their behavior can be introduced into the specific software of drainage networks analysis such as SWMM is proposed. Finally, a comparison between the results of flow profiles obtained by CFD techniques and those which have been obtained after doing an adjustment of the corresponding parameters in SWMM is performed.

[ES] El creciente desarrollo urbanístico de los núcleos de población en gran parte del mundo unido a los efectos apreciables del cambio climático está originando un aumento cada vez más importante y recurrente de los daños generados por inundaciones. Gran parte de las redes de drenaje de las ciudades se diseñaron para unas características de precipitación y periodos de retorno que han resultado ser insuficientes con el transcurso del tiempo. Por ello, es necesario abordar soluciones tanto para reducir los caudales de escorrentía generados como para controlar los caudales circulantes por las redes de drenaje pluvial. Los depósitos de retención y tanques de tormenta suponen una solución cada vez más empleada para mejorar el control de inundaciones. Una de sus alternativas más recientes supone el empleo de estructuras modulares de polipropileno como elementos básicos de construcción, lo que permite una mayor rapidez constructiva a la vez que se minimizan los cortes en el suministro. En este trabajo se realiza una caracterización hidráulica de este tipo de estructuras modulares empleando técnicas CFD y los resultados obtenidos se validan mediante ensayos realizados en laboratorio. Se propone un modelo unidimensional que represente a dichos elementos modulares con el fin de que su comportamiento pueda ser introducido en el software específico de análisis de redes de drenaje, SWMM. Finalmente, se realiza una comparativa entre los resultados de los perfiles de flujo obtenidos mediante las técnicas CFD y los obtenidos mediante el SWMM tras realizar el ajuste de los parámetros correspondientes.