Análisis del drenaje superficial en vías urbanas a partir de un modelo hidrodinámico bidimensional (2018)
Para la optimización de la infraestructura existente del drenaje urbano en una ciudad, es necesario comprender los patrones de flujo en las vías y a partir de allí, disponer adecuadamente los sistemas de captación. En la ciudad de Medellín, no se disponen de estudios particulares para estimar la capacidad de captación de los sumideros utilizados, por ello se optó por realizar una simulación hidrodinámica tridimensional del sumidero Tipo B de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P, en una plataforma virtual de 3.0 m de ancho y 5.30 m de largo, variando los caudales de entrada de 50 a 250 l/s, la pendiente longitudinal de 0.1 a 10% y la pendiente transversal de 0 a 5%, generando 105 casos simulados. Los resultados del modelo numérico se compararon con aproximaciones empíricas que representan el proceso de captación en sumideros de reja de fondo, logrando correlaciones satisfactorias. Se propone un umbral de potencia unitaria del flujo de aproximación a la reja para distinguir de la captación tipo vertedero y orificio, para las cuales se determinaron coeficientes de descarga en función del número de Froude. Posteriormente, se realiza la simulación hidrodinámica bidimensional de una vía particular, para diferentes sensibilidades a los caudales de entrada, magnitud de la intensidad de lluvia, separación entre sumideros y análisis de la peligrosidad del flujo para peatones. Las simulaciones muestran que los patrones del flujo preferente dentro de la vía se conservan y son útiles para la propuesta de ubicación de nuevos sumideros, logrando el aumento del caudal captado y la reducción de las zonas de riesgo.