Ingeniería Civil

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Browsing Ingeniería Civil by Author "Aguilar Torres, Thais Morelia"

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    Comparación del modelamiento hidráulico mediante Hec-Ras e Iber con fines de prevención ante inundaciones – caso de estudio del río Tambo en Arequipa, Perú
    (Universidad Católica de Santa María, 2025-04-14) Aguilar Torres, Thais Morelia
    Las inundaciones se han vuelto cada vez más severas y recurrentes en todo el mundo debido a varios factores como lo puede ser el cambio climático Perú no es ajeno a esta problemática(Vargas, 2009). La infraestructura ha demostrado ser poco resiliente ante fenómenos hidrológicos como el fenómeno de Niño. En Arequipa el sector Ayanquera del río Tambo ha evidenciado problemas de desbordamiento, erosión de laderas, inundaciones y acumulación de materiales de arrastre, causando considerables daños materiales. En esta zona se pueden presentar flujos de detritos, las erosiones e inundaciones pueden afectar zonas de cultivo, a los centros poblados Puerto Viejo y Desamparados. Esto implica la ampliación de zonas agrícolas hacia las riberas de los ríos, problemas de inundación, escasez de productos, perdida de suelos agrícolas y consecuentemente pérdida en la economía(Chalco Gutierrez, 2022). Por lo tanto, es importante analizar el comportamiento del flujo y su impacto. Esta investigación propone desarrollar una comparación entre los programas IBER y Hec-RAS con la finalidad de elegir el modelo más representativo de la sección de investigación del Río Tambo y así estar al tanto del comportamiento fluvial frente a un suceso de avenidas intensas, con el objetivo de prevenir inundaciones. Primero, se realizó la modelación hidrológica utilizando el modelo HEC-HMS, a través de la trasformación precipitación – escorrentía utilizando el hidrograma unitario (SCS) y la precipitación neta a través del procedimiento del número de curva, obteniendo así flujos altos para distintos periodos de retorno. Para los periodos de retorno de 50, 100 y 200 años, los caudales máximos fueron 650.10 m3/s, 922.30 m3/s y 1179.30 m3/s respectivamente. En segundo lugar, se realizó la modelación hidráulica utilizando IBER y Hec-RAS, luego de haber realizado un levantamiento topográfico con dron. La conducta en ambas modelaciones mostró una notable similitud respecto al perfil del flujo durante su estado de máximo caudal. En el caso analizado, aguas arriba, donde el régimen supercrítico es predominante, los ritmos son altos y los calados reducidos. En Hec-RAS se visualizan resultados de 0 a 4 m de calado, las velocidades en un rango de 0 a 5 m/s y las cotas de 221 a 256.2 m. Mientas que en IBER los resultados brindan mayor precisión, el calado vario de 0 a 4.20 m, las velocidades de 0 a 5.38 m/s y las cotas de 225.31 a 259.81 m. Es notable la reacción hidráulica del cauce en las marcas de inundación obtenidas en los softwares utilizados, demostrando que es posible que exista peligro de desbordamiento en ambos márgenes. En tercer lugar, se comparan los modelos y se concluye que IBER es el más representativo, dado que ofrece una alternativa más eficaz para modelar ríos con geometrías más irregulares, en las que el manejo del terreno como una malla de volúmenes finitos interconectados recrea de forma más eficaz el suceso que el manejo de secciones vinculadas entre sí. Así, el agua fluye por el terreno, basándose en las ecuaciones de comportamiento establecidas, en cambio Hec-RAS lo considera como un camino preestablecido. En cuarto lugar, se presentó como propuesta de optimización el diseño hidráulico de un dique enrocado con 4.50 m de promedio de altura y un ancho de 4.50 m, tanto en la parte derecha como en la izquierda del margen, el cual encauza el río con la finalidad de que no ocurra inundación. Finalmente se puede afirmar que este estudio ayuda a reducir la brecha del conocimiento respecto a la comparación de modelos hidráulicos en diversos programas como lo son IBER y Hec-RAS.