Modelación numérica para determinación de la eficiencia de los sumideros de aguas lluvias tipo T45 con modificación a rejillas circulares utilizado en elevación y depresión en la vía, aplicando mecánica de fluidos computacionales
Date
2021-03
Authors
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
To begin with this research, a real-scale three-dimensional model was created with
computational fluid dynamics software, which helps to carry out three-dimensional
simulations of the behavior on the action of runoff water and analyze the results to
make a comparison among the current established T45 type grating model and the ones
used in the Standard Ecuadorian Vial NEVI-12.
The virtual platforms conditions for the simulation were the same as those of the 1:4
scale investigation, therefore a transverse or pumping slope of 2 and 4 percent and
longitudinal slopes of 0.5, 4 and 12 percent were used with income flows that vary
from 16.91lt/s to 111.65lt/s.
Several modifications were also considered in the placement of the grating, creating
two scenarios depending on the placement on the road: S1 Model: a grating located in
the elevation of the road, S2 Model: a grating located in depression on the road, as
well as two scenarios depending on the number of gratings: an S1 scenario where a
single grating is placed and an S2 scenario where 2 gratings are placed in series, the
results showed that the S2 scenario with two gratings in series has a higher efficiency
than S1, and there is a better efficiency with the modifications on the shape of the
grating bearing bars.
Description
Empezando con esta investigación se creó un modelo tridimensional a escala real con
un software de mecánica de fluidos computacionales, el cual nos ayuda a realizar
simulaciones en tres dimensiones del comportamiento ante la acción del agua de
escorrentía y con esto analizar los resultados para realizar una comparación con el
modelo actual de sumideros tipo T45 establecidos y utilizados en la Norma
Ecuatoriana Vial NEVI-12.
Las condiciones de las plataformas virtuales para la simulación fueron las mismas de
la investigación a escala 1:4, por ello se ocupó una pendiente transversal o de bombeo
de 2 y 4 por ciento y pendientes longitudinales de 0.5, 4 y 12 por ciento, y con caudales
de ingreso que varían desde 16.91 lt/s a 111.65 lt/s.
También se consideraron varias modificaciones en la colocación del sumidero,
creando así dos escenarios dependiendo de la colocación en la vía: Modelo S1: un
sumidero ubicado en elevación de la vía, Modelo S2: un sumidero ubicado en
depresión en la vía, así como dos escenarios dependiendo del número de sumideros:
un escenario S1 donde se coloca un solo sumidero y un escenario S2 donde se colocan
2 sumideros en serie, con esto se obtuvo que el escenario S2 con dos sumideros en
serie tiene una mayor eficiencia que el S1, y que existe una mejor eficiencia con las
modificaciones en la forma de los barrotes de la rejilla.
Keywords
MODELACIÓN NUMÉRICA, AGUAS LLUVIAS, MECÁNICA DE FLUÍDOS COMPUTACIONALES, REJILLAS CIRCULARES, ANÁLISIS HIDROLÓGICO, ELEMENTOS FINITOS