Laboratorio de Hidráulica CETA

Cliente: Secretaría de Recursos Hídricos de la provincia de Catamarca
Año: 2015

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El objetivo del presente proyecto fue evaluar la amenaza de inundaciones repentinas en las localidades de El Rodeo, Siján y Saujil (provincia de Catamarca), mediante la aplicación de criterios geomorfológicos, hidrológicos e hidráulicos.
El área de estudio general comprende las zonas urbanas y periurbanas de las localidades de El Rodeo (departamento Ambato), Siján y Saujil (Departamento Pomán) en la provincia de Catamarca.
Para la etapa geomorfológica, se realizó una Carta de Amenaza por Crecientes Repentinas de base geomorfológica, con el propósito de obtener información de partida para la implementación de acciones de mitigación. Para su confección se analizaron e interpretaron fotografías aéreas escala 1:20.000 y 1:8000 e imágenes Google Earth. Se reconocieron ambientes y unidades geomorfológicas de la localidad del Rodeo y su entorno, que rigen la dinámica y alcance de las inundaciones y los procesos fluviales asociados. Se efectúo un control de campo orientado a evaluar in-situ los patrones observados en gabinete y la información obtenida se corroboró con información histórica antecedente.
El estudio hidrológico se realizó utilizando datos históricos de lluvia y modelos de simulación de los procesos de transformación lluvia – caudal, para distintos períodos de retorno. Para la modelación hidrológica se empleó el programa HEC-HMS, que realiza modelaciones hidrológicas agregadas de eventos; se utilizó el modelo del hidrograma unitario (HU). Una vez determinado el HU, se seleccionó un hietograma de lluvia de diseño, se estimaron las abstracciones con el modelo del SCS y se calculó el hietograma de exceso de lluvia.
En el estudio hidráulico se realizó la modelación numérica de los ríos Los Nogales, Siján y Saujil para diferentes escenarios considerando la situación actual y futura con las obras proyectadas. Para realizar estas modelaciones se utilizaron los resultados obtenidos en los estudios geomorfológicos e hidráulicos, además se realizaron visitas a campo y relevamientos topográficos de las áreas de interés. Para caso el río Los Nogales, donde no se espera la ocurrencia de eventos de flujos hiperconcentrados, se utilizó el programa de cálculo HEC-RAS bajo la hipótesis de aguas claras. Para los ríos Siján y Saujil donde existe la probabilidad de que se generen flujos hiperconcentrados, como el “flujo de barro” ocurrido en el evento de enero de 2014, se utilizó el programa FLO-2D el cual permite realizar modelaciones 2D de flujos hiperconcentrados (flujos densos, no-newtoniano).
La información obtenida a partir de la realización de éste estudio sirvió como base para definir áreas potenciales de riesgo hídrico, que a través de la modelación hidrológica e hidráulica permitieron determinar puntos críticos conflictivos y proyectar obras de emergencias y sistematización de los ríos Los Nogales, Siján y Saujil, y de esta manera generar las bases para establecer acciones de prevención, corrección y planificación.

Cliente: Consorcio Canalero Leones-Villa Elisa “Dante Rosano”
Año: 2016

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El Consorcio Canalero Leones-Villa Elisa “Dante Rosano” y el Centro de Estudios y Tecnología del Agua coincidieron en celebrar un convenio específico de locación de servicios a los fines de la ejecución de actividades de modelación hidrológica e hidráulica del funcionamiento del sistema de canales ubicados al sur de la localidad de Leones, provincia de Córdoba. La ejecución de las actividades detalladas se inicia en el año 2016 y se estableció la vigencia del convenio por un periodo de un (1) año.

Las actividades previstas son las siguientes:

• Trabajos de campo para llevar a cabo un diagnóstico de la situación actual, describiendo la problemática hallada en el sistema de canales. Las tareas de campo incluirán la realización de mediciones experimentales in situ, utilizando técnicas avanzadas de medición, de variables hidrológicas e hidráulicas para la calibració del modelo hidrológico;
• Calibración del modelo hidrológico a partir de los resultados obtenidos en las mediciones realizadas durante los trabajos de campo;
• Calibración del modelo hidráulico a partir de los resultados obtenidos en las mediciones realizadas durante los trabajos de campo;
• Simulación del flujo en el sistema de canales para distintos escenarios hidrológicos, a partir de la implementación de los modelos hidráulicos e hidrológicos calibrados, para detectar posibles puntos críticos;
• Presentación y análisis de los resultados obtenidos en la simulación numérica;
• Propuestas de alterativas y recomendaciones para mitigar la problemática hallada.

Cliente: convenio realizado entre el Laboratorio de Hidráulica de la UNC y la empresa ROGGIO S.A.

Año: 2012-13

El dique de derivación Los Molinos está ubicado sobre el Río Grande, a pocos kilómetros aguas arriba de la ciudad San Salvador de Jujuy y aproximadamente 1 km aguas abajo de la confluencia de los ríos Grande y Reyes. El embalse es utilizado para la derivación de agua para riego en la región. Su estado actual presenta un importante nivel de impacto, asociado a diversas causas entre las que se destacan procesos naturales de sedimentación aguas arriba del dique, erosión local y generalizada del lecho del río aguas abajo de las obras y deterioro por abrasión de todas las superficies expuesta al paso del agua. Su finalidad principal es la derivación de un caudal máximo de 25 m3/s al canal Río Grande que se utiliza para riego artificial.

El objetivo principal ha sido realizar un estudio conceptual del funcionamiento hidráulico del sistema compuesto por la confluencia de los dos ríos (río Grande y río Reyes) y el dique de Los Molinos. Esta tarea incluyó: (i) realizar una modelación numérica bidimensional y tridimensional de la hidrodinámica del sistema mencionado compuesto por el Río Grande, el río Reyes y el Dique de Los Molinos. Estudio de la influencia de diferentes parámetros hidrodinámicos; (ii) realizar una modelación numérica del transporte de sedimentos del sistema mencionado y de la interacción río-estructura (dique de Los Molinos). Para la simulación de la hidrodinámica y de la dinámica sedimentaria se aplicó la plataforma de modelación DELFT3D, desarrollada por WL/Delft Hydraulics en los Países Bajos.

Cliente: Universidad Católica de Salta
Año: 2013 hasta la actualidad

Este proyecto constituye la primera parte de los estudios que se llevan adelante para la determinación de las curvas intensidad – duración – recurrencia (idT) de toda la República Argentina.

Actualmente, el noroeste argentino no cuenta con herramientas normalizadas para predecir los parámetros de diseño hidrológico de las medidas estructurales y no estructurales requeridas para mitigar la amenaza hídrica; por lo que cada proyectista utiliza los datos disponibles y metodologías de predicción diferentes, según su grado de experiencia y criterio. Esta problemática, hace que se requiera contar con variables de diseño homogeneizados, estimados con metodologías estandarizadas de predicción disponibles en una interfaz amigable.

Este trabajo se desarrolló en el marco de un esfuerzo conjunto entre el Centro de Estudios y Tecnología del Agua (CETA) de la Universidad Nacional de Córdoba, y las Universidades Católicas de Salta y Córdoba, con el fin de estimar el valor de la lámina de lluvia diaria de diseño de las provincias de Salta, Jujuy, Catamarca, Tucumán y Santiago del Estero; a través de un análisis de regionalización.

Hasta el momento se analizaron registros de 334 estaciones pluviométricas disponibles en la región de estudio. A partir de estos registros se elaboraron las series de máximos diarios anuales. Luego se verificaron las hipótesis estadísticas básicas (presencia de datos atípicos, independencia, estacionalidad y homogeneidad) que debe cumplir una muestra para que tenga validez el análisis de estadística inferencial. Finalmente se seleccionaron registros de 193 estaciones que verificaron las hipótesis propuestas. Sobre los registros seleccionados se realizaron ajustes a 6 funciones de distribución de probabilidad para estimar los valores de máxima lámina de lluvia para los periodos de retorno entre 2, y 100 años, y los intervalos de confianza asociados a cada predicción. Se seleccionó la función Log Normal como óptima y se cuantificaron las diferencias relativas en la predicción debido a esta hipótesis. Los valores de lámina de lluvia diaria se regionalizaron en toda la región de estudio con un Sistema de Información Geográfica.

A partir de la base de datos generada, a futuro se busca calcular las funciones idT de toda la región de estudio y extender este análisis a toda la República Argentina.

Las obras modeladas se encuentran incluidas dentro del proyecto de sistematización del cauce del río Suquía, el cual comprende la reparación y readecuación del cauce principal y su llanura de inundación.

Este modelo físico hidráulico es de tipo tridimensional con semejanza de Froude ejecutado en escala no distorsionada de longitudes 1:40, permitiendo analizar el tramo del Río Suquia, comprendido entre los puentes Centenario y Avellaneda, de aproximadamente 1000 m de desarrollo, con un ancho efectivo variable de 70 a 280 m en prototipo, incluyendo la desembocadura del Arroyo La Cañada y el parque Las Heras localizado aguas abajo del mencionado arroyo.
Para la modelación física de las obras de control se han establecido los siguientes objetivos generales:

• · Verificar el desempeño hidráulico de las obra de sistematización del cauce del río Suquia y Arroyo La Cañada. En el caso particular de las obras de readecuación del tramo final del Arroyo La Cañada se analizarán los procesos de disipación de energía, tendiendo a caracterizar los niveles de turbulencia remanentes hacia aguas abajo y sus efectos sobre el entorno próximo.

• · Analizar y caracterizar los procesos hidrodinámicos presentes en la zona de  confluencia de ambos cauces.

Cliente: Pablo Federico S.R.L ., Córdoba, Argentina
Año: 2011

En este trabajo se presentan las modelaciones matemáticas realizadas en un tramo del Río Suquia, comprendido entre los puentes Centenario y Avellaneda, incluyendo la desembocadura del Arroyo La Cañada y el parque Las Heras localizado aguas abajo del mencionado arroyo. Se ha utilizado un modelo 2DH (RMA2). Se analizaron distintas recurrencias (10 y 25 años) para distintas alternativas de modelación. Las alternativas analizadas comprenden: utilizar rugosidad uniforme en todo el dominio, rugosidad variable de acuerdo a las características topográficas y utilizar el término de vorticidad en las ecuaciones. Posteriormente se evaluaron las capacidades y deficiencias en cada caso. Para la validación del modelo se contrastaron los resultados de la modelación matemática con los obtenidos en la modelación física del tramo en escala 1:40 construido en el Laboratorio de Hidráulica de la UNC.

Para la modelación numérica se han establecido los siguientes objetivos generales:
• Evaluar el comportamiento hidráulico del tramo el río Suquía en su confluencia con el arroyo de La Cañada para distintos períodos de.
• Calibrar los valores de los coeficientes de rugosidad de Manning evaluando su influencia en el desarrollo del flujo.
• Evaluar las capacidades y deficiencias de distintas alternativas de simulación del modelo utilizado.

SIMULACIONES
En la Tabla se muestran las condiciones de contorno de caudal y nivel utilizadas para las recurrencias de 10 y 25 años, que tienen una correspondencia con la modelación física. Las condiciones de borde de los caudales se tomaron a partir de datos suministrados por la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Provincia de Córdoba y las condiciones de niveles aguas abajo a partir de los resultados de las modelaciones unidimensionales realizadas por el Laboratorio de Hidráulica de la UNC, utilizando Hec Ras.

Cliente: Carlos Enriquez S.A.

Año: 2011

El Parque Provincial Moconá está localizado al nordeste de la República Argentina, en el extremo sudeste de la provincia de Misiones, en las márgenes del río Uruguay.
Existe un proyecto para la construcción de pasarelas ubicadas sobre el lecho del río Uruguay, con una altura suficiente para acceder a los saltos en épocas en que los mismos puedan observarse. Está previsto que en cuanto la altura del río Uruguay supere cierta altura, las pasarelas se tapan al igual que los saltos, no pudiendo entonces observarlos. Para el diseño de las pasarelas Los parámetros requeridos en el diseño son velocidad y profundidad de flujo máxima en dicha sección.Entre su desembocadura y la del Yabotí; una fractura en el lecho del río Uruguay en sentido NE a SO (en sentido longitudinal al río) forma los conocidos Saltos del Moconá, con caída de las aguas de 5 a 7 m de altura a lo largo de 3000 m de longitud en sentido O-E, o sea desde la costa argentina hacia la costa brasileña. Por estar ubicados en sentido longitudinal al río, estos saltos se cubren de agua en épocas de crecida del río, siendo tapados por completo hasta que el río vuelva a bajar.

La metodología implementada en este trabajo consistió en realizar mediciones de velocidad y batimetría en 10 secciones ubicadas sobre la margen derecha del río Uruguay en la zona donde están proyectadas las pasarelas. Para la caracterización experimental del flujo (velocidad y profundidad) en la zona de estudio se utilizó el Perfilador de Corriente Acústico Doppler (ADCP) “RiverSurveyour S5”. Los parámetros de diseño se estimaron para otras condiciones distintas de diseño asumiendo similar comportamiento del flujo para otras condiciones.

Cliente: Ministerio de Ciencia y Tecnología de la provincia de Córdoba

Año: 2011

La Laguna Mar Chiquita (ubicada al Noreste de la provincia de Córdoba, Argentina) ha manifestado importantes variaciones de nivel del agua, las cuales  han sido documentadas en forma diaria y continua durante la última década a través de mediciones directas realizadas sobre cinco escalas limnimétricas ubicadas estratégicamente dentro de la Laguna (mediciones cedidas por la Reserva Provincial de Miramar y Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Provincia de Córdoba). El análisis de estos datos permitió identificar fluctuaciones de más de 4 m desde el máximo valor histórico registrado en el año 2003 que alcanzó los 71,9 m s.n.m.

Al ser un sistema endorreico, la respuesta hidrológica del mismo está sujeta a los efectos climáticos de varios ciclos hidrológicos, vale decir, el sistema conserva una memoria y el nivel de agua resulta de la combinación de la respuesta de la cuenca en períodos anteriores y el manejo de la misma.  Los objetivos establecidos para este trabajo fueron:

• Definir la Cota Máxima de Inundación para la costa de la Laguna Mar Chiquita para limitar los usos de suelo ante periodos hídricos ricos.
• Analizar los niveles medios de agua observados, conjuntamente con la caracterización y definición de la acción del viento (wind set up) y su oleaje asociado (wave set up).

En este trabajo se utilizó la implementación de herramientas de teledetección, conjugadas con la adecuación y aprovechamiento de las citadas mediciones de nivel de agua, para la elaboración de una cartografía efectiva de la topobatimetría de la Laguna Mar Chiquita. A tal efecto se utilizaron datos de elevación del terreno tomando como fuentes los relevamientos de la misión SRTM y mapas temáticos derivados de imágenes LANDSAT (con resolución espacial de 30 m) basados en el proceso de extracción digital de los contornos de agua.

El análisis de los niveles medios de agua observados, conjuntamente con la caracterización y definición de la acción del viento (wind set up) y su oleaje asociado (wave set up), para distintas recurrencias, permitió combinar estos efectos y definir la Cota Máxima Probable de Inundación para la costa de la Laguna Mar Chiquita.

Cliente: proyecto de investigación SECyT
Año: 2010-2011

En este trabajo se presenta el desarrollo y los resultados alcanzados a partir de la modelación física bidimensional de una protección costera exenta conformada por un dique semi-sumergido con coraza de enrocado. El dique tipo corresponde al prediseñado por el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba, para las defensas de Mar del Plata.

El presente trabajo se ha realizado en el marco de dos proyectos de investigación financiados por SeCyT-UNC y el Ministerio de Ciencia y Técnica de la provincia de Córdoba. El objetivo principal del estudio ha sido verificar experimentalmente la estabilidad del talud expuesto a las condiciones de diseño. Para ello, se han reunido las experiencias existentes en bibliografía y toda la información disponible para aplicar una metodología que pueda aplicarse a la mayoría de los ensayos en laboratorio con las mismas características del presentado en este estudio.

Los ensayos se han realizado en un canal vidriado de 23 m de largo, utilizando un generador de oleaje de paleta frontal, bidimensional (HR-Wallingford). Para desarrollar esta modelación ha sido necesario readecuar las instalaciones disponibles, adaptando el fondo con el objeto de alcanzar las condiciones de rotura de la ola de diseño y definir la correcta ubicación de la estructura. Los ensayos han representado condiciones de oleaje extremo, similares a los medidos en Mar del Plata, asociado a 50 años de período de retorno con piezas de 5 Tn en la coraza y niveles de marea entre pleamar y bajamar.

Los ensayos realizados en el modelo físico de la estructura marítima a escala 1:30 han validado la metodología desarrollada y han verificado el prediseño de la estructura mediante el cumplimiento de la condición de estabilidad de las rocas del talud exterior. La estabilidad ha sido evaluada mediante observaciones directas del daño (definido por el movimiento de las piezas) y mediante la comparación con formulaciones de estabilidad (Van der Meer, 1991).

Cliente: Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación
Año: 2008

El Proyecto Aprovechamiento Múltiple Los Monos (AMPLM) es parte de los estudios abocados a lograr un aprovechamiento integral de la Cuenca del Río Senguerr, con la finalidad de satisfacer las necesidades de:

1. Agua Potable para 540.000 habitantes en el área Comodoro Rivadavia, Rada Tilly (Chubut), y Caleta Olivia (Santa Cruz).
2. Agua de Riego para 15260 Has del Área Sarmiento y 2000 Has en la Provincia de Santa Cruz.
3. Sostenimiento del estiaje del Sistema Muster-Colhué Huapi.
4. Atenuación de las crecidas del río Senguerr
5. Generación de energía al sistema interconectado.
6. Preservación de la fauna íctica
7. Recreación y Turismo

Este modelo físico se construyó a escala 1:40 y representa los distintos componentes del AMPLM: presa de materiales sueltos, vertedero lateral, rápida y salto ski, obra de toma para descargador de fondo y central hidroeléctrica, cuenco disipador pre-excavado, y canales de restitución. La zona de embalse, o de aguas arriba de la presa, cuya topografía se representó con contorno fijo, contiene el vertedero, el canal lateral y la torre de toma con su puente. La zona aguas abajo del embalse, está formada por el canal de restitución construido de fondo móvil y la zona del cuenco pre-excavado constituido de fondo fijo.

Para la modelación física de las obras de control se han establecido los siguientes objetivos generales:
• Verificación hidráulica del vertedero, rápida y salto esquí.
• Determinar la curva de descarga (H-Q) del vertedero.
• Caracterizar las condiciones de entrada al vertedero influenciadas por las distintas obras (pila del puente, torre de toma, etc.).
• Estudiar la posibilidad de cavitación en la rápida y en la entrada del salto esquí.
•Caracterizar los procesos erosivos aguas abajo ante combinaciones de operación de los órganos de y evacuación.
• Caracterización evolutiva fluvial del cauce aguas abajo de la presa.