Departamento de Ingeniería Civil

Optimización del Control de Escurrimiento en una cuenca urbana

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN HIDRÁULICA –GIH

Actividades año 2017

Optimización del Control de Escurrimiento en una cuenca urbana  mediante técnicas de modelación

Este proyecto (Código UTN2164) se encuentra homologado por la Secretaria de Ciencia, Tecnología y Posgrado del rectorado de la Universidad Tecnológica Nacional desde el 19 de Diciembre del 2014 y tiene fecha de finalización Diciembre de 2017. 

Fue declarado de Interés por la Autoridad del Agua de la Provincia de Buenos Aires. Tiene como objetivo implementar técnicas que permitan obtener proyectos de sistemas de drenajes pluviales urbanos que, no solo cumplan con los objetivos hidráulicos específicos, sino que además resulten óptimos desde el punto de vista de la inversión necesaria para su construcción.

- Resumen Técnico:

El control del escurrimiento de los desagües pluviales urbanos resulta vital para lograr un desarrollo planificado de los asentamientos poblacionales que tienda a la mejora en las condiciones de vida de sus habitantes y que contemple una adecuada interacción con el entorno en el que se establecen y desarrollan.

Para el control de estos escurrimientos, a lo largo del tiempo se han desarrollado distintas técnicas. Históricamente, los sistemas de desagües pluviales se diseñaban exclusivamente para la rápida evacuación del agua de lluvia, y los criterios hidrológicos se restringían al dimensionado de los conductos necesarios para cumplir con ese objetivo. En aquellos casos, la evaluación del desempeño del sistema consistía en analizar la rapidez con que la zona a sanear resultaba drenada. Hoy en día, sin embargo, es común que se requiera además que estos sistemas cuenten con estructuras de regulación, que permitan retener los escurrimientos y su carga de contaminantes, previo a su vuelco en el receptor final. En estos esquemas, el adecuado manejo de los excedentes pluviométricos, lleva a la implementación de controles a tiempo real para un mejor aprovechamiento de los conductos y reservorios de almacenamientos , y modifica los criterios de diseño tradicionales de simple evacuación, llevando a encontrar la óptima solución que permita identificar soluciones confiables, económicas y que contribuyan a mejorar el comportamiento del sistema en su integralidad, para permitir conducir los escurrimientos sin provocar desbordes e inundaciones. La práctica corriente para encontrar la solución a este problema consiste en una modelación matemática de las distintas alternativas de solución y la posterior elección mediante el método de prueba y error Esta modelación tiene por objetivo contribuir a obtener la solución que mejor se adecúe a determinados criterios predefinidos. Entre estos, se encuentran aquellos que propugnan la obra más económica, los que hacen hincapié en la capacidad del receptor, los que lo hacen en la preservación del medio ambiente y las condiciones hidrológicas preexistentes, y también los que dan mayor peso a reducir en mayor medida los riesgos de inundación de algunos sectores estratégicos y en menor medida los de otros sectores. Estos criterios resultan en muchos casos conflictivos entre sí, por lo que la modelación mediante el método de “prueba y error” resulta frecuentemente una tarea sumamente complicada. Las técnicas de optimización basadas en programación no lineal se utilizan en otras disciplinas con el propósito de encontrar las mejores soluciones que se adecuen a una serie de restricciones impuestas de antemano. Se plantea la hipótesis que puede realizarse una modelación que integre los aspectos hidrológicos e hidráulicos con los aspectos vinculados con la optimización. Se propone entonces desarrollar una herramienta informática que incorpore técnicas de optimización basadas en programación no lineal, para hallar la solución óptima de un proyecto de desagües pluviales urbanos, que cumpla con las condiciones de funcionamiento hidráulico del sistema. Para ello, se propone por un lado adaptar estas técnicas al caso particular propuesto, y por el otro lado su aplicación a una cuenca urbana real para analizar su utilidad. Los resultados permitirán analizar las variantes de solución para que el sistema de desagües pluviales urbanos a diseñar sea capaz de cumplir en forma alternativa o simultánea con distintos propósitos, entre los cuales cabe citar: la identificación de las distintas tipologías de obras, la obtención de la solución más económica, ampliar los beneficios resultantes de la ejecución de las obras, la contemplación de un adecuado análisis de riesgos, la implementación de un sistema de seguros contra inundaciones, y contribuir a la adecuada zonificación de las áreas urbanas.