¿Modelamiento Unidimensional o Bidimensional?

El software HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System) es una herramienta ampliamente utilizada para el modelamiento hidráulico de ríos, canales y sistemas de drenaje. Permite realizar modelamiento unidimensional (1D), bidimensional (2D) o incluso mixto (1D/2D). La elección entre estos enfoques depende del tipo de problema, la complejidad del flujo y los objetivos del estudio. A continuación, te describimos los casos en los que es recomendable usar cada tipo de modelamiento en HEC-RAS:

Interfaz del software Hidráulico HEC-RAS

Modelamiento Unidimensional (1D) en HEC-RAS:

Es recomendable en los siguientes casos:

Flujos en cauces principales:

Cuando el flujo sigue una dirección predominante, como en ríos o canales con secciones transversales bien definidas.

Ejemplo: Cálculo de niveles de agua y caudales en un río para diseñar obras hidráulicas o evaluar inundaciones.

Análisis de perfiles longitudinales:

Para estudiar cómo varían los niveles de agua a lo largo del eje longitudinal del río (por ejemplo, en estudios de inundaciones o diseño de obras).

Proyectos con limitaciones de tiempo o recursos:

Los modelos 1D son más rápidos de configurar y ejecutar, requieren menos datos y son menos demandantes computacionalmente que los modelos 2D.

Sistemas con geometrías simples:

Cuando la geometría del sistema puede ser representada adecuadamente con secciones transversales discretas (por ejemplo, ríos rectos o canales prismáticos).

Análisis de grandes escalas:

Para estudios a nivel de cuenca o en sistemas extensos donde no se requiere un detalle espacial alto.

Evaluación de estructuras hidráulicas:

Para analizar el impacto de estructuras como puentes, alcantarillas, presas o vertederos en el flujo.

El modelamiento de Puentes en HEC-RAS 1D es muy recomendado

Modelamiento Bidimensional (2D) en HEC-RAS

Uno de los lugares que se vio perjudicado fue la zona de San Marcelo, donde alrededor de 30 casas -fabricadas en su mayoría con adobe y caña- quedaron en muy mal estado debido a la crecida del río. Aquí es recomendado un análisis en 2D ya que se requiere del uso del módulo de flujos no newtonianos en HEC-RAS, también:

Imagen obtenida con Google EARTH

Flujos complejos con direcciones múltiples:

Cuando el flujo no sigue una dirección única, como en llanuras de inundación, confluencias de ríos, estuarios o zonas costeras.

Ejemplo: Simulación de inundaciones en áreas extensas con flujos divergentes.

Análisis de patrones de flujo espacial:

Para estudiar la distribución espacial de velocidades, niveles de agua y esfuerzos cortantes en el lecho.

Geometrías complejas:

Cuando la geometría del sistema no puede ser simplificada a secciones transversales discretas (por ejemplo, zonas con topografía irregular o estructuras hidráulicas complejas).

Proyectos que requieren alta precisión espacial:

En estudios donde es necesario capturar detalles espaciales, como la interacción entre el flujo principal y las áreas laterales (por ejemplo, humedales o zonas de almacenamiento).

Impacto de estructuras hidráulicas en áreas extensas:

Para evaluar el efecto de obras como diques, espigones o puentes en el flujo y la sedimentación en zonas amplias.

Estudios de calidad del agua o transporte de sedimentos:

Cuando se requiere modelar procesos que dependen de la distribución espacial, como la dispersión de contaminantes o la erosión y deposición de sedimentos.