¿Por qué modelar Rotura de Presas con HEC-RAS e IBER?

🔹 Introducción: La Importancia de Modelar Roturas de Presas

La rotura de una presa (o dam break) es uno de los eventos más catastróficos en ingeniería civil, con consecuencias devastadoras:

• Pérdidas humanas (inundaciones repentinas con alto poder destructivo).

• Impacto económico (destrucción de infraestructuras, agricultura y viviendas).

• Daños ambientales (contaminación por relaves mineros o sedimentos).

En Latinoamérica, donde muchas presas son antiguas o no cuentan con estudios de riesgo actualizados, el modelado computacional con herramientas como HEC-RAS e IBER se vuelve esencial para:
✅ Predecir zonas de inundación y mejorar planes de evacuación.
✅ Evaluar la estabilidad de estructuras hidráulicas.
✅ Cumplir normativas internacionales de seguridad.

📊 Estadísticas Alarmantes de Roturas de Presas en Latinoamérica

📌 Casos Históricos Relevantes

📌 Situación Actual del Riesgo en la Región

Consecuencias de Rotura de Presas en Brasil

• Según el Banco Mundial, Latinoamérica tiene más de 4,000 presas, muchas construidas hace más de 50 años.

• Un 60% no cuenta con estudios de rotura actualizados.

• Las presas mineras (relaves) son las más vulnerables (ej: Perú, Chile y Brasil tienen cientos en riesgo).

• Solo el 30% de los países tienen normativas estrictas sobre seguridad de presas (ej: Brasil y México lideran, pero otros están en desarrollo).

📌¿Por qué Usar HEC-RAS e IBER para Modelar Roturas?

• 1️⃣ HEC-RAS (Desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de EE.UU.)

🔧 2. Ventajas Técnicas de HEC-RAS

📌 Algoritmos y Capacidades Clave

Método de las características (1D):

• Resuelve las ecuaciones de Saint-Venant (flujo no permanente) con esquemas implícitos de Preissmann.
• Ideal para tramos largos de ríos donde el flujo es predominantemente unidimensional.

Modelo 2D con volúmenes finitos:

• Usa un esquema Riemann solver para manejar flujos supercríticos/subcríticos.
• Adaptive mesh refinement para aumentar resolución en zonas de interés.
• Módulo específico para roturas:
• Permite definir mecanismos de falla (erosión progresiva, colapso instantáneo).
• Incluye opciones para presas de tierra (materiales cohesivos/no cohesivos).

Ejemplo de proceso de incumplimiento para un fallo de desbordamiento

Descarga el manual para rotura de presas con HEC-RAS aquí: CLICK AQUÍ

 

🌊 3. Fortalezas Técnicas de IBER

📌 Métodos Numéricos Avanzados

• Resolvedor de ecuaciones shallow water (2D):

  • Basado en esquemas en volúmenes finitos de alta resolución (TVD).

  • Captura mejor los frentes de onda y zonas de flujo discontinuo.

• Malla flexible:

  • Usa triángulos no estructurados para adaptarse a topografías complejas.

  • Permite refinamiento local en calles, edificios o áreas críticas.

• Modelado de fuentes/sumideros:

  • Ideal para simular lluvia simultánea + rotura (eventos compuestos).

📈 Comparación de Precisión

🛠️ 4. Integración HEC-RAS + IBER: Enfoque Híbrido

Paso 1: Modelado 1D en HEC-RAS

• Simular la propagación inicial de la onda de rotura en el cauce principal.

• Exportar hidrogramas de entrada para el modelo 2D.

Paso 2: Refinamiento 2D con IBER

• Importar resultados de HEC-RAS como condición de frontera aguas arriba.

• Añadir detalle urbano (edificios, drenajes) con malla no estructurada.

📌 Caso Práctico: Rotura de Presa en Zona Montañosa

1. HEC-RAS 1D: Calcula el caudal pico (Qmax) y velocidad en el valle.

2. IBER 2D: Modela cómo el agua rodeña cerros e inunda pueblos aguas abajo.

🎯 Conclusión Técnica

• HEC-RAS es insustituible para análisis 1D y normativas internacionales.

• IBER brilla en 2D por su eficiencia computacional y adaptabilidad.

• La combinación de ambos maximiza precisión y reduce incertidumbre.

Recomendación final:

“Usar HEC-RAS para la fase hidrológica/hidráulica inicial e IBER para micro-modelado de inundaciones en zonas críticas.”

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