Modelización en la ingeniería: Presa de Oroville

La recreación por ordenador del comportamiento de infraestructuras ante agentes externos excepcionales es todavía, a día de hoy, insuficientemente fiable para ser el único pilar en que se sostenga la relación coeficiente de seguridad y economía en la inversión.

Es necesario seguir recurriendo a la modelización a escala de la infraestructura y el fenómeno que la pueda afectar.

Un ejemplo de esta praxis es la presa de Oroville en California (Estados Unidos). Terminada de construir en 1968, en febrero de 2017, unas lluvias torrenciales supusieron la evacuación de más de 180.000 personas por los daños causados a los desagües, principal y secundario de la presa, si bien no se produjo el colapso. 

A raiz del suceso se encargó acometer las obras de adecuación necesarias que permitieran, si era posible, evitar la demolición de la presa, en otras palabras, salvarla de la ruina . Para ello, se decidió en primer lugar recrear la estructura del desagüe tal y como había quedado tras las lluvias. La Universidad de Utah ha desarrollado un impresionante modelo a escala 1:50  del desagüe de la presa. La escala supone que la “maqueta” tiene nada menos que  30 metros de largo y casi 20 metros de ancho y replica el estado actual de la estructura dañada. Por ejemplo, las condiciones del terreno producidas por las lluvias de febrero. Ahora, el equipo de ingenieros de la Universidad de Utah miden los distintos parámetros del flujo circulante por el desagüe ante diversas recreaciones pluviométricas.

A pesar del coste de construcción de la recreación (toda una obra en si misma), el estudio hidráulico de la miniatura permitirá optimizar completamente la reparación de la presa.

Para replicar el desagüe dañado el equipo de ingenieros midió con láser la presa original para replicar la erosión sufrida por las lluvias. De esta forma el modelo puede predecir qué sucederá si una tormenta ataca la estructura mientras tienen lugar las reparaciones, o si estas no llegan a tiempo antes de la próxima estación de lluvias.

La maqueta también servirá para probar una nueva característica que se añadirá al desagüe durante las reparaciones: ranuras de ventilación. Se trata de agujeros en el hormigón que evitan la cavitación, un proceso que puede erosionar el material en caso de un flujo alto de agua. Estas ranuras ya han sido añadidas a otras presas como medida de seguridad.

En el análisis y diseño de infraestructuras  hidráulicas,  especialmente en presas, la utilización de modelos reducidos es práctica habitual. La razón estriba en que  es imposible analizar elementos como la turbulencia del agua con modelos numéricos. Y los modelos que sí se aplicanpara el cálculo de estos fenómenos en situaciones o construcciones más simples han sido a su vez obtenidos empíricamente de construcciones precedentes o de modelos reducidos.

Os dejamos enlace con el vídeo de una de las pruebas realizadas en el modelo reducido del desagüe de la presa de Oroville: ver video

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