Estudio del sobrepaso en avenida Perú mediante el software CFD - olaFOAM
Fecha
2018-10
Autores
Profesor Guía
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Tesis
ORCID Autor
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Editor
Universidad de Valparaíso
Ubicación
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Facultad
Facultad de Ingeniería
Departamento o Escuela
Escuela de Ingenieria Civil Oceanica
Determinador
Recolector
Especie
Nota general
Ingeniero Civil Oceánico
Resumen
A raíz de los últimos eventos de marejadas que incidieron en las costas de Chile, se
observaron daños considerables en las estructuras de protección costera de la comuna de
Viña del Mar, específicamente en el tradicional paseo costero de la Avenida Perú. Estos
daños se generaron por los altos flujos de sobrepaso, que ponen en riesgo la seguridad de
peatones y de la infraestructura urbana (Municipio de Viña del Mar, 2015). Debido a esta
problemática, la Dirección de Obras Portuarias (DOP) encargó al Instituto Nacional de
Hidráulica (INH) los estudios de alternativas de mejoramiento del borde costero de la
Avenida Perú. Estos estudios son abordados en el proyecto "Diseño conservación defensas
costeras sectores avenida Perú y Juan de Saavedra" (INH, 2016a), el cual contempló la
modelación física de la situación actual, además de diferentes alternativas de mejoramiento
de la protección costera de la Avenida Perú, y la determinación de una alternativa
optimizada. A modo de complementar y comparar los resultados del estudio mencionado
anteriormente, se generó el presente proyecto de investigación, que buscó realizar
simulaciones numéricas de los escenarios modelados por el INH por medio del software
OpenFOAM y su solver olaFOAM.
Al comparar los porcentajes de variación de sobrepaso de las diferentes alternativas de
mejoramiento respecto a la situación Diagnóstico, se concluye que la situación con mayor
eficiencia al momento de reducir el caudal de sobrepaso es la Alternativa 03 con un
porcentaje de reducción de un 59% en el modelo numérico, y un 61.6% en el modelo físico.
De lo anteriormente mencionado, se infiere que al aumentar el ancho de la berma e
implementar un medio poroso eficiente (Alternativa Optimizada), se genera una disminución
importante del caudal de sobrepaso. Sin embargo, cualquier modificación en el muro de
contención, ya sea aumento en la cota de coronamiento (60 [cm]) o instalación de verteolas,
se pueden aplicar como medidas complementarias a la mejora realizada en la escollera
(Alternativa 03). Por otro lado, los cambios de pendiente del talud generan un aporte
marginal en la reducción del sobrepaso respecto a los aportes que entregan las dos mejoras
indicadas previamente.
Del análisis realizado con los resultados obtenidos de las simulaciones numéricas en el
solver olaFOAM, se concluye que, desde el punto de vista numérico de la reducción del
sobrepaso respecto a la situación Diagnóstico, se recomienda la Alternativa 03 como opción
de mejoramiento para el borde costero de la Avenida Perú, ya que es la que presenta un
mayor porcentaje de reducción de sobrepaso. Estos resultados concuerdan con los
obtenidos en la modelación física por el INH.
Respecto a la utilización de ambos tipos de modelaciones, se concluyó que la modelación
numérica es complementaria a la modelación física, ya que con la primera se obtiene una
mayor variedad de resultados, producto del control temporal y espacial de la simulación.
Esto se justifica por los altos costos de construcción y de equipos instrumentales a utilizar
en la modelación física. Además, ambos tipos de modelos pueden utilizarse en conjunto
como un modelo híbrido para aprovechar los beneficios de cada uno y generar una
conectividad entre modelos, es decir, el modelo numérico se podría utilizar para
proporcionar datos de entrada al modelo físico, y los datos de salida de este último modelo
puede proporcionar una entrada al mismo u otro modelo numérico.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
INSTITUTO NACIONAL DE HIDRAULICA, BORDE COSTERO, PROTECCION COSTERA