Skew Cross Sections y el arte de girar secciones

23 de septiembre de 2013

A veces la geometría es caprichosa y nos pone dificultades para poder definir secciones en HEC-Ras perpendiculares al flujo… viaductos a 45º respecto del eje del río, un cauce sinuoso… conociendo cómo se usa la opción de Skew Cross Section o dominando el arte de girar secciones no habrá geometría que se te resista.

skew cross section 0

Secciones inclinadas: skew cross section

En alguna ocasión encontrarás que una carretera o una línea de tren cruzan el tramo de cauce a modelar, permitiendo el paso de flujo con un viaducto o con una obra de drenaje… pero que se encuentra inclinada respecto al eje del cauce.

En otras, en función del desarrollo en planta del cauce necesitas inclinar las secciones para que estas no se crucen evitando problemas de computación.

En un post anterior, comenté que las secciones deben ser perpendiculares a ese eje, con lo que si nos encontramos ante esa situación… ¿qué hacer? Pues para ello HEC-Ras dispone de una herramienta denominada Skew Cross Section.

Primero tú defines tu sección longitudinalmente a la dirección del viaducto inclinado, o con la inclinación que necesites para que secciones contiguas no se crucen… y después le indicas al programa un ángulo de inclinación de la sección respecto del flujo… para ello tienes dos opciones.

¿Lo que necesitas es sólo girar secciones? En el menú desplegable de opciones de la pantalla de definición de secciones tienes el widget Skew Cross Section… En él podrás definir el ángulo de inclinación de la sección respecto a la dirección del flujo (en la versión 4.1 de HEC-Ras entre 0º, sin inclinación, hasta 90º, sección paralela a la dirección del fujo)

¿Lo que tienes es un viaducto inclinado? Una vez creado y definido el viaducto, encontrarás en el menú desplegable de opciones de la pantalla de creación de Bridge/Culvert Data el widget Skew Bridge/Culvert… En él definirás el ángulo de inclinación de la dirección del flujo respecto a la perpendicular de las secciones del viaducto… desde 0º hasta 45º… y podrás indicar también si quieres que esa inclinación se aplique a las secciones aguas arriba y debajo de tu viaducto (así como la inclinación de las pilas de puente), según el siguiente esquema:

skew cross section 1

Con ello les estás indicando al programa que el ancho de paso a considerar para el flujo no es el definido “geométricamente” si no la proyección angular del mismo, con lo que los resultados de los cálculos hidráulicos se ven condicionados.

Creo que eso de poder definir ángulos de inclinación de secciones de hasta 90º es novedad de las últimas versiones de HEC-Ras, porque creo recordar que antes sólo podías definir hasta 45º, como en los viaductos…

Ah! Y no te preocupes si la inclinación es en el sentido de las agujas del reloj o al contrario, al programa sólo le interesa el ángulo para poder hacer la proyección…

El arte de girar secciones

Pero en ocasiones el único problema es que las secciones definidas se cruzan en los extremos de las llanuras de inundación debido a la sinuosidad del cauce… con lo que en ese caso no necesitas hacer un skew si no que girar un pequeño tramo de algunas secciones…

skew cross section 3

Aunque parezca que eso está mal hecho es una práctica habitual entre técnicos de modelización hidráulica de cauces… tú defines tu sección perpendicular al cauce con lo que el paso principal de flujo dispone de la sección que tú le indicas… Pero al llegar al extremo de la sección, realizas un pequeño cambio de dirección, un ligero quiebro para evitar que las secciones se crucen en la llanura de inundación y evitando que el modelo se vuelva loco creando muros donde no los hay…

 

skew cross section 2Cuando ya tienes más experiencia en esto de girar secciones, puedes llegar a convertirte en un visionario del funcionamiento de las líneas de flujo, “tramificando” y quebrando las secciones para que cada “tramito” sea perpendicular a la línea de flujo de referencia prevista…

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