Tesis:
Estudio de redes de drenes verticales mediante analogía reoeléctrica en medios continuos y análisis matemático de los resultados experimentales
- Autor: CRUCES DE ABIA, Joaquín
- Título: Estudio de redes de drenes verticales mediante analogía reoeléctrica en medios continuos y análisis matemático de los resultados experimentales
- Fecha: 1975
- Materia: DRENAJE SUBTERRANEO;CIMIENTOS
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GONZALEZ DE POSADA, Francisco
- Resumen: El presente estudio pretende contribuir a la solución de los problemas tanto desde el punto de vista de caudales, fundamentalmente como del resto de los problemas planteados por las redes de drenaje. Dadas las limitaciones que presenta la aplicación directa de las leyes que gobiernan el flujo bajo un tratamiento matemático a casos incluso relativamente sencillos, cada vez cobran mayor importancia las técnicas basadas en la simulación en cualquiera de sus tres grandes vertientes: matemática, analógica o de modelos reducidos. La primera de ellas está basada fundamentalmente en la discretización de las ecuaciones que rigen el fenómeno mediante la utilización de incrementos o diferencias finitos y su procesamiento mediante calculadores digitales, por lo que también reciben el nombre de modelos digitales. La segunda de ellas es la que vamos a utilizar en este trabajo y se basa en la analogía existente entre campos físicos gobernados por las mismas ecuaciones. En cuanto a la tercera es suficientemente conocida para no necesitar más explicaciones. Uno de los principales inconvenientes que presenta en general el estudio de problemas de infiltración es el conocimiento de los datos de partida del problema. Por una parte, el soporte material, terreno permeable solo puede conocerse aproximadamente mediante un número limitado de sondeos y sus límites así como las condiciones hidráulicas en los mismos no son fáciles de determinar y definir. Por otra, los parámetros hidrogeológicos del terreno permeable, como puede ser la permeabilidad, pueden variar grandemente de un punto a otro del mismo terreno y su determinación en laboratorio siempre adolece de defectos de alteración de muestras, representatividad de las mismas, etc.; los métodos para su determinación por ensayos de bombeo no son tampoco exactos ni muy aproximados en muchos casos, ya que su interpretación depende de las condiciones del terreno permeable al que se aplique, publicándose continuamente artículos sobre el tema la que da idea de la complejidad y falta de idoneidad de las soluciones encontradas en este aspecto. Como consecuencia de esto los errores de partida en estos problemas suelen ser grandes, lo que no justifica, en principio, unos métodos de resolución demasiado exactos sino que pueden ser adecuados procedimientos no tan precisos. Dado que, por otra parte, en la mayoría de las aplicaciones de redes de drenaje éstas funcionan en régimen permanente puede utilizarse, como se justificará, las técnicas de simulación analógica en medios continuos, cuyos modelos se rigen por la ecuación de Laplace. La precisión de tales modelos puede estimarse en un dos a un nueve por ciento, por la que comparada con la obtenida en los datos del prototipo que en muchos casos puede estimarse un error posible de doble o mitad como para la permeabilidad, es más que suficiente. La sencillez de utilización de estas técnicas así como su escasa necesidad de material complicado y costoso, hacen que su uso sea el más indicado en aquellos problemas en que, por las causas que sean, no se requiera una precisión excesiva. Estas razones nos han movido a la utilización de estas técnicas en nuestra investigación. En la utilización de las técnicas de papel conductor se ha llevado a cabo un estudio sistemático semiteórico del problema planteado por una red vertical de drenes, en dos modalidades que consideramos más usuales, pero tratado genéricamente en función de una serie de variables que definen la red, independientemente de ningún tipo concreto de problema al que pueda aplicarse. Este planteamiento es diferente del normalmente utilizado en este tipo de técnicas de simulación, que suelen aplicarse más bien al estudio de problemas concretos correspondientes a obras determinadas. La presente investigación aporta pues una idea para la utilización de las técnicas de simulación analógica en papel conductor en el estudio de problemas teóricos de flujo, o cualquier otro campo analógico, con carácter general. Su aplicación posterior a casos concretos se hará en función de las condiciones de cada caso y de las hipótesis introducidas en la obtención de resultados. Por último, y con objeto de contrastar los resultados obtenidos con estas técnicas y sobre todo la validez de las hipótesis introducidas, se incluye una parte dedicada a ensayos tridimensionales, que permitan la corrección de los anteriores resultados y que representan con mayor fidelidad el problema propuesto. La razón de no utilizar los modelos tridimensionales es doble. Por un lado el material disponible en el Centro en que se ha llevado a cabo la tesis es más adecuado a las técnicas de papel conductor y por otro se pretende potenciar la utilización de dicha técnica que, a pesar de sus limitaciones, permite una adecuada solución para muchos problemas. Por otra parte, el número de variables de que dependería el modelo tridimensional haría extensísima la construcción e investigación de tal número de modelos requiriendo material más especializado y costosa, aparte de las dificultades que presentarla la elaboración y tratamiento de tal cúmulo de datos. En cada capítulo se han ido extrayendo y sintetizando las consecuencias y conclusiones que se han considerado más interesantes desde los diferentes puntos de vista de utilización del sistema drenante estudiado, así como las correspondientes a las técnicas de simulación utilizadas