MODUS: modelo de drenaxe urbana sustentable.


Modelo numérico para a simulación da hidrodinámica en contornas urbanas, tanto en superficies como en redes de colectores.

Estado de protección da tecnoloxía

O modelo numérico está inscrito no Rexistro da Propiedade Intelectual.

Que buscamos?

O equipo investigador considera que o modelo desenvolvido pode resultar interesante para investigadores e empresas relacionados co deseño e a análise de sistemas de drenaxe. Porén, trátase dun modelo con certa complexidade e sen unha interface que simplifique a súa aplicación, polo que os potenciais usuarios deben ter coñecementos de modelaxe numérica.

Facultade de Informática. ETS de Enxeñeiros de Camiños, Canais e Portos. Facultade de Matemáticas (Universidade de Santiago de Compostela).

Descrición

A tecnoloxía desenvolvida consiste nun modelo matemático para o cálculo da hidrodinámica en sistemas de drenaxe urbana. O modelo permite resolver as ecuacións de fluxo en superficie para establecer a transformación de chuvia-escoamento e, deste xeito, determinar os caudais mobilizados en tempo de chuvia. Tamén permite resolver as ecuacións de fluxo en tubaxes (fluxos en lámina libre e en carga) co fin de determinar a evolución dos caudais mobilizados ao longo da rede de drenaxe.

A principal novidade é que se trata dun modelo dual, en que se poden calcular os fluxos na superficie e na rede de colectores de forma acoplada. Ademais, emprega unha aproximación bidimensional para o cálculo da hidrodinámica en superficie, cando a maioría dos modelos actualmente existentes se serven dunha aproximación unidimensional.

Trátase dun software escrito en linguaxe Fortran, que non é software libre.

A descrición do modelo e a súa validación, así como un exemplo da súa aplicación, foron publicados en revistas de recoñecido prestixio. A seguir indícanse os artigos correspondentes:

  • Ignacio Fraga Cadórniga; Luis Cea Gómez; Jerónimo Puertas Agudo. Validation of a 1D-2D dual drainage model under unsteady part-full and surcharged sewer conditions. Urban Water Journal. Taylor&Francis, 25/07/2015. ISSN 1573-062X DOI: 10.1080/1573062X.2015.1057180. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/1573062X.2015.1057180
  • Ignacio Fraga Cadórniga; Luis Cea Gómez; Jerónimo Puertas Agudo; Joaquín Suárez López; Vicente Jiménez; Alfredo Jácome Burgos. Global sensitivity and GLUE-based uncertainty analysis of a 2D-1D dual urban drainage model. Journal of Hydrologic Engineering. American Society of Civil Engineers, 2016. http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001335

O desenvolvemento do modelo e a súa validación supoñen tamén o corpo da tese de doutoramento dun dos autores (Ignacio Fraga), pertencente ao Programa de doutoramento en Enxeñaría Civil da Universidade da Coruña. Defendeuse o día 26/06/2015 e foi distinguida co Premio Extraordinario de Doutoramento da UDC.

  • Ignacio Fraga Cadórniga. (2015) Desarrollo de un modelo dual 1D/2D para el cálculo de drenaje urbano: modelo numérico y validación experimental. Universidade da Coruña, ETS de Enxeñeiros de Camiños, Canais e Portos. Director da tese: Puertas, J.; Cea, L. http://ruc.udc.es/
    dspace/handle/2183/14727

Finalmente, o modelo foi presentado na 9th International Conference on Urban Drainage Modelling, que tivo lugar en Belgrado no ano 2012.

  • Ignacio Fraga, Luis Cea and Jerónimo Puertas(2012). Integrated 2D model of rainfall-runoff and 1D model of sewer network. Proceedings of the 9th International Conference on Urban Drainage Modelling. ISBN 978-86-7518-156-9. http://hikom.grf.bg.ac.rs/stari-sajt/9UDM/
    index.html

Valores engadidos

O modelo numérico foi desenvolvido para proporcionar unha ferramenta con que simular a hidrodinámica en sistemas de drenaxe urbana. Permite determinar os calados e caudais tanto de sistemas existentes como de solucións proxectadas, polo que esta ferramenta pode resultar interesante para comprender o funcionamento de infraestruturas existentes ou proxectar outras novas.

Aplicacións por sector

A invención permite comprender o funcionamento de sistemas de drenaxe en contornas urbanas, amais de calcular os caudais mobilizados en tempo de chuvia e os calados e as velocidades resultantes en superficie e en redes de drenaxe. É útil, por tanto, desde para unha planificación urbanística até para estudos de risco por inundación.

Para simular a hidrodinámica nos sistemas de drenaxe, o modelo resolve as ecuacións de augas sobre mallas de cálculo de volumes finitos. Nas superficies, o modelo emprega unha aproximación bidimensional, mentres que nas redes de drenaxe utiliza unha aproximación unidimensional. A hidrodinámica de ambos os elementos (superficie e redes de drenaxe) resólvese acopladamente, incorporando formulacións para o intercambio de masa entre eles.


Construción e enxeñaría civil
Enerxía e desenvolvemento sostible
Medio ambiente
Servizos públicos
Tecnoloxías da auga

Grupo de investigación

    • Modelos y Métodos Numéricos en Ingeniería y Ciencias Aplicadas.Modelos e Métodos Numéricos en Enxeñaría e Ciencias Aplicadas
    • (M2NICA)
    • Enxeñaría da Auga e do Medio Ambiente
    • (GEAMA)
    • Departamento de Matemática Aplicada.
    • (Universidade de Santiago de Compostela)

Responsable

  • Ignacio Fraga Cadórniga
  • Jerónimo Puertas Agudo
  • Luis Cea Gómez
  • M.ª Elena Vázquez Cendón

Contacta con nós

Última actualización

2020-01-08