Herramienta de apoyo para la calibración de modelos numéricos de sistemas de drenaje en ambientes urbanos empleando procesamiento digital de imágenes.

Abstract

La modelización numérica de los sistemas de drenaje en ambientes urbanos basada físicamente de los procesos superficiales de escorrentía, como el análisis de zonas de inundación o la evaluación del peligro, requiere una calibración adecuada y precisa de los factores físicos para simular los flujos en la superficie y así lograr resultados que se asemejen a la realidad. Esta calibración en la mayoría de modelos es una fase difícil de conseguir debido a la escasez de datos de velocidad y profundidad de flujo medidos en campo cuando se está presentando inundaciones. El presente artículo tiene como objetivo dar a conocer los avances en el uso de técnicas de procesamiento digital de imágenes para la estimación semi-automática de los niveles de inundación en ambientes urbanos mediante la implementación en una primera fase a escala laboratorio. Para el estudio se utilizó un modelo experimental de prueba que consta de un canal rectangular de 250 centímetro (cm) de largo y una sección nominal de 5.35 cm de ancho y 12 cm de alto, el cual está conectado a un banco hidráulico volumétrico para el suministro de agua de forma permanente como condición de entrada al modelo. El canal permitió regular su pendiente longitudinal simulando una vía urbana por donde transcurre el agua de escorrentía. Se realizó la comparación de los datos medidos de forma manual y los valores de profundidad de flujo logrados bajo la técnica de procesamiento digital de imágenes, evidenciando un buen rendimiento en la determinación de las alturas del fluido para los diferentes caudales trabajados en el modelo experimental, con bajos valores del error cuadrático medio (ECM) y la raíz del error cuadrático medio (RECM), mostrando en cada medición desfases inferiores al milímetro (mm), con valores entre 0.1 y 0.6 mm. Finalmente, los resultados de la investigación pudieron evidenciar que la técnica presentada es una forma de medición no invasiva que, a diferencia de otras existentes, no genera perturbaciones en el flujo y por lo tanto resulta muy útil para flujos con profundidades muy pequeñas y altas velocidades.