Modelos reducidos en hidráulica fluvial.

Concepto de un modelo reducido.

• Consisten en el ensayo de una replica de problemas hidráulicos a una escala reducida. La replica reducida es lo que llamamos modelo, frente a la realidad que llamamos prototipo.

La teoría de la semejanza.

• La semejanza dinámica completa entre modelo y prototipo es imposible, es decir, cada fuerza presente en el problema se reduce de una manera diferente (no en la misma proporción) de prototipo a modelo.

• Sin embargo, el modelo puede ser aun una buena representación del movimiento real si una fuerza es tan dominante sobre las demás.

Semejanza de Froude.

• Los problemas de obras hidráulicas y de ingeniería fluvial son dominados por la fuerza de la gravedad. La ley de semejanza en este caso, llamada semejanza de Froude, garantiza que esta fuerza en su proporción con la resultante, se produce correctamente en el modelo.

Cuatro modelos reducidos de Froude.

• Los modelos de estructuras hidráulicas, es decir, de obras de corta extensión, emplazadas en los ríos y estudiadas en sus características hidráulicas. El fondo es fijo (no erosionable). La preparación del modelo debe atender sobre todo a la correcta reproducción de la geometría.

• Los modelos de lecho fijo o modelos “hidráulicos” de ríos, en sentido estricto. Son de contornos o lecho fijo (no erosionable), y reproducen un tramo extenso del rio. El objetivo del modelo es el estudio de las magnitudes hidráulicas: calados, velocidades, superficie inundada, etc. El modelo debe representar correctamente la geometría y la rugosidad fluvial.

• Los modelos de lecho móvil o modelos “fluviales”. Son de lecho móvil (erosionable), y también reproducen un tramo extenso del rio. El objetivo del modelo es por un lado las magnitudes hidráulicas y por el otro el comportamiento del fondo erosionable: erosiones, sedimentaciones, etc. El modelo debe representar correctamente la geometría y la rugosidad y debe emplear criterios de semejanza respecto al sedimento utilizado y respecto al caudal solido.

• Los modelos de obras locales en lecho móvil, de corta extensión y realizados para el estudio de fenómenos locales de la superficie libre y sobre todo del lecho, tal como la erosión local. Deben reproducir correctamente la geometría y emplear criterios de semejanza respecto al sedimento.