Introducción:

Debido a las hipótesis planteadas en las ecuaciones para el diseño de estructuras hidráulicas, el flujo no sigue un comportamiento real; por ello, es necesario construir modelos físicos y numéricos para obtener resultados adecuados.

Objetivo:

Obtener la curva característica del comportamiento real de la zona de transición de una alcantarilla con control de entrada, así como los modelos matemáticos del funcionamiento hidráulico.

Metodología:

El experimento se realizó en un modelo físico construido e instrumentado con dos sensores: un HC-SR04 para medir el nivel del agua y un FS400a para el caudal. Se varió el caudal de entrada con una válvula de compuerta. Para obtener la curva característica. Mediante el ajuste por mínimos cuadrados se obtuvieron los modelos matemáticos para las zonas de vertedor, transición, orificio y funcionamiento global.

Resultados:

La curva característica del sistema se ajustó a un polinomio de grado tres. El modelo global Q = f(H) varió de 0.066 a 0.286 m, en donde el 25 % de las alturas de la superficie del agua (0.066 < H ≤ 0.117 m) se comportó como vertedor, el 23.53 % (0.117 < H ≤ 0.165 m) como zona de transición y el 51.47 % (0.165 < H ≤ 0.286 m) como orificio, obteniendo en todos los casos una R2 > 0.98.

Limitaciones del estudio:

Los modelos obtenidos sólo pueden ser escalados en alcantarillas con geometría semejante al modelo físico estudiado.

Originalidad:

Se trabajó con datos experimentales y el modelo de transición vertedor-orificio.

Conclusiones:

La zona de transición presentó una tendencia curva, aunque el modelo lineal, encontrado en la literatura, sólo pierde un 0.2 % de precisión.