Los siguientes tipos de unión están disponibles en InfoDrainage. Cada tipo se procesa de forma diferente durante el análisis.
Una boca de alcantarilla se representa mediante un nodo de almacenamiento dentro del motor SWMM, y es el usuario el que define sus cotas.
El volumen que pasa por los tragantes se añade a cualquier volumen ya presente en la boca de alcantarilla. Se genera una profundidad nueva en el nodo. En una boca de alcantarilla no sellada, cualquier exceso de agua puede inundar el área de un plano de 1000 m². En el caso de una boca de alcantarilla sellada, cualquier exceso de agua contribuye al cabezal hidráulico en la boca de alcantarilla (sin que se produzca inundación), de forma similar a una unión simple.
Nota: El agua que salga de la boca de alcantarilla puede volver a entrar más tarde una vez que la elevación del agua haya descendido de nuevo.
La profundidad del nodo se utiliza para determinar la descarga a través de cada una de las salidas especificadas.
Nota: Cuando una boca de alcantarilla es una desembocadura sin salidas especificadas, el análisis ignorará las cotas del nodo, ya que se considera una descarga libre (excepto cuando existe una elevación sobrecargada).
Una unión simple se representa mediante un nodo de cruce dentro del motor SWMM.
No se pueden definir cotas para este tipo de nodo. La elevación de rasante se deriva de las conexiones entrantes o salientes de este nodo, y la profundidad máxima se toma como la parte superior de la conexión más alta. Una unión simple puede presurizarse.
El volumen que entra en la unión simple se encuentra dentro del área de un plano de 1 m², que se utiliza para generar las profundidades. Por lo tanto, este fluye a través de las salidas. Debido a su naturaleza, no puede haber inundaciones en estas ubicaciones, pero se informa de la profundidad para mostrar cómo se calculan los caudales de salida.
Tenga en cuenta que el caudal puede entrar en una unión como un caudal que sale de una conexión entrante (descarga positiva) o como un caudal que sale de una conexión saliente en el caso de un caudal inverso (descarga negativa). El caudal inverso es impulsado por un cabezal hidráulico mayor en otra unión situada más abajo en la red.
Las conexiones desplazan agua entre las uniones (véase arriba) o los controles de aguas pluviales.
Los siguientes tipos de conexión están disponibles en InfoDrainage. Cada tipo se procesa de forma diferente durante el análisis.
Se trata de conexiones que tienen propiedades físicas, como tuberías, O.D.T. de caja, tipos de sección personalizados y canales.
La descarga en las conexiones físicas se calcula a partir de las elevaciones de agua en cada extremo, y a partir de las propiedades físicas (sección transversal, fricción, talud, etc.).
InfoDrainage utiliza la formulación de ondas dinámicas dentro de SWMM5 en lugar de la formulación de ondas cinemáticas, que es menos sofisticada.
Los motores resuelven las ecuaciones unidimensionales de agua superficial (1D) (que es gradualmente variable y caudal inestable), también denominadas ecuaciones de Saint-Venant, para calcular la descarga en cada conexión física.
Por lo tanto, el motor puede representar diferentes regímenes de caudal (caudal rápido/lento, es decir, caudal supercrítico/subcrítico), efectos de aguas retenidas, inversión de caudales, caudales en talud adverso, almacenamiento dentro de la conexión y caudales presurizados. El motor también puede representar redes bifurcadas y en bucle, así como bifurcaciones.
Las ecuaciones de Saint-Venant son un sistema de 2 ecuaciones no lineales que expresan la conservación de la masa y la cantidad de movimiento. Representan los siguientes procesos:
El término de fricción se puede calcular mediante la ecuación de Manning o la ecuación de Colebrook-White.
Coeficiente de pérdida asociado con las pérdidas de energía en la entrada de la conexión. Normalmente está correlacionado con la pérdida de carga que se produce cuando un líquido fluye desde un depósito grande a una tubería. La pérdida de entrada también se puede representar en términos de velocidad del cabezal hidráulico mediante la siguiente ecuación:
Pérdida de entrada = K (v2/2g)
donde K es el coeficiente de resistencia o el coeficiente de pérdida de carga que depende de la forma de la entrada. El valor de K para la pérdida de entrada oscila entre 0,04 y 1,0.
Coeficiente de pérdida asociado con las pérdidas de energía en la salida de la conexión. Suele estar correlacionado con el caudal de líquido desde una tubería a un depósito de gran tamaño. A medida que el líquido entra en el depósito, su velocidad disminuye casi totalmente. De forma similar a la pérdida de entrada, la pérdida de salida se puede calcular de la siguiente manera:
Pérdida de salida = K (v2/2g)
Por lo general, se utiliza un valor de 1,0 para K para todos los tipos de conexión de tuberías a un depósito. La pérdida de salida suele ser una fracción de la pérdida de entrada.
Las estimaciones sobre el coeficiente de pérdida de entrada y salida se pueden especificar en la Conexión.
Se trata de conexiones no físicas que permiten conectar elementos sin necesidad de especificar las propiedades físicas de la conexión.
Con el tipo Caudal rezagado, el enrutamiento que se produce a través de la conexión se realiza a modo de traslación simple (sin atenuación). El tiempo de desplazamiento a través de la conexión, es decir, el tiempo que necesita el agua para fluir a través de la conexión, se calcula a partir de la longitud de conexión y la velocidad del caudal estimada por el usuario. El hidrograma de salida es igual al hidrograma de entrada con un retardo igual al tiempo de desplazamiento. Si la elevación del agua en la estructura aguas abajo es superior a la elevación del agua en la estructura aguas arriba, quiere decir que no hay ningún caudal a través de la conexión de caudal rezagado.
Las conexiones de caudal rezagado no forman parte de SWMM5 y se han desarrollado específicamente para su uso en InfoDrainage.
En el caso de la conexión Sin retardo, el hidrograma de salida es igual al hidrograma de entrada sin que se produzca ninguna demora, es decir, el caudal se transfiere instantáneamente desde el extremo aguas arriba hasta el extremo aguas abajo. Si la elevación del agua en la estructura aguas abajo es superior a la elevación del agua en la estructura aguas arriba, quiere decir que no hay ningún caudal a través de la conexión sin retardo.
Las salidas se tratan como un tipo concreto de conexión dentro del motor. Las ecuaciones de agua superficial 1D no se aplican a las salidas, pero el motor las procesa al mismo tiempo que las conexiones físicas, mediante la diferencia de cabezal entre el lado aguas arriba y el lado aguas abajo de la salida.
Tenga en cuenta que, al seleccionar la salida de descarga libre en una unión o control de aguas pluviales, no se utiliza ninguna salida real en el análisis, es decir, la conexión saliente se conecta directamente a la unión o al control.
En el caso de una salida seguida de una conexión, aunque no sea visible en InfoDrainage, existe un nodo de unión para conectar el extremo de la salida y el inicio de la conexión. La elevación de agua de este nodo se utiliza para calcular el caudal en la conexión; de hecho, esta elevación está estrechamente vinculada a la elevación de agua de la unión o el control de aguas pluviales.
Cualquier tipo de salida que no sea una descarga libre introducirá una pérdida de carga local. Esto es especialmente cierto en el caso de un orificio con el mismo diámetro y nivel de rasante que la siguiente tubería, o de un vertedero con la misma anchura y nivel de rasante que el canal siguiente. La pérdida de carga asociada con el orificio o el vertedero producirá niveles de agua y flujo diferentes en comparación con la salida de descarga libre.
Aunque la apertura física o el orificio o vertedero sean iguales que los siguientes tubos o canales, no se recomienda especificar una salida de descarga libre, ya que esto hace que el motor considere simplemente los cabezales disponibles en cada extremo de la tubería y calcule el flujo a partir de las ecuaciones de aguas superficiales, es decir, como si hubiera una tubería idéntica con el mismo diámetro aguas arriba de la tubería considerada (y sin pérdidas de carga local).
Tanto si se trata de una tubería que sale de una boca de alcantarilla como de un control de aguas pluviales, es más realista especificar una salida con pérdidas de carga, ya que captura el efecto de la restricción de flujo.
El motor SWMM5 es muy sensible al tamaño o la capacidad de una salida.
Si se especifica una salida de forma que su capacidad de caudal sea muy grande (por las cotas del orificio o la entrada, una descarga de bomba, etc.), esto puede provocar una sobreestimación significativa del caudal de salida y, posteriormente, generar algún error de continuidad del caudal si el volumen eliminado de la unión o el control de aguas pluviales es mayor que el volumen presente al inicio del intervalo de tiempo.
La razón principal de que esto ocurra es que SWMM5 solo tiene en cuenta las conexiones físicas al calcular el valor adecuado del intervalo de tiempo de cálculo y, por tanto, las salidas se ignoran.
Esto es algo que InfoDrainage abordará en un futuro próximo.
El caudal inverso puede ocurrir en cualquier conexión física o salida, pero no en una conexión hipotética ni en un tragante.
Las uniones se utilizan para unir dos o más conexiones. Normalmente, marcan un cambio en el tipo de conexión, el talud, el diámetro de la tubería, la sección o la dirección transversal de un canal abierto, o bien pueden representar una estructura física como, por ejemplo, una cámara de boca de alcantarilla.