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FP7

GEO FLUID — Resultado resumido

Project ID: 274335
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE

Mejores herramientas para modelar la erosión

Debido al calentamiento global, las zonas bajas pueden verse cada vez más amenazadas por las inundaciones. Un consorcio de ingenieros y científicos financiado con fondos de la UE ha desarrollado una herramienta informática mejorada para el modelado de fenómenos relacionados con la interacción suelo-fluido y los problemas de la erosión.
Mejores herramientas para modelar la erosión
La actividad económica, el crecimiento de la población y los efectos del cambio climático ejercen presión sobre el espacio habitable presente en deltas, cuencas hidrográficas y zonas costeras de todo el mundo. Los avances de la ingeniería han permitido que se ganen nuevos terrenos a las aguas, pero estos requieren unas estructuras de defensa de mayor tamaño y mejor calidad para protegerlos de las inundaciones.

La construcción de estructuras en zonas costeras y cuencas hidrográficas puede representar un gran reto y requiere la realización de costosos experimentos en modelos a escala. Asimismo, no se disponía de modelos numéricos que pudiesen representar con precisión grandes deformaciones del terreno y la interacción entre el suelo y el agua bajo la influencia de corrientes cambiantes.

El proyecto «Enhancement of the Material Point Method for fluid-structure interaction and erosion» (GEO FLUID) abordó este problema desarrollando un modelo para el estudio de la erosión. El consorcio amplió y generalizó el método del punto material (MPM) para resolver problemas de interacción fluido-estructura, permitiendo a los investigadores identificar la interacción entre fluidos y estructuras, y modelar la erosión y el transporte de sedimentos en flujos en canales abiertos.

Los socios del proyecto utilizaron la ecuación de Navier-Stokes, que describe el movimiento de un líquido viscoso, y la aplicaron al MPM para simular las interacciones fluido-superficie. Los científicos pudieron modelar problemas de interacción sólido-fluido y la instalación de un geocontenedor en el lecho de un embalse. Los geocontenedores son unos sacos de tejido de gran tamaño, rellenos de tierra, que se emplean para reparar diques dañados o para construir presas temporales.

El MPM ampliado se puede aplicar a materiales granulares, como la arena o la gravilla. También se podrían modelar satisfactoriamente problemas más complejos, como el flujo de filtración a través de materiales porosos y la fluidificación del suelo y la sedimentación de material granular suspendido en agua. Además, el MPM modeló satisfactoriamente el proceso de escurrimiento, mediante el cual el terreno se erosiona y, posteriormente, el material se transporta a otras ubicaciones.

La herramienta informática de GEO FLUID se puede utilizar para diseñar geocontenedores más eficaces y para predecir los efectos del escurrimiento y la erosión. Por tanto, el método que ha producido el equipo del proyecto se puede utilizar para determinar qué regiones pueden sufrir inundaciones y sucesos relacionados, y ayudar a confeccionar planes de evacuación o proteger la zona amenazada.

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