Durante sucesos de precipitación severos en grandes ciudades, es común que se produzcan inundaciones, de tal manera que el agua circula por las calles como si de una red de canales de tratara, causando perdidas materiales y hasta humanas. Cuando circula por las calles, el flujo se puede considerar unidimensional y por tanto es fácil de estudiar. Pero en los cruces, donde se juntan masas de agua procedentes de diferentes direcciones, se mezclan y se distribuyen de nuevo en unas calles de salida, el flujo será como mínimo bidimensional. Es vital para determinar el esquema de funcionamiento de la red conocer como se distribuyen los caudales durante su paso por el cruce.
Nanía Escobar (1999), en su tesis doctoral, estudió experimentalmente el comportamiento hidráulico en un cruce de calles en condiciones de régimen rápido, una geometría de calles que cruzaban a 90º y sin la existencia de bombeo transversal.
A partir de los estudios de Nanía Escobar (1999) surgen diversas inquietudes sobre los posibles comportamientos que tendrían algunas variantes en aquella propuesta de geometría.
Surgieron posteriores estudios a partir de esta tesis doctoral, en los que se estudiaba experimentalmente el comportamiento de este cruce en régimen subcrítico (P. Comas, 2005); o estudios numéricos en los que se proponían otros tipos de cruces con inclusión de bombeo transversal (E. Bonet, 2006).
En el presente documento, fruto de las inquietudes de análisis de variantes sobre el dispositivo experimental existente, se propone el estudio del comportamiento hidráulico de cruces de calles a 30º, 45º, 60º y 90º. Se trata en este caso de un estudio numérico, perfectamente validado en estudios posteriores (E.Bonet, 2006), donde se incluye además, la existencia de bombeo transversal de calles.
Como trabajo inicial se han modelizado en el programa Iber todos los modelos propuestos, utilizando los casos de estudio que Nanía Escobar (1999) utilizó en su tesis doctoral. Se trata una serie de combinaciones de pendientes y caudales que suponen generar más de 300 modelos y un posterior trabajo exhaustivo de extracción de datos.
Se analiza el comportamiento de estos modelos tanto cualitativa como cuantitativamente, obteniendo finalmente funciones que nos permiten estimar, para cada ángulo de cruce de calles, el reparto de caudales que se producirá y el ángulo que formará el resalto dentro del cruce con respecto a las calles de entrada. Superponer las funciones obtenidas para cada ángulo de cruce nos permite analizar la influencia del ángulo de cruce en el comportamiento hidráulico del cruce.
El análisis cualitativo ha llevado a comprobar la existencia de dos patrones de flujo bien
diferenciados. El primero produce un resalto en cada calle de entrada y el segundo produce un resalto en una calle y el otro dentro del cruce.
Se propone, como base principal del estudio, un tipo de cruce con las mismas características que el dispositivo experimental. Esto hace posible comparar los resultados del dispositivo experimental con los resultados numéricos para un cruce a 90º pero con la existencia de bombeo transversal.
De esta manera se obtienen conclusiones no solo sobre la influencia del ángulo de cruce, sino sobre la influencia del bombeo transversal, al poder comparar la función de reparto obtenida en el caso sin bombeo transversal y en el caso con bombeo transversal.
