Modelos TAA Flashcards
Etapas esenciales a realizar para que un modelo matemático sea fiable y los resultados se ajusten lo más posible a la realidad
- Calibración.
- Validación.
¿Por qué la capacidad técnica especializada es una limitación en un modelo matemático?
Porque los modelos matemáticos siempre generan visualmente un linda respuesta y está en la experticia del operador del modelo si esta es correcta.
¿Se puede mantener el mismo número de Reynolds y el mismo número de Froude entre un modelo y un prototipo en un modelo físico?
Se puede mantener, aunque técnicamente no es factible, por lo que se opta por un tipo de semejanza, la semejanza de Froude o la de Reynolds.
¿En qué tipo de problemas hidráulicos es utilizada la semejanza de Froude en modelos físicos?
En fluidos de superficie libre.
¿Que son las similitudes dinámicas en modelos físicos?
Números que se mantienen tanto en modelo como en prototipo que nos aseguran que las fuerzas actuantes están escaladas.
Para la FIUNA hoy, si tuviera que proponer soluciones a la erosión de márgenes del río Paraguay, dentro de un proyecto de consultoría ¿le sería más factible utilizar un modelo físico o un modelo matemático?
Matemático, al poseer la capacidad técnica necesaria y al no tener un laboratorio de hidráulica para dicho fin, esto analizando costos y tiempo.
Si utilizo la corriente eléctrica como analogía para explicar el flujo en una tubería ¿qué tipo de modelo estoy utilizando?
Modelo analógico.
Si yo tuviera un modelo a escala reducida de un tramo del río Paraná ¿podría asegurar que este es un modelo físico?
No, ya que además de cumplir las similitudes geométricas, debe cumplir las similitudes dinámicas.
Modelo
Representación de algún objeto o sistema en un lenguaje o forma de fácil acceso y uso con el objeto de entenderlo y buscar sus respuestas para diferentes entradas.
Razón de los modelos hidráulicos:
- Diseño de estructuras.
- Riesgo de eventos extremos.
- Investigación.
- Utilización de recursos hídricos.
Limitaciones de los modelos
- Calidad.
- Cantidad de datos.
- Dificultad de formular matemáticamente algunos procesos y la simplificación del comportamiento de variables y fenómenos.
Tipos de modelos
- Físicos.
- Analógicos.
- Matemáticos.
Modelo físico
Representa un sistema en menor escala.
Modelo Analógico
Se valen de analogía de las ecuaciones que rigen diferentes fenómenos para modelar un sistema más conveniente.
Modelos matemáticos
Representan la naturaleza de un sistema a través de ecuaciones matemáticas. Son más versátiles al poder modificar fácilmente su lógica.
Linealidad
Se cumple el principio de la superposición y homogeneidad.
Clasificación de los modelos matemáticos
- Lineal y No lineal.
- Continuo y discreto.
- Concentrado y distribuido.
- Estocástico y determinístico.
- Conceptual y empírico.
Ejemplo Continuo
Limnígrafo para registrar niveles.
Ejemplo Discreto
Medición de niveles de río por observadores.
Concentrado
No lleva en cuenta la variabilidad espacial, utilizan solamente el tiempo como variable independiente.
Ejemplo Concentrado
Precipitación media de una cuenca.
Distribuido
Las variables y parámetros dependen del espacio y del tiempo.
Ejemplo DIstribuido
Secciones de un trecho de un río.
Estocástico
Cuando la relación entre la entrada y salida es estadística.
Determinístico
Para una misma entrada, el sistema produce siempre la misma salida.
Conceptual
Las funciones utilizadas llevan en consideración los procesos físicos.
Empírico
Se ajustan los valores calculados a los datos observados. Las funciones no tienen ninguna relación con los procesos físicos envueltos.
Modelos en el Gerenciamiento de los Recursos Hídricos
- De comportamiento.
- De optimización.
- De planeamiento.
Modelos de comportamiento
Describen el comportamiento de un sistema. Pronostican la respuesta de un sistema sujeto a diferentes entradas o debido a modificaciones en sus características. Ej.: Hidrograma.
Modelos de optimización
Buscan las mejores soluciones a nivel de proyecto de un sistema específico.
Modelos de planeamiento
Simulan condiciones globales de un sistema mayor. Utilizan modelos de comportamiento y optimización.
¿Qué implica la aplicación de modelos hidráulicos?
- Elección del modelo.
- Selección y análisis de datos necesarios.
- Ajuste y verificación de los parámetros.
- Definición de escenarios de aplicación.
- Pronóstico y estimación de incertidumbre de los resultados.
Factores de los cuales depende la confiabilidad de un modelo
- Tipo de estructura.
- Escalas.
- Técnicas de laboratorio.
- Calidad de la información básica.
Simulación
Proceso de utilización del modelo.
Fases de la simulación
- Estimativa de los parámetros.
- Ajustes. (tentativas, optimización)
- Verificación.
- Previsión.
2 ventajas de los modelos matemáticos con relación a los modelos físicos
- Rapidez de obtención de resultados.
- Menor costo de modelado.
- Menor espacio de instalación.
- Rapidez en realizar cambios geométricos.
- Análisis de resultados en casi cualquier punto deseado.
2 desventajas de los modelos matemáticos con relación a los modelos físicos
- Alto costo computacional.
- Dificultades matemáticas.
- Resolución acotada a las condiciones iniciales establecidas para el modelado y al tipo de modelo utilizado.
- Necesita gran cantidad y calidad de datos para conseguir resultados fiables.
- La interpretación de resultados en los modelos matemáticos deberá ser realizada por técnicos calificados y operada por un personal calificado que entienda el fenómeno analizado.
Verdadero o Falso. Los modelos matemáticos siempre podrán ser aplicados de forma fiable para cualquier caso de estudio en hidráulica fluvial
Falso
Verdadero o Falso. Los modelos físicos son mejores que los matemáticos en hidráulica fluvial
Falso
Limitaciones que se tienen en la implementación de modelos matemáticos en el área de obras fluviales
Calidad y cantidad.
Dificultad de formular matemáticamente algunos procesos y la simplificación del comportamiento de variables y fenómenos.
Explicar cómo se realiza una calibración en un modelo matemático y por qué es un proceso iterativo
La calibración se realiza modificando parámetros no medidos que generalmente tienen incertidumbres hasta que el modelo reproduzca el comportamiento que se desea, es un proceso iterativo porque se realiza varias veces hasta el ajuste.
Explicar cómo podría validar el modelo físico de fondo móvil de un cauce fluvial
Se podría validar a partir de datos medidos en campo dependiendo lo que se quiera reproducir ej: volumen de sedimentos transportados, relevamiento del fondo modificado, etc.
Con mediciones reales de transporte de sedimentos en el cauce hídrico.
