Simula la rotura de una presa de materiales sueltos o de una balsa: cómo se abre la brecha, cómo se vacía el embalse y el hidrograma de salida, con las fórmulas empíricas más usadas, análisis de incertidumbre Monte Carlo y comparación con las ecuaciones de caudal punta.
Lo que pasa en cada instante, con el mismo eje de tiempo: el caudal que sale, cómo baja el agua y se hunde el fondo de la brecha, cómo se ensancha y cuánto embalse se ha ido.
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Embalse al iniciarse la rotura
Parámetros de la brecha
Incertidumbre (Monte Carlo)
Cada punto es una fórmula; la banda es el rango probable del Monte Carlo (P10–P90) y la raya, su mediana.
Las ecuaciones de regresión dan el caudal punta directamente a partir del volumen y la altura del agua, ajustadas con roturas históricas. Que discrepen entre sí es normal: es la incertidumbre real del problema.
Brecha. Froehlich (2008), con Vw en m³ y alturas en m:
Von Thun y Gillette (1990): Bmedio = 2,5 · hw + Cb (Cb = 6,1 / 18,3 / 42,7 / 54,9 m según el volumen sea menor de 1,23, 6,17, 12,3 hm³ o mayor), taludes 1:1, tf = 0,02 · hw + 0,25 h en presas erosionables y 0,015 · hw h en resistentes.
Hidrograma. La brecha crece durante tf (lineal o sinusoidal) desde la coronación hasta su fondo final. El caudal por la brecha abierta es el de un vertedero trapecial de pared gruesa (Fread, DAMBRK) y, en tubificación, el de un orificio que crece hasta que el techo del conducto colapsa:
El embalse se vacía según su curva de volúmenes, V = Vw · (h / hw)m, con m = S · hw / Vw, sumando el caudal de entrada. No se tiene en cuenta el remanso aguas abajo.
Ecuaciones de caudal punta. Froehlich (1995): Qp = 0,607 · Vw0,295 · hw1,24. MacDonald y Langridge-Monopolis (1984): Qp = 1,154 · (Vw · hw)0,412. Webby (1996): Qp = 0,0443 · g0,5 · Vw0,367 · hw1,40. Pierce y otros (2010): Qp = 0,038 · Vw0,475 · hw1,09. USBR (1982), envolvente: Qp = 19,1 · hw1,85.
Sensibilidad. El caudal punta depende mucho de la superficie del embalse (cuánto baja el nivel mientras se abre la brecha) y del tiempo de formación. Con datos poco seguros, fíate más del rango del Monte Carlo que de un único valor.
Monte Carlo. Ancho y tiempo de formación con distribución lognormal centrada en los valores de la fórmula y la dispersión indicada. El abanico son los percentiles del caudal en cada instante entre todas las simulaciones.
Dibujo. En la maqueta la brecha empieza erosionando el talud de aguas abajo y se va comiendo la coronación hacia el embalse, como en los ensayos reales. El cálculo, como HEC-RAS o DAMBRK, solo necesita el fondo y el ancho de la brecha en la coronación, que es lo que controla el caudal.
Es una herramienta de primera aproximación para presas de materiales sueltos y balsas. No sustituye los estudios de rotura, la clasificación ni los planes de emergencia que exige la normativa de seguridad de presas.
Todas las fórmulas matemáticas y datos de ejemplos ficticios empleados en las aplicaciones de h2oAI.es provienen de datos generados automáticamente (IA) a partir de la información disponible en los modelos de lenguaje avanzado (LLM).
Simula la rotura de una presa de materiales sueltos o de una balsa por desbordamiento o tubificación: ancho y tiempo de formación de la brecha con Froehlich (2008) o Von Thun y Gillette, hidrograma de salida y vaciado del embalse, análisis de incertidumbre Monte Carlo y comparación con las ecuaciones de caudal punta de Froehlich, Webby, Pierce, MacDonald y USBR.
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