FLUJO PERMANENTE VS FLUJO NO PERMANENTE CON HEC-RASEl modelo HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los Estados Unidos (Versin 4.0) tiene tres componentes o partes: (1) flujo permanente, (2) flujo no permanente, and (3) flujo de lecho mvil. La componente de flujo permanente utiliza el mtodo estndar para la solucin del flujo permanente gradualmente variado.1La componente de flujo no permanente utiliza una solucin numrica de las ecuaciones que gobiernan el flujo no permanente gradualmente variado en canales. La componente de lecho mvil utiliza la ecuacin de continuidad del sedimento y una (de varias posibles) ecuacin de transporte de sedimentos, con el fin de calcular agradacin (sedimentacin) y degradacin (erosin) de lechos fluviales.Cundo debe usarse el flujo no permanente?Esta pregunta es de una gran importancia prctica, pues el flujo no permanente es ms complicado que el flujo permanente, y requiere de una mayor cantidad de datos. Sin embargo, la respuesta no es muy simple, requiriendo de una explicacin adicional.Flujo permanente vs flujo no permanenteBajo flujo permanente, el usuario introduce como condiciones de borde un caudal aguas arriba y un tirante (o elevacin) aguas abajo. El modelo calcula los tirantes (o elevaciones) en todos los puntos interiores, manteniendo el caudal constante. Bajo flujo no permanente, el usuario introduce un hidrograma de caudales en el borde aguas arriba y una relacin caudal-tirante en el borde aguas abajo. El modelo calcula los caudales y tirantes (o elevaciones) en todos los puntos interiores.Bajo flujo permanente, la relacin caudal-tirante es nica, es decir, cinemtica. De otro lado, bajo flujo no permanente, el modelo calcula las relaciones caudal-tirante (con histresis) de acuerdo a la variabilidad del flujo. Los flujos ms dinmicos (ms repentinos) tienen ms histresis. Por lo tanto, la especificacin de una curva caudal-tirante nica (cinemtica) en el borde aguas abajo contradice la solucin en ese borde.2El modelo no puede ser a la vez cinemtico en el borde aguas abajo y dinmico fuera de este borde.Una manera de salir de este aprieto es: (1) extender el borde aguas abajo artificialmente (hacia aguas abajo), (2) especificar una relacin caudal-tirante nica en el nuevo borde artificial, y (3) hacer que el model calcule las curvas caudal-tirante (con histresis) en los puntos interiores, tanto reales como ficticios.3A pesar de su artificialidad, este procedimiento funciona muy bien, evitando al usuario el tener que conocer (especificar) la solucin en el borde aguas abajo antes de calcularla.Ondas cinemticas vs ondas dinmicasLa decisin de usar o no el flujo no permanente depender si la onda a ser modelada es cinemtica o dinmica. Si la onda es cinemtica, (1) el caudal se mantendr constante a lo largo del ro, (2) las relaciones caudal-tirante sern nicas, y (3) la condicin de borde aguas abajo podr especificarse de antemano (relacin caudal-tirante nica). En este caso, las soluciones del flujo permanente y no permanente sern esencialmente las mismas; por lo tanto, NO se necesita el clculo del flujo no permanente.Por otro lado, si la onda es dinmica, (1) el caudal variar en el espacio, sometido a atenuacin conforme la onda se desplaza aguas abajo, (2) las relaciones caudal-tirante calculadas no sern nicas (tendrn histresis), y (3) para mayor precisin, el borde aguas abajo debe ser desplazado artificialmente (hacia aguas abajo) para permitir el desarrollo de una curva con histresis en el borde aguas abajo real. En este caso S se justifica el clculo del flujo no permanente, asumindose, por supuesto, que la onda es ciertamente dinmica.Uso del flujo no permanente en el diseo de canalesEsta situacin obliga a hacer la pregunta si una onda de avenida dada puede ser clasificada como cinemtica o dinmica. O mejor an, si es necesario utilizar la onda dinmica para calcular tirantes en el diseo de proyectos de canales. En proyectos hidrulicos tpicos, los cuales son de distancias o longitudes limitadas, es preferible asumir la onda cinemtica, la cual mantiene constante el caudal, es vez de su contraparte dinmica, la cual atenua el caudal. El uso de la onda cinemtica asegura que el canal bajo diseo contendr a todas las ondas, tanto cinemticas como dinmicas. Visto bajo esta ptica, el uso del flujo no permanente (la onda dinmica) para el clculo de tirantes (y elevaciones) en canales abiertos no parece ser necesario.