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Propuestas al Vega

En cuenca media estudiar con más detalle si cabe la necesidad de desocupar alguna parte deprimida del valle. Por cierto, ya contando con los mapas de riesgo en resolución mínima suficiente para empezar a cotejar testimonios vecinales, sería muy importante el acopio de éstos para así verificar la calidad de la modelación realizada por Halcrow y las consultoras asociadas

En planicie intermareal ya cabe comenzar a plantear la desocupación del paleocauce en un ancho no menor a los 65 m.

Por fin y como lo más original a investigar, me cabe sugerir la necesidad de plantear dos modelizaciones físicas del emisario propuesto:

1º) . con respecto a la aptitud para oficiar como vaso comunicante con particular respeto de las diferencias de temperaturas que caben a las aguas que entran, respecto de las que restan.

Para gestionar este ensayo en escala aprox a 1/20 sugiero emplear un tubo de 25 mm de diámetro por 35 m de largo y dos columnas en sus extremos de 1,25 m de altura por igual diámetro.

Este tramo horizontal tendrá su extremo de entrada un (1) metro más elevado. Y ese extremo de la columna de entrada que aparece un metro por encima del nivel del sistema, deberá ser de material transparente con un diámetro interior de 12,5 mm para así relacionarse con los 2,47 m del sistema que rige más allá de Av Constituyentes en los últimos 1400 m del recorrido.

Toda esta tubería de 25 mm de diámetro debería contar con una funda aislante que facilite en algo, sostener la temperatura del agua en el tubo de 25 mm, con al menos dos grados de diferencia en menos respecto del líquido que ingrese en el sistema.

A su vez, este líquido que ingrese en el sistema de aguas frías estancadas, se deberá introducir con un sistema de jeringa y aguja de escala apropiada para regular la altura del vertido centímetro a centímetro, y así evitar una presión dinámica que no corresponda a ese centímetro de líquido incorporado, que busca ver en este sistema de vasos cumunicantes, el momento de arranque en que comienza a fluir, tras vencer su yield value o valor deposicional.

Aquí descubriremos que los recursos del número de Reynolds, y las variables que acercan ajustes por temperatura y viscosidad no alcanzan para acomodar las diferencias -entre otras-, que imagino se harán presentes por capa límite térmica, al tratar de poner en movimiento un sistema de aguas estancadas en el interior de una tubería de 35 m de largo lleno de agua con 2 grados menos de temperatura.

Es importante respetar estos detalles para no perjudicar lo que se intenta verificar; ésto es: si las herramientas de modelación son apropiadas para esta modelización; y al mismo tiempo, empezar a tomar conciencia del peso de las disociaciones por capa límite térmica. Teniendo aquí oportunidad para intentar modelizar en algo el valor de las distintas diferencias térmicas.

Incluso, llenar la tubería con agua más caliente y tratar de hacer ingresar agua más fría.

Recordemos que los procesos convectivos, en el caso de que se alcancen a disparar por colisiones moleculares conductivas -mejor apuntadas en el punto siguiente-, no trascienden en difusión, sino en advección determinada por un gradiente de ligera menor temperatura. Hacia allí fluyen.

Si introdujéramos calor por el extremo de salida, también tendríamos oportunidad de experimentar entorpecimiento al fenómeno advectivo.

2º). La segunda de las modelizaciones es la que está graficada en el último de los gráficos que siguen al final de los textos.

Su intención es tratar de verificar el efecto de prioridad de salida que alcanzan los flujos que descargan directamente sobre los tramos bien sumergidos, por la presencia de numerosas columnas con aguas estancadas pero con gradientes apropiados de temperatura, los propios de una columna vertical de agua más fría en el fondo y más cálida a medida que se acerca a la superficie.

Cada una de estas columnas de agua de los desagües está esperando el arranque del proceso convectivo que el ingreso de calor por el extremo superior enendería.

Por cierto, también debemos considerar que para favorecer la advección apropiada dentro del gran tubo horizontal en el fondo del sistema, deberemos tener algún control sobre los momentos de descarga de esos desagües que funcionarán en sus áreas de contacto superficial, como impulsores conductivos.

Si así fuera, quedaría demostrado, que de todas las aguas superficiales de la cuenca, la preferencia para fluir la alcanzan las que operan en la cuenca media y baja, donde el sistema emisario alcanza la mayor profundidad y esas columnas verticales tienen en sí mismas, las mejores opciones para ver de generar en ellas los procesos termodinámicos convectivos que devuelven a estas aguas de planicies extremas, algo de sus energías naturales perdidas cuando fueron metidas en un tubo.

En el caso del Maldonado, por la profundidad que lleva el sistema en la cuenca baja (30 m), es probable que el beneficio esté acotado a ésta y no a la media y mucho menos a la superior.

 

Los textos que siguen refieren de flojeras y contradicciones rescatadas de tres hipertextos ya publicados, con el que intento fundar mi descrédito de los soportes modelados y la necesidad de invertir mayores intenciones en modelización que vayan acercando opciones a mirar con más detalle las funciones conductivas y las convectivas.

 

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Modelo de simulación empleado para el tubito de PVC con el que la UNLP acerca tardías garantías de éxito a la propuesta

Los modelos "froudianos", capacitados para simular fenómenos físicos en los que las acciones viscosas sean despreciables, no están preparados para simular variables térmicas e hidroquímicas

Las acciones viscosas dependen fundamentalmente de aspectos del flujo medio y las condiciones geométricas de borde, o de inesperadas capas límite térmicas o hidroquímicas.

A estos chocolates que permanecerán escondidos y detenidos a 30 mts de profundidad muertos de frío no cabe imaginarlos compatibles, ni con las aguas de entrada, ni con las de salida; y así las cosas, estas simulaciones sólo confirman estimaciones froude-lentas en despertar a mucho más cruda realidad.

Los modelos físicos no pueden concebirse sin la presencia de los modelos numéricos, instrumentos ambos que, como se ha indicado, son de uso complementario, de forma que frente a campos en los que los desarrollos matemáticos y la informática han desterrado los modelos físicos, como es el caso de los estudios de corrientes en estuarios, existen otros de pleno dominio de los modelos físicos.

Por esta sagrada presunción de que estos desarrollos matemáticos pudieran cubrirlo todo, en particular en los estuarios, me ha resultado indigerible la ligereza con que desestiman los flujos de la deriva litoral a la que no han dedicado la más mínima atención.

Ambos, modeladores y modelizadores se han ahorrado de mirar estas áreas y es por ello que sus diagnósticos en relación a las salidas tributarias no aciertan ni de casualidad a acercar la más mínima solución a estos nunca bien diagnosticados problemas.

Ni nuestros laboratorios de mecánica de fluidos tienen acceso a introducir variables que enfoquen procesos termodinámicos como es el caso de las convecciones naturales internas que conforman el modo particular de transferencias bien diferenciadas que opera en los flujos más cercanos a las riberas; ni los modeladores han tenido solicitudes de sus clientes para meterse en esas complicaciones, a las que no sabrían hoy cómo enfrentar a pesar de tantos alardes para armonizar ecuaciones con simplificaciones y extrapolaciones sin par. Por ello las ningunean.

 

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Observaciones sobre la modelación matemática del Maldonado aplicada al estudio de su cuenca, a la red de desagües pluviales que asiste al Plan Director de Ordenamiento Hidráulico y Control de las Inundaciones de la CABA y a las tuneleras en cuyos estrechos criterios de modelación, con pública falta de desciframiento, cifran desopilante ilusión.

Antes de resumir criterios al final de las observaciones que hacen un par de miembros de la Comisión de Area Metropolitana CAI, anticiparé unos cuantos y intercalaré otros tantos en medio de ella.

Todas estas opiniones que dicen "Es la primera vez que el Gobierno de la Ciudad plantea la necesidad de manejar la problemática de las inundaciones de modo integral", aparecen apoyados en la fe ciega a una modelación en superficie que sin lugar a dudas ha reconocido en 80 años tantos errores, que es de suponer algo los habrán corregido.

Ni qué hablar de las tuneleras en cuyos estrechísimos criterios de modelación, con pública falta de desciframiento, cifran desopilante ilusión. Ninguno de los expedientes exhibidos acerca esta información fundamental donde se apoya el plan

Por ello no me daré a creer en promesas de "la primera vez" y por el contrario comentaré que la modelación que hube de solicitar hace 4 años para estudiar las dos cuencas de los arroyos Pinazo y Burgueño en el municipio del Pilar, de superficie y pendientes bastante similares a esta del Maldonado, a pesar de contar con más de un 95% de áreas de rica absorción, muestran en las recurrencias de atención debidas a hidrología urbana (de 100 a 500 años), bandas de anegamientos y caudales tan fenomenales, que a nadie se le ocurriría intentar meterlos en dos tubitos de 7 m de diámetro de costo multimillonario; y en adición, completamente inútiles para cumplir la estrecha misión que le tienen acordada por desencuentros térmicos e hidroquímicos de entrada y de salida, cuyas capas límite no se reconocen modelando viscosidades.

Repito: "tubitos", que en adición de fantasías nunca aparecen modelados con inclusión de variables térmicas e hidroquímicas en su interior; ni reconocimiento de problemas en los flujos estuariales inmediatos a nuestras riberas urbanas: deriva litoral y corredores costaneros; que inmediatos a la salida de estos crédulos tubitos, también vienen siendo modelados con las generalidades propias de quienes se sienten en una torre de marfil e imaginan les esperan alabanzas.

Sin inclusión de estas variables y sin contar con la posibilidad de modelizaciones apropiadas, -dado que nuestros laboratorios resultan obsoletos para estos menesteres-, no sólo no me creo una palabra de los prometidos resultados para ver circular 200 m3/s por ellos, sino que denuncio a estos sueños como "criminales" por los desastres que generarán en los embancamientos fenomenales a la salida del sistema, por las diferencias brutas de temperaturas de las que nadie parece saber lo que les espera; y por la errada dirección de salida que no considera la deriva litoral y su extendida hipersincronicidad mareal.

Semejante ignorancia, no me cabe acreditarla como responsabilidad elemental a los políticos de turno, sino a los técnicos que participan de una u otra forma en estos procesos licitatorios. Para intuir esas sedimentaciones no necesitan de un laboratorio.

Es responsabilidad de ellos enfocar lo que deberían saber viendo la inefable cantidad de problemas demorados cien años en solución. El Riachuelo lleva 223 años demorado y aún hoy no fue alcanzado por diagnóstico acertado a sus problemas en la salida.

Y cualquiera sabe que ninguno de los problemas que acosan a las salidas tributarias y vertederos de toda índole, ha logrado ser resuelto en las riberas estuariales siquiera en la más mínima medida.

Ellos podrán confesar que no tienen la solución; pero no podrán confesar que desconocen estos problemas. Por ello, cuando señalan que "el Río de la Plata, normalmente no genera un obstáculo para la descarga del emisario principal" o están en la luna o siguen pensando que una cuenca de esta magnitud arrastrando sus penas por la terraza baja a la que siguen dos kilómetros de rellenos no le caben dificultades extremas.

 

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¿Modelos matemáticos. . . o espacios de libertad para divagar con esfuerzos aplicados?

Me refiero a los autores; no a mis dichos.

Estos breves textos que siguen, extraídos del informe Balance y dinámica de nutrientes principales en el Río de la Plata Interior de la Ing Patricia Jaime y el Dr. Angel Menéndez, nos acercan pautas de las dificultades inherentes a la modelación, que más allá de buscar simplificación, también reconocen sus dificultades; incluyendo algunas contradicciones y no pocas elementales ausencias.

Apuntaremos a estas, dado que no es nuestra especialidad ajustar modelos; sino simplemente abrir los ojos y ver por satélite lo que pasa en nuestras riberas.

Y cuánto mayores son estas ausencias y contradicciones, al no estar referidas puntualmente a las estrechas bandas polucionadas que fluyen por los cordones litorales urbanos, sin alcanzar dispersión, ni asociación con los moribundos corredores de flujo costaneros.

Señalan los autores aplicación de herramientas FMT; y no FHMT (fluid mechanics, heat, mass transfer and thermodynamics);

refiriendo esa ausencia de la sigla "calor", a la nula mención de las transferencias internas dentro del estrecho corredor correspondiente al cordón litoral, del cual ni siquiera hacen mención. FJA

“La ecuación de balance de masa” para las sustancias disueltas en un cuerpo de agua debe considerar toda la materia entrante y saliente a través de cargas directas o distribuidas, los transportes advectivos y difusivos y las transformaciones físicas, químicas y biológicas.

La ecuación (3.1.2) representa los cuatro fenómenos de transporte y destino principales que hacen a la calidad de agua:

"transporte advectivo, que concierne el ingreso o egreso de sustancias desde el volumen de control con la velocidad de la corriente,

 "transporte dispersivo, referido al ingreso o egreso de sustancias por el efecto combinado de las difusiones molecular y turbulenta y la advección diferencial,

"fuentes externas, es decir sustancias provenientes de fuentes externas puntuales (descargas de efluentes) y distribuidas (aportes superficiales y subsuperficiales inducidos por escorrentía). También incluye los sumideros externos asociados a materiales removidos del cuerpo de agua, y

 "transformaciones o reacciones internas, que dan cuenta de cambios en la cantidad de la sustancia por procesos de transformación física, química y biológica.

 

Del Balance de nutrientes principales del río de la Plata interior, de los investigadores del INA Patricia Jaime y Angel Menéndez, Págs. 17 y 18:  

Fisher (1967b) observó que, en canales naturales y estuarios, el efecto del gradiente horizontal es dominante, a tal punto que en muchos casos la dispersión debida al gradiente vertical puede despreciarse.

¡¿Cómo va este señor a despreciar el gradiente vertical, si es precisamente el que saca todos los tributarios estuariales del planeta por convección interna dentro de los cordones?! FJA
 

La estimación teórica de los coeficientes de dispersión longitudinal se basa en dos hipótesis:

"La distribución de concentración de equilibrio establecida perpendicularmente al flujo es tal que las desviaciones respecto del valor medio en la sección son pequeñas comparadas con ese valor medio”.

"Los efectos dispersivos del gradiente transversal de velocidades y de la difusión turbulenta transversal, se contrabalancean”.

La primera hipótesis se invalida en zonas donde se producen grandes gradientes de concentración (efluentes flotantes, estuarios fuertemente estratificados, etc.).
 
Por su parte, la segunda hipótesis se invalida si el tiempo es insuficiente para que se establezca el equilibrio después de la inyección del contaminante.

La ecuación de balance de masa no es aplicable a una nube de contaminante que se está dispersando inmediatamente después de la introducción del mismo.

Existe un período inicial durante el cual el movimiento de la nube de contaminantes es controlado primariamente por la distribución de las velocidades convectivas dentro de la sección transversal de flujo.

Tampoco es cierto este aserto sobre el segmento primario. Ese período inicial no es justamente el de la sección transversal de flujo, sino el de la sección vertical de flujo que transcurre montado en la deriva litoral haciendo delicado camino por convección interna en ella. FJA

La sección transversal de flujo corresponde al segundo segmento: el de la convección externa. Este bruto desliz en la geometría de los segmentos es el que testimonia que nunca han prestado la más mínima atención a la deriva litoral. FJA

Y por eso vemos esas torpes obranzas a la salida del canal Sto. Domingo; a la salida de los canales obrados por el hombre en la costa de Sanborombón; a la salida de la laguna de Mar Chiquita; al desprecio de las fatalidades que pesan en la nueva salida del Riachuelo; al desprecio de las "hidrotermias" en el sector costanero Norte de la ciudad; al desprecio de la deriva litoral en el frente deltario central arrastrando monumentales cargas sedimentarios que precipitan en la misma boca de los grandes cursos tributarios; a la transformación de los depósitos sedimentarios en los enormes avances del frente deltario central que ya no vienen del Paraná Bravo. FJA

Dentro de este período inicial o convectivo se produce una distribución asimétrica de la concentración longitudinal.
 
Fisher (1966, 1967b) razonó que la duración del período inicial o convectivo I T se relaciona a la escala de tiempo para la mezcla por difusión en la sección transversal d T .

Dispersión en flujo oscilante

La mayor diferencia entre ríos y estuarios bien mezclados es que el flujo en estos últimos oscila con el tiempo.

En flujo estacionario, el coeficiente de dispersión alcanza un valor constante después de una distancia inicial cuya extensión se relaciona con el tiempo de mezcla d T en la sección transversal.

Antes de alcanzar este tiempo de mezcla d T en la sección transversal cabe referir de la deriva litoral y de la hipersoncronicidad mareal en ella; amén de los transportes de las aguas caldas de salida de los tributarios que merced a los servicios de estas derivas litorales evitan darse de nariz con la capa límite térmica de los reflujos. Siendo esta capa límite la que en adición le regala el delicado bordado cuspidado de sus cordones litorales para hacer más efectiva la no intrusión de los flujos profundos y fríos de las advecciones mareales. FJA

Holley et al. (1970) analizaron la situación de flujo de marea y distinguieron dos regímenes diferentes, según que el tiempo necesario para que se establezca el equilibrio difusivo sea pequeño o grande comparado al período de la marea.

En el primer caso no se requiere ninguna modificación a la teoría de flujo estacionario, ya que en cada instante el balance corte/difusión perpendicular al flujo tiene tiempo para ajustarse a los nuevos valores de las velocidades.

En el segundo caso, en cambio, la difusión perpendicular al flujo no tiene tiempo para destruir la distorsión del perfil de concentración antes que la distorsión sea removida por la inversión del propio flujo.

Entonces, la nube se extiende por diferencia de velocidad durante la mitad del período de oscilación. Pero cuando las velocidades se invierten, la nube es llevada de nuevo a su posición inicial y no existe dispersión neta.

Para que ocurra dispersión neta, el período debe ser suficientemente grande, de modo que se produzca alguna mezcla en la sección transversal.

 

El uso de la ecuación (3.3.23) en estuarios puede ser cuestionable ya que ha sido verificada sólo para flujo estacionario con una relación ancho/profundidad máxima de 60; y en estuarios esta relación puede ser del orden de 600. Y en nuestro estuario puede serlo de 1 en 3000.

Sin embargo, a falta de otra información se la usa para estimar los efectos de la distribución transversal de velocidades en estuarios.

Se observa que el efecto de la marea reduce significativamente la intensidad de la dispersión por gradiente transversal de velocidades (el parámetro Tl’ toma valores muy inferiores a 0,1), por lo que resulta dominante la dispersión por el gradiente vertical de velocidades.

Al menos son sinceros. ¡Por fin dieron vuelta la tortilla!

Ayudarían a despejar viejos fantasmas si nos explicaran por qué nunca aparece la famosa "ola oblicua" en sus modelaciones.

Ola que fuera cimentadora por siglos de tantos dogmas en dinámica costera y en sedimentología. ¿Tienen miedo de enfrentarse con toda la legión de catecúmenos que han vivido a la sombra de ella?

A cambio, nos hablan de "dispersión vertical y transversal" que son procesos convectivos naturales, internos y externos, que así nos instalan en territorios de termodinámica.

En el balance de silencios y confesiones implícitas, vamos mejorando. Y es comprensible que no quieran referirse a las limitaciones que tiene su hermoso laboratorio de mecánica de fluidos. Pero no alcanzo a comprender cómo siguen ignorando el valor que alcanzan las imágenes satelitales para abrir miradas a estos procesos y a nuestras concretas espeluznantes urgencias.

¿Dónde están publicados esos archivos de imagen? Los míos están en la web y no me han costado un centavo; ni el capturarlas, ni el procesarlas, ni el editarlas y publicarlas. ¿Cuál es el problema de avanzar con imágenes, aunque no haya laboratorio para modelar? ¿Cuántas decisiones se toman a diario en todos los órdenes de la Vida, sin modelación matemática, abriendo los ojos?!

Si volvemos al principio veremos cómo, al descubrir dominante la dispersión por el gradiente vertical de velocidades, han concluído en todo lo contrario de lo que decía Fischer, cuyas opiniones, a lo mejor, han sido muy estimadas en el desarrollo del modelo wasp5.

Por eso vuelvo a insistir, ¿por qué no miran esa franja que llamo de "hidrotermias" en el rincón de San Isidro y que en lugar de tener 150 a 180 mts de ancho, tiene 4 Kms?

Allí van a encontrar todas las sorpresas que ningún modelador querría considerar, sin disposición a volverse loco.