Modelización de la sedimentación de un canal y su efecto sobre el caudal.

• Gómez-Taylor Oliver, Denís ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Valencia

     Universidad Politécnica de Valencia

     Valencia, España

     
• Localización: Modelling in Science Education and Learning, ISSN-e 1988-3145, Vol. 19, Nº. 1, 2026, pág. 5
• Idioma: español
• DOI: 10.4995/msel.2026.26712
• Títulos paralelos:
  • Modelling sedimentation in a channel.
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• Resumen
  • español

    La modelización matemática constituye una herramienta fundamental tanto para el análisis de problemas reales de ingeniería como para la formación de futuros ingenieros y matemáticos. En este trabajo se desarrolla un modelo matemático que describe la evolución temporal de la sedimentación en un canal abierto y su influencia sobre el caudal transportado. En primer lugar, se plantea un modelo simplificado basado en una ecuación diferencial ordinaria con solución analítica, que permite estudiar el crecimiento de los sedimentos a lo largo del tiempo. Posteriormente, se propone un modelo más realista mediante la incorporación de la ecuación de Manning, haciendo que el caudal dependa de la rugosidad, el área hidráulica y el radio hidráulico, todos ellos variables con el proceso de sedimentación. Debido a la ausencia de una solución analítica cerrada, este segundo modelo se resuelve mediante el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden. Además de su interés desde el punto de vista de la ingeniería hidráulica, el trabajo pretende servir como recurso docente para introducir actividades de modelización en el aula, integrando conceptos de ecuaciones diferenciales, hidráulica y métodos numéricos dentro de un problema real de ingeniería.

  • English

    Mathematical modeling is an essential tool not only for analyzing real engineering problems but also for educating future engineers and mathematicians. This work presents a mathematical model describing the temporal evolution of sediment accumulation in an open channel and its effect on flow capacity. A simplified model based on an ordinary differential equation with an analytical solution is first introduced to describe sediment growth over time. A more realistic formulation is then developed by incorporating Manning's equation, allowing the flow rate to depend on hydraulic roughness, wetted area, and hydraulic radius, all of which evolve as sediment accumulates. Since this model has no closed-form analytical solution, it is solved numerically using the fourth-order Runge-Kutta method. Beyond its hydraulic engineering applications, the proposed model is intended as an educational resource for introducing mathematical modeling activities in the classroom, integrating concepts from differential equations, hydraulics, and numerical methods through the study of a realistic engineering problem

• Referencias bibliográficas
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