El tema Hidráulica Computacional tiene una complejidad e importancia compatible con la Dinámica de Fluidos Incompresibles, y sus aplicaciones son diversas en Ingeniería, tales como Propagación de Olas de Crecidas Naturales y Olas de Rotura de Presas, Cálculo y Evaluación de Circulación Natural o Forzada en Cuerpos de Agua , Análisis de Oleaje de Despacho en Centrales Hidroeléctricas, Control Cuantitativo y Cualitativo de Inundaciones, Modelación Matemática de Sistemas de Agua, Evaluación del Transporte de Sedimentos en Ríos y Canales.
El Laboratorio de Hidráulica Computacional (LHC) fue fundado en 1997 con el objetivo de crear un centro de excelencia enfocado a la investigación, docencia y desarrollo de proyectos de consultoría y software aplicado a la modelación y simulación matemática en recursos hídricos. El Laboratorio participa en dos Proyectos PRONEX (Apoyo a Proyectos y Centros de Excelencia) con recursos del CNPq y FAPERJ, lo que le da mayor relevancia en términos de investigación de punta.
El LHC desarrolla actividades en las siguientes líneas principales de investigación (entre otras):
• Simulación de inundaciones en entornos rurales y urbanos
• Desarrollo de modelos hidrológicos e hidrodinámicos para la simulación de inundaciones
• Hidráulica de ríos y canales
• Hidrología en el medio urbano
• Modelización de la calidad del agua en ríos y lagos
• Transporte de sedimentos
• Gestión de los recursos hídricos
• Saneamiento ambiental
Los principales modelos computacionales desarrollados por el equipo de investigadores del LHC son: MODCEL – Flow Cell Model, una robusta herramienta de simulación hidrodinámica e hidrológica apta para su uso en un gran número de aplicaciones como, por ejemplo, la simulación de inundaciones en cuencas rurales o simulación urbana oa largo plazo de la operación de sistemas de agua complejos; y el Sistema Hidro-Flu, una herramienta que integra y automatiza una serie de pasos de cálculo hidrológico necesarios para la representación de crecidas en cuencas de tamaño pequeño y mediano. Entre las Cuencas Rurales, se destacan la Cuenca del Pantanal Matogrossense y la Cuenca Amazónica, mientras que las Subcuencas de la Ciudad de Río de Janeiro son representativas de las Cuencas Urbanas de aplicación y modelado.
Modelización de la cuenca del río Acari en RJ a través de los modelos MODCEL e Hidro-Flu
Parche de inundación de la cuenca del río Acari correspondiente a la situación actual Métodos Numéricos, como el Método de Diferencias Finitas, el Método de Elementos Finitos y el Método de Elementos de Frontera se utilizan en Modelación Matemática cuyos Modelos Computacionales se desarrollan en el Laboratorio.
Además de las actividades de Docencia e Investigación, el Laboratorio también tiene una fuerte presencia en Proyectos de Consultoría (COPPETEC), y entre sus principales clientes se pueden destacar:
• Ayuntamiento de Río de Janeiro
• Gobierno del Estado de Río de Janeiro
• Petrobras
• Plantas de Energía Eléctrica
• Usinas Brasileñas – ELETROBRÁS
• Fondo Sectorial de Recursos Hídricos (CT-HIDRO)
Infraestructura:
Actualmente, el LHC ocupa un espacio de alrededor de 350m² ubicado en la sala I-206 (2° piso – Bloque I) del Centro de Tecnología de la UFRJ. El Laboratorio cuenta con infraestructura computacional para atender simultáneamente hasta 20 investigadores y un anfiteatro con un amplio y moderno espacio equipado con instalaciones multimedia.