HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System) es el software de modelación hidráulica más utilizado en Colombia para estudios de amenaza por inundación, diseño de obras fluviales y análisis de riesgo hídrico. Es desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. (USACE) y es de descarga gratuita, lo que lo convierte en el estándar de facto para los estudios exigidos por el Decreto 1807 de 2014, los POMCA y los permisos de ocupación de cauce ante las CAR. Esta guía explica cuándo se necesita, qué datos requiere y qué entrega.
¿Cuándo se exige modelación HEC-RAS en Colombia?
La modelación hidráulica con HEC-RAS (u otro software equivalente) es obligatoria en los siguientes casos:
- Licencia de construcción cerca de fuente hídrica (Decreto 1807/2014): Si el predio está en zona de amenaza media o alta por inundación según el POT, se requiere un estudio de detalle que incluya modelación hidráulica para definir la zona inundable y el retiro de construcción.
- Permiso de ocupación de cauce ante la CAR: Toda obra que modifique el cauce de un río o quebrada (puentes, box culvert, muros de contención, canalizaciones) debe demostrar mediante modelación que no incrementa el nivel de inundación aguas arriba ni aguas abajo.
- Planes de Ordenación y Manejo de Cuencas (POMCA): Las CAR exigen modelación hidráulica para determinar las zonas de ronda hídrica y las manchas de inundación que deben incorporarse al POT municipal.
- Estudios de torrencialidad: Cuencas con alta pendiente y riesgo de flujos de escombros o avenidas torrenciales requieren modelación con HEC-RAS o software especializado (FLO-2D, RAMMS).
- Diseño de obras de protección fluvial: Espigones, diques, jarillones y encauzamientos deben diseñarse con base en la modelación hidráulica del tramo para verificar que cumplen su función de protección.
HEC-RAS 1D vs HEC-RAS 2D: ¿cuál usar?
HEC-RAS ofrece dos modalidades de simulación hidráulica:
- Modelación 1D (unidimensional): Calcula niveles de agua y velocidades en secciones transversales del cauce. Es adecuada para ríos con cauce definido y llanura de inundación relativamente estrecha. Es más rápida y requiere menos datos, pero no captura bien la distribución espacial del flujo en llanuras anchas.
- Modelación 2D (bidimensional): Calcula el flujo en una malla de elementos finitos que cubre todo el área inundable. Genera mapas de profundidad, velocidad y esfuerzo cortante en cada punto. Es más precisa para llanuras amplias, zonas urbanas y análisis de riesgo detallado. El Decreto 1807 y muchas CAR ya exigen el 2D para estudios de detalle.
¿Qué datos se necesitan para la modelación HEC-RAS?
Los datos de entrada mínimos para un modelo HEC-RAS son:
- Topografía del cauce y la llanura de inundación: Perfil longitudinal y secciones transversales del río o quebrada, incluyendo la llanura de inundación a ambos lados. Para HEC-RAS 2D se necesita un Modelo Digital de Elevación (MDE o DEM) de resolución adecuada: 1 m para cuencas urbanas, 5–10 m para cuencas rurales.
- Caudales de diseño: Resultado del análisis hidrológico previo para los períodos de retorno de interés (Tr25, Tr50, Tr100 y otros).
- Coeficiente de Manning (n): Parámetro de rugosidad del cauce y las márgenes, que depende del material del lecho, la vegetación y la pendiente. Para HEC-RAS 2D se asigna un valor de n a cada tipo de cobertura del terreno en la malla.
- Condiciones de contorno: Nivel de agua o caudal conocido en la sección de inicio y fin del tramo modelado.
¿Qué entrega la modelación HEC-RAS?
Los resultados del modelo HEC-RAS se presentan en:
- Perfil longitudinal del agua para cada caudal de diseño.
- Secciones transversales con nivel de agua, área hidráulica y velocidad.
- Mapas de inundación: manchas de agua (profundidad) para Tr25, Tr50 y Tr100 superpuestas sobre la cartografía del predio.
- Mapas de velocidad y energía cinética (para análisis de riesgo).
- Definición de la zona de retiro o faja de protección recomendada.
En BIC – Bernal Ingeniería Consultores, nuestro equipo realiza modelaciones HEC-RAS 1D y 2D para proyectos en todo Colombia. Los modelos son aceptados por CORPOCALDAS, CARDER, CRQ, CAR Cundinamarca, CORANTIOQUIA y otras autoridades ambientales. Solicite cotización en ingenieriabernal.co o al +57 302 477 8910.