El tanque de tormentas de Arroyofresno (Grupo 71)

Trabajo realizado por estudiantes
Título	El tanque de tormentas de Arroyofresno. Grupo 71
Asignatura	Teoría de Campos
Curso	2025-26
Autores	David Santafé Palacios Pedro Suñé Pérez Beatriz Bernal Castañeda Nicole Filip Palacios
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

El tanque de tormentas de Arroyofresno, inaugurado en 2007, es una infraestructura subterránea clave para la protección de la ciudad de Madrid frente a episodios de lluvia intensa. Con una capacidad aproximada de 400 000 m³, este tanque permite almacenar temporalmente las primeras aguas de lluvia —las más contaminadas— antes de enviarlas a la estación depuradora.

Su funcionamiento se basa en laminar y retener los caudales punta que llegan a la red de saneamiento durante las tormentas, reduciendo el riesgo de inundaciones en superficie y evitando vertidos directos de aguas altamente contaminadas al medio receptor. De esta forma, el tanque contribuye tanto a la seguridad hidráulica como a la mejora de la calidad del agua en el sistema de saneamiento urbano.

En este trabajo se presenta un modelo geométrico simplificado del tanque de tormentas de Arroyofresno y se estudian distintos campos escalares asociados al agua y al hormigón armado: el campo de presión hidrostática, la distribución de contaminantes en profundidad, la infiltración en el hormigón y la corrosión de las armaduras. Para la representación gráfica y los cálculos utilizaremos el programa Matlab, siguiendo la metodología de la asignatura de Teoría de Campos.

2 Presión y fuerzas estructurales sobre columnas

2.2 Gradiente de presión y representación como campo vectorial:

El gradiente de presión se define como:

[math]\nabla P = \left( \frac{\partial P}{\partial x},\frac{\partial P}{\partial y},\frac{\partial P}{\partial z} \right)[/math]

En nuestro caso \(P(z) = P_0 - \rho_{\text{agua}} g z\), por lo que sólo depende de \(z\):

[math]\nabla P = (0,\,0,\,-\rho_{\text{agua}} g)[/math]

Es un campo vectorial constante, dirigido hacia abajo. A continuación lo representamos sobre la superficie cilíndrica de una columna.

2.3 Código MATLAB: campo vectorial del gradiente de presión

% CAMPO DEL GRADIENTE DE PRESIÓN SOBRE UNA COLUMNA

% Datos
H    = 22;        % [m] profundidad del tanque
rc   = 0.75;      % [m] radio de la columna
rhoA = 1000;      % [kg/m^3] densidad del agua
g    = 9.81;      % [m/s^2] gravedad

% Mallado cilíndrico
nTheta = 20;
nZ     = 20;
theta  = linspace(0, 2*pi, nTheta);
z      = linspace(-H, 0, nZ);
[Theta, Z] = meshgrid(theta, z);

X = rc*cos(Theta);
Y = rc*sin(Theta);

% Gradiente de presión (dirección constante hacia abajo)
% Magnitud física:

2.4 Fuerza total agua sobre columna:

==