Abstract Few studies reflect the hydrodynamic behavior of surface flows on slopes of the tropics, despite the number of modeling tools currently available. The present investigation is a contribution that helps to increase the knowledge of the dynamics of the runoff on the slopes, as an extra study of the behavior of the precipitations on these. The analyzes carried out take relevance within the basic studies of a project, developing within the disciplines of hydrodynamics, geology and environment. The case studied is found on a slope in the Cervantes sector, which has already been intervened with a double-reinforced steel mesh as a superficial erosive control. With the research, a comparison of applied works and a new sustainable proposal are made using bidimensional modeling tools. The models reflect the behavior of the flow velocities in general and specific due to the distribution on a slope, a comparison of their flow velocities was made in three scenarios, having a decrease of 33.73% to 48.88% in the flow velocities of the proposed coverage, both for events with a return period of 50 and 100 years. In addition, a climate change effect was analyzed, which verified that the flow speeds do not exceed the theoretical drag limits for the proposed model and in which case it was fully complied with. As runoff control, the proposed coverage fulfills its function. However, due to the particular conditions of the analized slope, the proposal works as a complement to the applied measures.

Resumen Pocos estudios reflejan los comportamientos hidrodinámicos de los flujos superficiales en taludes del trópico, a pesar de la cantidad de herramientas de modelación con las que se cuenta en la actualidad. La presente investigación es un aporte que ayuda a incrementar los conocimientos de la dinámica de las escorrentías en los taludes, como un estudio extra de los comportamientos de las precipitaciones sobre estos. Los análisis realizados toman relevancia dentro de los estudios básicos de un proyecto, desarrollándose dentro de las disciplinas de hidrodinámica, geología y ambiental. El caso estudiado se ubica en un talud del sector de Cervantes, el cual ya fue intervenido con una malla de acero de doble refuerzo como un control erosivo superficial. Con la investigación se realiza una comparativa de obras aplicadas y una nueva propuesta sostenible mediante herramientas de modelación bidimensional. Los modelos reflejan el comportamiento de las velocidades de flujo en general y puntual debido a la distribución en un talud, se realizó una comparación de sus velocidades de flujo en tres escenarios, teniendo una disminución de 33,73% hasta 48,88% en las velocidades de flujo de la cobertura propuesta, tanto para eventos de periodo de retorno de 50 y 100 años. Además se analizó un efecto de cambio climático, que verifica que las velocidades no superen los límites de arrastre teóricos de finos para el modelo propuesto y en cuyo caso se cumplió a cabalidad. Como control de escorrentía, la cobertura propuesta cumple su función, sin embargo por las condiciones particulares del talud analizado la propuesta se desempeña como un complemento de las medidas aplicadas.

Abstract The new hospital for the province of Cartago will be in the canton of El Guarco, with an estimated construction area of 9 hectares, on an area near the confluence of the Purires and Coris rivers. Historically in the area there have been problems related to overflowing rivers and floods. The morphometric parameters determined for the Purires river basin indicate that the basin is prone to flooding in the lower basin and the accumulation of sediments, this coupled with high slopes that decrease their degree of inclination as they approach the study point. For the realization of the project from which this article is derived, the use of an unmanned aerial vehicle and an RTK antenna was implemented, this to specify the altimetry of the area of interest, this activity results in a digital model of elevations with a resolution of 3.7 cm /pixel, main input for hydrodynamic modeling. The hydrodynamic behavior of a 1.5km section of the Purires river is evaluated, in Iber 2.4.3, from which the maximum spatial extension, its height of water and flow speed, as well as its residence time, are obtained, this for a possible Climate Change scenario. Results are obtained both in the area where the hospital will be built, the flood plains near the raised section of the river, as well as two bridges, bridge 6 of National Route 2, which connects the metropolitan area with the southern part of the country, and a cantonal bridge that communicates with the town of Barrancas.

Resumen En el cantón de El Guarco se ubicará el nuevo hospital de la provincia de Cartago, con un área estimada de construcción de 9 hectáreas, en un lote próximo a la confluencia de los ríos Purires y Coris. Históricamente en la zona se han presentado problemáticas relacionadas a desbordamientos de ríos e inundaciones. Los parámetros morfométricos determinados para la cuenca del río Purires señalan que la cuenca es propensa a la generación de inundaciones en la cuenca baja y la acumulación de sedimentos, esto aunado a altas pendientes que disminuyen su grado de inclinación según se aproximan al punto de estudio. Para la realización del proyecto del cual se deriva este artículo, se implementó el uso de una aeronave no tripulada y una antena RTK, esto para precisar la altimetría del área de interés, esta actividad resulta en un modelo digital de elevaciones de 3,7 cm/píxel, principal insumo para el modelado hidrodinámico. Se evalúa el comportamiento hidrodinámico de un tramo de 1,5km del río Purires, en Iber 2.4.3, del cual se obtiene la máxima extensión espacial, su calado y velocidad del flujo, así como su tiempo de permanencia, esto para un posible escenario de Cambio Climático. Se obtienen resultados tanto en el área donde se edificará el hospital, las llanuras de inundación próximas al tramo levantado del río, así como dos puentes, el puente 6 de la ruta nacional 2, que comunica el área metropolitana con la zona sur del país, y también un puente cantonal que comunica con el pueblo de Barrancas.

Resumen En Costa Rica existe un patrimonio y un legado de la Ingeniería Civil, en la provincia de Cartago: Monumento Nacional Guayabo es un sitio con zonas arqueológicas de más de 1000 años d.C. Hoy en día se han presentado distintos problemas de erosión y anegamiento en el sitio que amenaza con el deterioro de la infraestructura. La importancia de la investigación se centraliza en un análisis de la situación actual y futura de la escorrentía y como esta puede ver afectada por el cambio climático, además de una propuesta de solución basada en una zanja de infiltración. Los datos hidrodinámicos se obtuvieron de una tormenta de 30 min, con un periodo de retorno de 50 años con un incremento en la lluvia de un 18% por el cambio climático, donde se estudian las variables de velocidad y calado de la escorrentía. Los valores críticos obtenidos son de 1,43 m/s y 0,47 m respectivamente. El hidrograma crítico correspondiente al escenario con un periodo de retorno de 50 años y un incremento del 18%, muestra un caudal de 0,65 m³/s y el hietograma en el mismo escenario muestra una cantidad de precipitación de 19 mm. Dicho esto, se propone como solución una zanja de infiltración con GeoPockets para acumular la escorrentía superficial, la cual ayuda a disminuir el anegamiento y detiene la erosión. Con la solución propuesta se lograría liberar la zona del monumento de la escorrentía superficial sin secar el sistema hidráulico ni los canales del Monumento Nacional Guayabo.

Abstract In Costa Rica there is a Civil Engineering heritage and a legacy, in the province of Cartago: Guayabo National Monument is a site with archaeological sites dating back more than 1400 years AD. Today there have been different problems of erosion and waterlogging at the site that threaten to deteriorate of infrastructure. The importance of the research focuses on an analysis of the current and future runoff and how it may be affected by climate change, and how the issue can be solved by means of an infiltration ditch. The hydrodynamic data was obtained from a 30-minute storm, with a return period of 50 years with an increase in rainfall of 18% due to climate change, where the variables of runoff speed and draft are studied. The critical values obtained are 1.43 m / s and 0.47 m respectively. The critical hydrograph corresponding to the scenario with a return period of 50 years and an increase of 18%, suggests a flow of 0.65 m³ / s and the hietograph under the same scenario shows a precipitation amount of 19 mm. An infiltration ditch with GeoPockets is proposed as a solution to accumulate surface runoff, which helps reduce waterlogging and stops erosion. With the proposed solution, it is possible to free monument area from surface runoff without drying up the hydraulic system or the channels of the Guayabo National Monument.

Resumen Al 2020 en Costa Rica únicamente, existen tres barreras dinámicas instaladas, dos de las cuales se encuentran en la Quebrada Burío. El cambio climático es un factor determinante ante el incremento de las intensidades de lluvia. Se espera un incremento del 20% para el año 2100 por lo que este dato se toma en cuenta para realizar todos los cálculos hidrológicos del caso de estudio. Al mismo tiempo, la implementación del modelo de Iber 2.5.1 es totalmente necesaria para la comprensión del comportamiento hidrodinámico de la quebrada y asimismo del comportamiento de los sedimentos en suspensión de ésta. Datos como hidrogramas, elevaciones obtenidas por medio de ortofotos de vuelos de aeronaves no tripuladas y concentración de sedimentos son los pilares para generar un modelo para este caso. La velocidad, altura del agua y comportamiento vectorial son los resultados obtenidos del modelo hidrodinámico generado por Iber 2.5.1. Así como el comportamiento de los sedimentos.

Abstract As of 2020 in Costa Rica only exist therr dynamic barriers installed, two of them are in Quebrada Burío. Climate change is a determining factor in the face of the increase of rainfall intensities. An increase of 20% is expected for the year 2100, so this data is taken into account to perform all the hydrological calculations of the case study. At the same time, the implementation of Iber 2.5.1 model is totally necessary to understand the hydrodynamic behavior of the stream and also the behavior of its suspended sediments. Data such as hydrographs, elevations obtained through orthophotos of drone flights, and sediment concentration are the pillars to generate a model for this case. The speed, height of the water and vector behavior are the results obtained from the hydrodynamic model generated by Iber 2.5.1. As well as the behavior of sediments.