Análisis hidrodinámico del flujo y reducción de la socavación local en muros longitudinales en ríos con lecho granular (2024)
La investigación analizó la hidrodinámica del flujo y contramedidas de socavación en muros longitudinales en ríos con lecho granular bien gradado, mediante experimentos físicos en un canal de 9 metros y modelos numéricos en el Flow-3D, se evaluaron pendientes entre 0.5 y 2.5% y caudales entre 0.008 y 0.030 m3 /s. Se encontró que la socavación aumenta hasta un 60% en condiciones máximas de pendiente y caudal. El modelo numérico demostró alta concordancia con los datos experimentales, validando su uso en predicciones a escala aumentada. Se desarrolló una expresión matemática para estimar la socavación local en muros longitudinales en ríos de lecho granular bien gradado y se evaluaron diversas contramedidas. Los mini espigones sumergidos redujeron la socavación en un 58.37%, mientras que la combinación de mantos anti-socavación y técnicas de alteración del flujo logró hasta un 74.42%. Las nervaduras verticales alcanzaron una reducción del 83.94%, y los mantos anti-socavación demostraron un rendimiento del 90.34% al cumplir ciertas relaciones dimensionales en su disposición. El rip-rap fue la técnica más eficaz, con una reducción del 94.03%, aunque su incorrecta disposición puede aumentar la socavación; asimismo, la combinación de blindaje y alteración del flujo es más eficaz que las alternativas de contramedidas de alteración del flujo aisladas. El desarrollo de la encuesta permitió establecer una propuesta de recomendaciones de criterio de diseño de muros longitudinales y contramedidas, aplicables a ríos colombianos, priorizando el blindaje y promoviendo el monitoreo continuo de las obras para mejorar la seguridad y sostenibilidad de las estructuras hidráulicas.