Análisis del comportamiento hidráulico del río Piura en su recorrido a través del puente Independencia mediante la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)-ANSYS CFX

Abstract

El puente Independencia es una de las obras de infraestructura vial más importantes del Bajo Piura, al ser el único puente que conecta los distritos de Catacaos, La Arena, La Unión y Sechura; permitiendo el flujo vehicular de una margen a otra del río Piura y por lo tanto optimizando el tiempo de viaje de los usuarios, en comparación si optaran por trasladarse usando el desvío existente en el puente Grau, el cual se encuentra distanciado 10.5 km con respecto al puente Independencia. El renovado puente Independencia se amplió de 227 m a 330 m con el fin de proporcionarle mayor fluidez al cauce del río Piura, para disminuir la vulnerabilidad ante inundaciones y evitar lo ocurrido en el año 2017 donde la rotura de 80 m de dique en la margen izquierda (700 m aguas arriba del puente Independencia) provocó la inundación de zonas aledañas, principalmente las localidades de Pedregal y Cura Mori. No obstante, aún existen obstáculos dentro del cauce como la terraza natural ubicada en la margen izquierda aguas abajo del puente Independencia, la cual ocasiona pérdida de fluidez en el cauce y el aumento del nivel del flujo aguas arriba en temporadas del fenómeno El Niño. Por lo tanto, el objetivo principal del estudio es reproducir el comportamiento hidráulico que tendría el río Piura con su configuración actual en un tramo de 2 km, distribuidos 1 km aguas arriba y 1 km aguas abajo del puente Independencia, y compararlo con el comportamiento que se obtendría al retirar la terraza natural del cauce. Para ello, se realizaron dos modelos a escala 1/100 en el programa ANSYS CFX, y las variables de interés como tirantes y velocidades reales se obtuvieron aplicando la Semejanza de Froude. De acuerdo con los resultados obtenidos, para un mismo caudal de 3 900 m/s³, en el modelo sin terraza natural se registraron mayores velocidades aguas arriba del puente Independencia y menores niveles de agua en comparación con el modelo que representa el estado actual del río, verificándose la influencia de retirar la terraza natural, confiriéndole al cauce mayor fluidez y al río mayor capacidad para desarrollar velocidades; aumentando así la garantía de buen funcionamiento tanto del puente Independencia como de los diques de encauzamiento.