Evaluación de la disipación de energía en aliviaderos escalonados de sección constante y variable mediante modelación numérica tridimensional

Abstract

Analiza el comportamiento hidráulico y la disipación de energía en aliviaderos escalonados en presas de concreto convencional y RCC, se evaluaron 6 aliviaderos de anchos transversales constante y variable convergente, para el proyecto de la presa Toma Grande, Arequipa, Perú; utilizando modelamiento numérico 3D con FLOW 3D HYDRO, Los resultados muestran que entre el 90 % y el 93 % de la energía hidráulica total se disipó antes de la descarga al cauce, atribuido al efecto de los escalones como disipadores de energía, generando flujos rasantes y núcleos de vorticidad entre sus caras. El modelo numérico fue calibrado y validado con datos experimentales. Se determinó que el diseño SP2 con sección convergente curva mostró mejores características hidráulicas, con una velocidad máxima de 2.81 m/s y un tirante máximo de 2.69 m en la entrega al cauce del río, junto con una disipación de energía del 92.29 % en la caída escalonada convergente. Este diseño reduce la erosión, optimiza la capacidad de descarga y minimiza el tamaño de estructuras aguas abajo, proporcionando una base sólida para proyectos hidráulicos en zonas altoandinas con topografía compleja.