Medidas para la disminución de la socavación alrededor de pilares de puentes

Abstract

El estudio comprende la revisión de la socavación en puentes, también la exposición de las medidas ya estudiadas para contrarrestar la socavación local en pilares de puentes. En la investigación se realiza principalmente la prueba de un dispositivo que tiene por objeto reducir la socavación local alrededor de un pilar experimental. Los aportes del presente estudio son: primero que los dispositivos probados para contrarrestar la socavación, han sido discos hechos de mallas metálicas a manera de filtros y segundo que se ha hecho las pruebas en condiciones de lecho vivo y agua clara. En este estudio se desarrolló un programa de ensayos para probar la eficacia de un dispositivo en reducir la socavación local alrededor de un pilar circular. El dispositivo consiste en una malla metálica circular instalada alrededor del pilar. Se ha probado con dos diámetros de dispositivo, uno de dimensión igual a dos veces el diámetro del pilar y otro igual a tres veces. De este modo en una primera etapa se ha presentado un estudio sobre la socavación alrededor de pilares, explicando las características del fenómeno y los factores que intervienen en la socavación alrededor del pilar. En esta etapa de revisión bibliográfica también comprende la exposición de los métodos más conocidos para reducir la socavación sobre todo aquellos que alteran las condiciones del flujo con el fin de aminorar la socavación. Una segunda etapa ha sido establecer el equipo de prueba, principalmente el dispositivo a ensayar, las características del material del lecho, los caudales del flujo (que han tenido que adecuarse al equipo mecánico con el que se ha realizado la prueba) y las pendientes del canal. Una tercera etapa ha sido la realización de los ensayos de laboratorio, las mediciones de éstos y la presentación de los resultados. Una última etapa ha sido el tratamiento de los resultados obtenidos en el laboratorio y su interpretación. Se expone sobre la relación con algunos parámetros que intervienen en la socavación con la producida en las pruebas. También se evalúa la efectividad del dispositivo empleado para la reducción de la socavación. En los resultados se observó que para una pendiente S = 0.001, la mayor reducción de la socavación fue de 91.94% con un dispositivo de diámetro igual a dos veces el del pilar y de 85.06% con un dispositivo de diámetro igual a tres veces el del pilar. Para una pendiente de S = 0.003, la mayor reducción de la socavación fue de 58.05% con un dispositivo de diámetro igual a tres veces el del pilar. Para una pendiente de S = 0.005, la mayor reducción de la socavación fue de 83.42% con un dispositivo de diámetro igual a tres veces el del pilar. Los resultados de este programa de experimentación indican que el uso de los dispositivos resulta eficaz para la reducción de la socavación para valores del número de Fraude menores a 0.41. También se observó en los resultados que el dispositivo de mayor diámetro fue más eficaz. Se observó que la reducción de la socavación con los dispositivos es mayor para pendientes menores, así como para caudales menores. Se recomienda realizar pruebas con más caudales con la finalidad de obtener más resultados y establecer tendencias más claras. También se recomienda probar con el mismo tipo de dispositivos con aberturas de mayor tamaño, para estudiar la influencia de la abertura en la disipación de energía alrededor del pilar. Se recomienda además que se realicen pruebas adicionales a una mayor escala y con números de Froude mayores y menores a 0.41. Se ha hecho también en esta última etapa, la comparación de la socavación producida con el pilar sólo versus algunas fórmulas conocidas que predicen la socavación.