Estudio mediante un modelo físico de la protección de riberas en ríos amazónicos usando troncos de árboles

Abstract

El presente trabajo de tesis busca estudiar la protección de riberas frente al fenómeno de erosión lateral del margen derecho del Río Madre de Dios en la zona “La Pastora”, mediante el desarrollo de un modelo físico de lecho móvil a escala reducida que represente el tramo, por ello se implementó un sistema de espigones como alternativa de solución para reducir la velocidad del agua cerca de la margen derecha del cauce del río, ya que los centros poblados pertenecientes a la selva baja sufren constantes desastres por efecto de las inundaciones, ante las crecidas en los ríos que desestabilizan las riberas. El fenómeno que se desea controlar es la erosión lateral y se optó por el uso de un modelo físico para realizar pruebas experimentales que permitan estudiar o evaluar el uso de este tipo de alternativa de solución. Además, los resultados obtenidos generaran una contribución científica y técnica para aquellos que estudien este fenómeno donde se utilice la tecnología de protección denominada Ingeniería de Atascos de Madera. La experiencia de protección de riberas usando troncos de árboles en los ríos Amazónicos del Perú es nula, ya que solo se practicó estudios en ríos de bajos caudales en países europeos y en Estados Unidos, por ello es importante impulsar la investigación en nuevas técnicas de ingeniería que permiten optimizar costos y tiempos en el proceso constructivo. El diseño geométrico del sistema de protección fue consultado por la guía de diseño de estructuras grandes de material madera redactado por el cuerpo de ingenieros del ejercito de los Estados Unidos con la finalidad de distribuir los troncos en un entramado prismático representado a escala del modelo. La construcción de los espigones se realizó en el área de carpintería del laboratorio y la colocación de espigones se realizó utilizando instrumentos topográficos con la orientación y posición del eje normal de cada espigón, su empotramiento en la ribera del río se realizó mediante procedimientos de albañilería, finalmente se realizaron los ensayos experimentales con las respectivas mejoras de diseño. Las actividades generales en el presente procedimiento experimental abarcan lo siguiente: - Selección de la información necesaria para el modelamiento físico. - Calibración del modelo físico. - Ensayo en la condición sin estructuras de protección (espigones). - Análisis de los datos como la morfología del cauce y la velocidad del flujo de las condiciones sin estructuras de protección. - Ensayo en la condición con estructuras de protección (espigones). - Análisis de los datos como la morfología del cauce y la velocidad del flujo de las condiciones con estructuras de protección. - Reformulación y mejoras en el diseño preliminar del sistema de protección. Los resultados obtenidos de las pruebas permitieron establecer la comparación de velocidad y morfología del cauce cuya comparación permite evaluar la eficacia de las estructuras de protección.

The thesis study the protection of banks against the phenomenon of lateral erosion of the right bank of the Madre de Dios River in the “La Pastora“ zone, through the development of a physical model of mobile bed on a reduced scale that represents the stretch For this reason, a breakwater system was implemented as an alternative solution to reduce the speed of the water near the right bank of the riverbed, since the population centers belonging to the low jungle suffer constant disasters due to the floods, due to the constant times of floods in the rivers that allow to destabilize the banks. The phenomenon that we wish to control is lateral erosion and we chose the use of a physical model to perform experimental tests to study or evaluate the use of this type of solution alternative. In addition, the results obtained will generate a scientific and technical contribution for those who study this phenomenon where the protection technology known as the Wood Jam Engineering is used. The experience of protecting riverbanks using tree trunks in the Amazonian rivers of Peru is null, since only studies were carried out in rivers with low flows in European countries and in the United States, so it is important to promote research in new engineering techniques that allow to optimize costs and times in the constructive process. The geometrical design of the protection system was consulted by the design guide of large structures of wood material drafted by the United States Army Corps of Engineers with the purpose of distributing the logs in a prismatic framework represented at the scale of the model. The construction of the breakwaters was performed in the carpentry area of the laboratory and the placement of breakwaters was performed using topographic instruments with the orientation and position of the normal axis of each breakwater, its embedding in the riverbank was carried out by means of masonry procedures and finally the experimental testing procedure with the respective design improvements. The general activities in the present experimental procedure include the following: - Selection of the data necessary for physical modeling. - Calibration of the experimental model. - Experimentation of conditions without protection structures (breakwaters). - Analysis of the data such as the morphology of the channel and the flow velocity of the conditions without protection structures. - Experimentation of conditions with protection structures (breakwaters). - Analysis of the data such as the channel morphology and the flow velocity of the conditions with protection structures. - Reformulation and improvements in the preliminary design of the protection system. The results obtained from the tests allowed to establish the comparison of velocity and morphology of the channel whose comparison allows to evaluate the effectiveness of the protection structures.