Estudio experimental de la erosión local en pilas de puente cuadradas. Influencia de la anchura de la pila

Abstract

En la presente tesina se presenta un estudio sobre la evolución temporal de la erosión local en pilas de puente cuadradas de gran tamaño, es decir, no solamente se trata de hallar el tiempo y la erosión de equilibrio, como en tantos otros trabajos se ha realizado, sino también de cómo transcurre el proceso a lo largo del tiempo en pilas de dimensiones grandes.

Para ello se han realizado previamente unos ensayos en el laboratorio de Hidráulica del Instituto Nacional de Agua, Argentina. Se han realizado cuatro ensayos, tres ensayos en un canal con lecho de arena, y un ensayo en un canal con lecho de carbón. Aunque el trabajo ha sido intenso, sólo en un ensayo se ha llegado al tiempo de equilibrio. Se han observado los procesos erosivos en distintas condiciones de calado.

De la observación minuciosa del proceso durante el transcurso de los ensayos y de los datos obtenidos, con su posterior análisis, se ha descrito lo que se cree que es la dinámica del proceso de erosión local.

Se han observado los procesos activos y pasivos, como subprocesos de la erosión. Dichos procesos están descritos en el capítulo 2 del documento junto al modelo morfodinàmico desarrollado por Bateman (2004).

Se ha observado la geometría del foso de erosión en el desarrollo del fenómeno. Se analiza la relación de Oro en la geometría del foso en los cuatro ensayos realizados en distintos tiempos del ensayo. También se analiza la pendiente desarrollada en el proceso de erosión y su relación con el ángulo interno del sedimento.

Se ha hecho un estudio comparativo entre las formulaciones aceptadas sobre el valor de la erosión máxima, con los datos experimentales. Se obtienen tres formulaciones que responden bien al proceso: Richardson, Shen II y Coleman. Se ha llegado a la conclusión que debido a la falta de conocimiento del proceso físico que ocurre en el fenómeno de la erosión local y al empirismo de las fórmulas utilizadas, estas formulaciones no se adaptan suficientemente bien a la realidad de los procesos de erosión local.

Se midieron los campos de velocidad alrededor de la pila, obteniendo resultados que se corresponden perfectamente con el análisis de equilibrio de fuerzas y de momentum.

Finalmente se ha usado el modelo morfódinamico (Bateman , 2004) para introducir los datos experimentales obtenidos. Se han comparado los resultados que se obtienen con estos ensayos con los de Fernández (2004), con los que se calibró el modelo