2.5 PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• La socavación es el resultado de la acción erosiva del flujo del agua sobre el terreno, de
manera que se arranca y acarrea material.
• En el lecho de un río, de no haber intercepciones (como obras hidráulicas), el material que
es “arrancado”, se reemplaza, se mantiene un perfil relativamente estable.
• Pero en el caso de caudales intermitentes, por efectos de crecidas o drenajes temporales,
este material no se reemplaza.
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• Si en el flujo del agua se encuentra una estructura de cimentación, la erosión puede
conducir a que se pierda la estabilidad de la misma, ocasionándose daños.
• El caso de mayor interés, aunque relativamente reciente, es el de la socavación en pilas de
puente (trabajos de Laursen, en 1949).
• La estimación de la profundidad de socavación es uno de los parámetros de mayor
importancia en el diseño.
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• La socavación está controlada por las características hidráulicas del cauce, las
propiedades de los sedimentos del fondo y la forma y localización de los elementos que la
inducen.
• Los puentes y otras estructuras representan una contracción del ancho del cauce y al
presentarse un aumento en los caudales de la corriente, el aumento de la velocidad y la
turbulencia en la contracción puede generar niveles de socavación de varios metros
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• Alrededor de los pilares o estructuras en
la mitad de un cauce se forman sistemas
de remolinos o vórtices, debido a la
interferencia que el pilar causa en el flujo,
estos remolinos hacen que el nivel del río
descienda especialmente junto a estas
estructuras, es decir, generan
socavación.
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• Generalmente se genera un remolino en herradura y un remolino de estela o perturbación
dinámica del flujo.
• El mecanismo de socavación depende principalmente del remolino en herradura.
• Los sedimentos son levantados y sacados del hueco de socavación por este gran remolino
en combinación con el remolino de estela.
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN
• La profundidad máxima de socavación depende de varios factores:
– Densidad del agua.
– Velocidad de aproximación del flujo.
– Profundidad de flujo.
– Diámetro medio de los sedimento.
– Ancho efectivo de la pila.
– Aceleración de la gravedad.
– Viscosidad cinemática del fluido.
– Gravedad específica del material del lecho.
– Desviación estándar de la gradación del material.
– Forma de la pila.
– Alineamiento de la pila con la dirección del flujo
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• Algunos métodos de cálculo:
• Método del FHWA (U.S. Federal Highway Administration, software HEC-18)
• TRRL (U.K. Transport Research Laboratory)
• Laursen
• Yaroslavtziev
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Método de Laursen: Supone un límite máximo de socavación local que
depende del calado, del ancho y de la orientación de la pila. La
socavación máxima es:
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– e = Socavación local máxima a partir del
fondo.
– b* = b cos α + L sen α, siendo α el ángulo
agudo que forma el lado mayor de la pila
con la dirección de la corriente. Es decir b*
es el (ancho proyectado) de la pila en la
dirección de la corriente.
– H = Calado máximo después de producida
la socavación general.
– K1 = Coeficiente de calor 1 cuando el
ángulo α es distinto de cero.
• Control de la socavación de cimentaciones:
• Actuación en la superficie: revestimiento (enrocado, adoquines, etc.)
• Cota de cimentación a mayor profundidad que la cota dada por la
profundidad de socavación.
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