Estudio Cualitativo del Comportamiento del Agua que causa Socavación en Estructuras de Puentes

Resumen

La socavación que se presenta en la cimentación de obras hidráulicas civiles como son los puentes construidos sobre cauces de ríos o canales es una de las causas más frecuentes por las que estas estructuras colapsan. La terminación prematura de la vida de servicio de estas estructuras causa la desconexión de las vías terrestres, generando ya sea pérdidas económicas, tiempos de retraso y hasta pérdidas humanas al fallar éstas. Hasta la fecha aún no existe una solución ideal a este problema, por lo que surgen diversas medidas que intentan estimar y aminorar las fuerzas de arrastre de los sedimentos por efecto del movimiento del agua. Esta investigación se desarrolló en el laboratorio de aerodinámica de la Facultad de Ingeniería utilizando un modelo de un puente a escala, donde fue posible observar las imágenes del comportamiento del flujo del agua, cuando éste fue sometido a una obstrucción como lo puede ser las columnas y estribos de un puente. Para ello se utilizó un canal hidráulico, micro esferas de cristal sembradas en el agua como partículas trazadoras de las líneas de corriente del flujo, un equipo de iluminación láser y una cámara fotográfica de alta definición. Mediante la evidencia cualitativa del flujo de agua que pasa a través de los elementos de obstrucción obtenida mediante el experimento se pudo observar cómo se producen vórtices dentro del flujo de agua así como cambios abruptos de velocidad y dirección cercana a la superficie de la columna, los cuales dan origen a la socavación. Se espera que con los resultados obtenidos, aunado a otras ramas de la ingeniería se llegue a obtener la mejor respuesta al desarrollo de este fenómeno.