Clase 11: Lunes 12 de Noviembre

1.- Resumen y análisis crítico de la clase.

Profesor encargado: Claudio Meier

¿Cómo funciona un río?

    Un sector del río son todas las estructuras que componen el paso y desvió del río  riberas y planicies de inundación, es por esto que con solo un tramo se logra saber que sucede en su cuenca de drenaje.

    Los ríos aluviales interactúan con su medio de forma que crean formas fluviales y de planicie. Pero aunque el río sea cambiante su estado queda igual, solo cambiara cuando se altera su medio con estructuras ingenieriles como sucede mas comúnmente en los países mas desarrollados.

     Naturalmente cuando pasa el tiempo los ríos se desacoplan de las laderas buscando otras planicies donde seguir su curso. Existen formas patrón que aplican para todo río aluvial: meandriformes, divagantes, trenzados, etc., las que determinan la dinámica fluvial y la ocurrencia de inundaciones. Pero todas comparten el hecho de poseer sucesiones de pozones y rápidos, y que son heterogéneas (cambiantes).

    En Ingeniería Hidráulica es fundamental estudiar las geoformas de los ríos aluviales, yaqué estos son heterogéneos; “Un río es un Mosaico cambiante de habitas” es por esto que al momento de interceder en el ecosistema hay que tomar en cuenta la diversidad de especies, yaqué un río natural tiene mayor biodiversidad; si se intenta de profundizar o dejar el terreno lo mas plano posible estaríamos quitando espacios para que habiten las especies que disfrutan de estos distintos ambientes.

¿Cuánta agua y hasta que cota?

    Debido a que los ríos aluviales varían constantemente es necesario hacer un análisis previo de las condiciones del río para construir un puente, estas son:

1. Determinar el caudal del diseño.  Hasta que caudal llegaría el rio aproximadamente dentro de un tiempo determinado, analizando las crecidas anuales.

2. Calcular el eje hidráulico. Análisis gráfico de las variantes de crecida que “sucederán” y se añade una crecida estándar para definir la cota del puente.

3. Estimar los posibles efectos de la socavación. Como en el rio no solo crece el caudal sino que también el ancho, es necesario calcular el ancho que debería tener nuestro puente.

La Hidrología es la ciencia que estudia los procesos físicos del ciclo hidrológico, a diferencia de la Hidráulica que estudia el flujo o escurrimiento del agua. En términos simples la hidrología estudia los distintos estados del agua, lo que a los ingenieros les puede servir para saber cuanta agua pasa o pasara por cierto tramo; en cambio la hidráulica solo estudia el comportamiento del agua en su estado líquido.

    Los cálculos hidrológicos que se harán del río son mas fáciles de hacer cuando existe un estudio previo del comportamiento del río en un periodo cercano al estudio probabilístico que se necesita, pero esto no suele ocurrir. Cuando existen datos de cortos periodos se ajustan para estimar probabilidades de crecida. En cambio cuando no existen datos del caudal del río se recurre a modelos de precipitación-escorrentía los que convierten la lluvia en caudal, los cuales no son ni cercanos a la realidad. Es por esto que muchos puentes se terminan socavando o bien el agua sobrepasa la cota estimada.

  Los ejes hidráulicos pueden ser determinados con un buen entendimiento de los tipos de cauces y escurrimientos del río:

• ·         Existen 2 tipos de cauces, abiertos y de contorno cerrado. Cauce abierto se refiere a que se encuentra a presión atmosférica, sin ningún tipo de presión extra, por lo que la gravedad es la que determina los escurrimientos; al contrario, el cauce de contorno cerrado esta contenido bajo presión.

• ·         El escurrimiento del agua es variable en los ríos naturales, por lo que la uniformidad se puede ver solo por tramos. Al tenerse flujo uniforme, no cambian ni la profundidad ni la velocidad a lo largo del cauce; esto no suele ocurrir pero para estudios aproximados suele servir.

• ·         Los cauces naturales se componen de meandros, rápidos y pozones.

    El experimento de Reynolds de Escurrimiento laminar logro determinar que el agua escurre en capas cuando su caudal es pequeño, pero cuando se le agrega mas agua se empieza a volver turbulento

    Finalmente, las leyes que se ocupan en Hidráulica son: Conservación de la materia (continuidad), conservación de la energía y ley de conservación de la cantidad de movimiento lineal. Por ejemplo las cepas de un puente ejercen fuerza sobre el escurrimiento lo que provoca que el agua aumente de un lado del río.

2.- Terminología introducida en clases.

 Escurrimientos: volumen de agua que precipita sobre una cuenca

Cauce prismático: No presenta cambios en ninguna sección transversal

Meandros: Es una curva descrita por el curso de un río cuya concavidad es pronunciada. Se forman con mayor facilidad en los ríos que reciben lluvias con pendiente muy pequeña.

Cepa de un puente: Pilares que sostienen al puente.

Socavación: erosión producida por el agua.

3.-Análisis material para clase siguiente

1) Definición de actividades y secuencia de éstas: definición de los plazos.

2) Planificación estratégica versus planificación operacional: de lo macro a lo micro.

3) Manejo de incertidumbre en la planificación de la obra: no todo es conocido.

    Las temáticas que se presentan son una herramienta necesaria para el Ingeniero que recién entra a un espacio laboral, debido a que uno no conoce los tiempos en que se forma una obra o los  distintos pasos para conseguir un buen proyecto.