viernes, 26 de junio de 2009
Transportes de sedimentos en un río
En este video se aprecia como son transportados los sedimentos a través de un río. Esto resulta ser importante al momento de estudiar los efectos que tiene un cauce sobre los puentes por efecto de sedimentos y socavación.
Efectos de la socavación
Puente dañado por el fenómeno del niño en la costa peruana
Socavación en la carretera al fondo de un valle
Socavación Puente Loncomilla
Puente Loncomilla visto desde aguas arriba, desde ribera poniente
Explicación del dispositivo:
El objetivo de nuestro proyecto trataba de ilustrar de una forma clara algún fenómeno de la mecánica de fluidos. Finalmente se llevo a cabo la idea de la socavación de un puente, en donde se aplican los conceptos finales del curso como lo son las Ecuaciones de Navier-Stokes.
Lo que hicimos para desarrollar esta idea, fue construir un puente a escala el cual tiene su pilar central dentro de una estructura que simula la geografía de un rio. El mecanismo empleado para esto fue el siguiente: para distintos niveles de energía se sitúa un estanque con agua al cual se le extrae el fluido por una manguera. Este flujo obtenido del estanque es utilizado para simular a un rio que impacta con el pilar central del puente, de esta manera cuando el agua llega a dicho lugar se puede apreciar como el efecto del agua provoca que el puente ceda si es que la estructura no esta bien situada.
Utilizamos 3 distintos niveles de energía ya que para cada uno de ellos podemos apreciar la socavación de distinta forma. Por ejemplo, en el nivel más alto de energía la socavación es mucho más fuerte y el puente cede más rápido, en cambio, si nos situamos en el segundo nivel de energía la socavación se puede apreciar mejor, es decir, los efectos apreciados en simulaciones computacionales son mas claros, además el puente no cede igual de rápido que el primer nivel de energía. Por otra parte, el tercer nivel de energía, nos muestra un menor efecto del rio sobre el puente, la socavación se observa pero en menor medida que los niveles anteriores.
Descripción del fenómeno estudiado
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
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. 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.
