Protección marginal con espigones, simulación numérica 1D / Riverbank protection with groynes, numerical simulation 1D

Resumen

Las protecciones marginales son esenciales cuando se realizan obras de encauzamiento o redirección del flujo en ríos. Pronosticar su adecuado funcionamiento es responsabilidad de los diseñadores y organismos encargados de salvaguardar la seguridad de la población aledaña a los mismos. La simulación numérica es una de las herramientas que permiten realizar tales pronósticos. En este trabajo se empleó el software HEC-RAS 1D con el objetivo de evaluar su capacidad para reproducir de manera adecuada el funcionamiento hidráulico de una protección marginal con base en siete espigones. El modelo numérico fue calibrado con mediciones experimentales realizadas en un modelo físico reducido, escala 1:40. Se probaron tres formas de ingresar la geometría de los espigones: a) como una barrera, con dimensiones de altura, ancho y longitud promedio; b) como un conjunto de obstrucciones escalonadas, y c) como parte del terreno natural. La barrera fue la geometría óptima. Los resultados, obtenidos numéricamente, reprodujeron de modo satisfactorio los efectos medidos en el modelo físico. A partir de esta calibración, se probaron alternativas de solución, encontrando que un arreglo de cuatro espigones combinados con recubrimiento marginal podría tener el mismo efecto que los siete espigones, pero con un menor volumen de obra. Aunque el fenómeno en estudio evidentemente presenta características 2D, la clave en la modelación numérica 1D está en la calidad de los datos con lo que se calibra. Además, los modelos 1D son más rápidos y presentan menos inestabilidades que los modelos 2D y 3D, lo que permite analizar diferentes condiciones de diseño en menor tiempo.