UNIVERSIDAD | SAN PEDRO
“DEFENSAS RIBEREÑAS” CURSO: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS ING. DANTE SALAZAR SANCHEZ
PALACIOS INCA FRANCIS ENCISO POLO BRAYAN CASTILLO LOPEZ YORDAN
INTRODUCCION Hoy en día la protección contra las inundaciones incluye, tanto los medios no estructurales, como los estructurales, que dan protección o reducen los riesgos de inundación. Las medidas no estructurales consisten en el control del uso de los terrenos aluviales mediante zonificación, los reglamentos para su uso, las ordenanzas sanitarias y de construcción, y la reglamentación del uso de la tierra de las cuencas hidrográficas. Las medidas estructurales incluyen las represas y reservorios, modificaciones a los canales de los ríos, defensas ribereñas, depresiones para desbordamiento, cauces de alivio y obras de drenaje. Las defensas ribereñas son estructuras construidas para proteger de las crecidas de los ríos las áreas aledañas a estos cursos de agua mediante gaviones, muros de contención, espigones, etc. Los gaviones son estructuras flexibles construidas por una red de malla hexagonal tejida a doble torsión. El alambre galvanizado tiene un recubrimiento plastificado que debe garantizar una vida útil adecuada del alambre. El llenado de las cajas del gavión se hace normalmente sobre la base de cantos rodados, que se encuentran en los cauces de los ríos, estas estructuras apropiadas en zonas donde el río presenta pendiente suave y media. Es importante determinar qué tipo de defensa se va a utilizar, de acuerdo a las condiciones hidráulicas y a la naturaleza del terreno, disponibilidad de los materiales y el tipo de uso que se da a las áreas aledañas, ya que en áreas rurales se usan diques de tierra, mientras que en las áreas urbanas se utilizan diques de hormigón.
RECORDEMOS En el Perú existen muchas zonas bajo el riesgo de inundación. En particular son
vulnerables aquellas poblaciones de sierra y selva, que ven periodos de precipitaciones anualmente y que se han asentado cerca de los caudales de los ríos. Como muchos fenómenos naturales, los ríos tienen un comportamiento de difícil proyección. Aquellos con tendencias a sufrir inundaciones suelen presentar comportamientos imprevisibles que solo sirven para maximizar el nivel del riesgo de las poblaciones que habitan cerca de ellos. Las inundaciones no solo significan la pérdida de vidas humanas; afectan también los medios de vida y de soporte económico de las poblaciones bajo situaciones económicas
marginales. Una alternativa para lidiar con la realidad de las inundaciones en el Perú, mitigar sus efectos y prevenir el escalamiento de situaciones de desastre es mediante controladores ribereños, una forma de barrera de protección ante la subida del nivel de agua. Sirven no solo para evitar la destrucción material causada por las inundaciones, sino como alternativa ante la pérdida de vidas humanas. La construcción de controladores es un proceso técnico que requiere de estudios técnicos (hidrológicos y geomorfológicos) de aquellos tramos de ríos que sufren erosión y desbordes.
DEFENSAS RIBEREÑAS Las defensas ribereñas son estructuras construidas para proteger de las crecidas de los ríos las áreas aledañas a estos cursos de agua. La protección contra las inundaciones incluye, tanto los medios estructurales, como los no estructurales, que dan protección o reducen los riesgos de inundación. Las medidas estructurales incluyen las represas y reservorios, modificaciones a los canales de los ríos por otros más amplios, defensas ribereñas, depresiones para desbordamiento, cauces de alivio, obras de drenaje y el mantenimiento y limpieza de los mismo para evitar que se obstruyan. Las medidas no estructurales consisten en el control del uso de los terrenos aluviales mediante zonificación, los reglamentos para su uso, las ordenanzas sanitarias y de construcción, y la reglamentación del uso de la tierra de las cuencas hidrográficas para no ocupar los cauces y terrenos aluviales de ríos y ramblas con edificaciones o barreras. La forma y el material empleado en su construcción varía, fundamentalmente en función de:
Los materiales disponibles localmente
El tipo de uso que se da a las áreas aledañas. Generalmente en áreas rurales se usan diques de tierra, mientras que en las áreas urbanas se utilizan diques de hormigón
EL COMPORTAMIENTO DE LOS RÍOS: Los Ríos son tienen un comportamiento impredecible, adquieren un mecanismo de autoajuste de ancho, tirante y pendiente. En su recorrido, los ríos adoptan diferentes caminos:
Este comportamiento impredecible e inestable hace que los ríos signifiquen una amenaza al generar hechos como: Peligro ante el establecimiento de poblados cerca de los ríos Deforestación Pérdida de capacidad de retención de agua del suelo Disminución del tc (tiempo de concentración). Arrastre de sólidos en suspensión Encauzamientos y correcciones del curso que provocan mayor velocidad del flujo Como solución a este problema surge la utilización de defensas fluviales y protecciones costeras. LOS CAUCES Conviene recordar que algunas definiciones fundamentales para el mejor conocimiento del cauce de los ríos. “Madre” es el terreno por donde corren las aguas de un río o arroyo. Es el “cauce por donde ordinariamente corren las aguas de un río o arroyo”. De acá viene la expresión “salirse de madre”, que significa salirse del cauce, “desbordarse un río”, lo que ocurre muchas veces. Los términos cauces, riberas y fajas marginales, antes mencionados, están definidos en la Ley y a ella nos referiremos a continuación. LAS RIBERAS Las riberas, al igual que los cauces, son bienes naturales asociados al agua y están definidas en el Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos, el que señala que son “Las áreas de los ríos, arroyos, torrentes, lagos, lagunas, comprendidas entre el nivel mínimo de sus aguas y el que éste alcance en sus mayores avenidas o crecientes ordinarias.” Ellos son: a) “Nivel medio de las aguas, tomando para tal efecto periodos máximos de información disponible.”
b) “Promedio de máximas avenidas o crecientes ordinarias que se determina considerando todas las alturas de aguas que sobrepasen el nivel medio señalado en el literal anterior”. Es indudable que la aplicación de los criterios para fijar el cauce y las riberas presenta dificultades prácticas muy grandes. Pero, ellos no pueden dejar de considerarse en el planeamiento y diseño de las obras, viales o no, ubicadas en las proximidades de un río. Existen numerosas obras, no solo viales, que se construyeron literalmente dentro del cauce o en las riberas, con consecuencias desastrosas. LAS DEFENSAS FLUVIALES: Es muy común el comportamiento de los ríos jóvenes, caracterizados por su gran dinamismo e inestabilidad, que trae como consecuencia que no tengan un cauce estable y definido. Esta circunstancia dificulta y encarece el aprovechamiento fluvial y el de sus áreas próximas. Los ríos viejos o maduros, como por ejemplo el Rin, tienen un sistema de defensas desarrollado durante muchísimas décadas, lo que permite el aprovechamiento del río para la navegación y para el establecimiento de asentamientos humanos e industriales en sus áreas próximas. Una de las formas de defendernos de esos cambios fluviales, es decir, de controlarla inestabilidad fluvial y de manejar un río, es construir defensas ribereñas, las que eventualmente pueden constituir un encauzamiento. Existen numerosos tipos de defensas ribereñas que, como se verá más adelante, varían mucho según el objetivo específico que tengan. En cada tramo fluvial, encada región, en cada país se usa un determinado tipo de defensas ribereñas, cuya selección proviene de un análisis en el que hay que considerar aspectos técnicos y económicos. En determinados problemas del manejo de un río, como por ejemplo la protección de márgenes, se recurre a la construcción de obras de defensa como protecciones contra el progreso de la erosión.
Figura 2. Imposición de límites a la migración de los meandros
ELEMENTOS DE DISEÑO -
Para la construcción de cualquier sistema de controladores ribereños es necesario que antes se realicen estudios científicos que permitan determinar las características del río sobre el que se trabaja y las características de una posible inundación. Con esta información, será posible construir controladores adecuados a la dinámica específica de la cuenca. Los estudios más importantes a tomar en cuenta son: hidrológico, de hidráulica fluvial y de tipos de socavación.
PARAMETROS DE DISEÑO - Para el procedimiento de diseño del cálculo de los muros, se tendrá en cuenta los siguientes agentes externos: Empuje activo por unidad de Longitud tanto del material de relleno y empuje de las corrientes de agua y material de transporte. Peso por unidad de longitud del gavión y después de evaluar y dimensionar las secciones para cada tramo de defensa ribereña, se procede a realizar el cálculo de verificación de estabilidad por volteo, deslizamiento, y capacidad portante del terreno, de acuerdo a los siguientes parámetros: o o o
Coeficiente de seguridad al deslizamiento Ss = ΣFr ∕ ΣFd ≥ 1.3 Coeficiente de seguridad al volteo Ss = ΣMr ∕ ΣMd ≥ 1.3 Reacción del Suelo Si e < B/6 (no se producirán tensiones)
Los cálculos hidráulicos e hidrológicos se presentan anexos al expediente técnico, así como los ensayos de laboratorios de Mecánica de suelos
ESTUDIO DE HIDROLOGÍA -
Un estudio hidrológico debe tomar en cuenta aspectos de precipitación y climatología de la cuenca (precipitación media anual, tendencias mensuales, meses lluviosos y meses secos), de eventos extremos y de transporte de sedimentos.
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Para determinar la precipitación, se debe recurrir a la información oficial (datos del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología, para el caso de Perú). De no existir información disponible, se pueden realizar medidas a lo largo de un periodo prudencial o revisar información de proyectos de cooperación y desarrollo en la zona de trabajo.
ESTUDIO DE DESCARGAS MÁXIMAS E HIDROGRAMA DE AVENIDAS -
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Este estudio consiste en observar los datos históricos de los caudales de un río, para determinar cuáles son sus cargas máximas. Para ello se debe observar la serie histórica de caudales obtenidos durante la estaciones de mayor aforo del río. En caso de que no existan datos, se pueden obtener aforos alejados del lugar donde se planea construir un controlador ribereño, pero en la misma cuenca. Luego, se deben corregir los datos de acuerdo a la superficie de las cuencas. El método más útil para cuencas pequeñas, donde no se cuenta con datos de caudales, es el indirecto. Está basado en tres factores: intensidad de precipitación, área de la cuenca y coeficiente de escurrimiento.
La siguiente ecuación permite calcular el volumen medio de un río:
V = Ax Px C Donde: V: volumen medio anual escurrido (m3). P: precipitación media anual (m). C: coeficiente de escurrimiento. A: área de la cuenca de captación (m2). -
El área de la cuenca de captación debe ser delimitada a partir del sitio identificado para plantear la protección.
ESTUDIO DE DISTRIBUCIÓN DE EVENTOS EXTREMOS -
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Es importante realizar un estudio de distribución de eventos extremos porque es una de las metodologías más usadas para el análisis de caudales de máximas avenidas anuales. Ello permite comprender cuántos eventos extremos ocurren en una cuenca y adaptar el diseño de los controladores para soportarlos. La probabilidad de ocurrencia de un evento se determina conociendo el período de retorno; los usuarios también pueden usar datos de serie de caudales para la zona en estudio.
DISTRIBUCIÓN PROBABILÍSTICA DE LAS DESCARGAS ANUALES MÁXIMAS -
La serie anual de un río son los valores extremos de una serie de observaciones efectuadas durante un año. Conocer estos datos permite aplicarlos a las ecuaciones de distribución de extremos y hacer predicciones contando con la información de un cierto número de años.
ESTUDIO DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS -
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El río trae consigo cargas de sedimentos que afectan directamente sus laderas, debilitándolas y permitiendo inundaciones con mayor facilidad. Para estimar la carga de sedimentos existen dos enfoques. El primero toma en cuenta las características de la lluvia (pluviosidad media anual) y de la cuenca (cobertura vegetal, pendiente) y de la composición granulométrica del material del lecho del cauce del río. A estos valores se les asigna una carga específica de transporte de sedimentos (en toneladas por km2 por año). El segundo enfoque aplica fórmulas empíricas con datos de producción anual de sedimentos de más de 250 cuencas alrededor del mundo para obtener una ecuación general que tiene un error estimado de 50%.
La ecuación es:
Q = a Qn
Q: Tasa media anual de transporte en suspensión (t). Qn: caudal medio anual (pies cúbicos por segundo).
ESTUDIOS DE HIDRÁULICA FLUVIAL -
Los estudios de hidráulica fluvial son necesarios porque todos los ríos presentan variaciones, están sujetos a mayor o menor grado de erosión, equilibrio y sedimentación. Estos estudios brindan información necesaria para determinar el tipo de controlador que se va a construir.
Sistema fluvial
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El sistema fluvial está conformado por la franja por donde transcurre un río, desde que nace hasta que muere en el mar, un lago o en otro río. Por simplicidad y conveniencia, el sistema fluvial se ha dividido en tres zonas por las que pasa un río al menos una vez a lo largo de su recorrido:
Zona 1, de montaña o de juventud de un río: corresponde a la parte más alta de la cuenca hidrográfica en donde se originan el caudal y los sedimentos. Está caracterizada por tener fuertes pendientes, velocidades altas y caudales bajos. El cauce transcurre por relieves escarpados y estratos rocosos. La energía del río se consume en profundizar el cauce. Zona 2, intermedia o de madurez de un río: es la transferencia o transporte de agua y sedimentos de la zona 1 a la zona 3. La energía del río se consume en profundizar y ampliar el cauce. El río forma meandros y entrenzamientos. Zona 3, aluvial o de vejez de un río: corresponde a la parte baja en donde el sedimento se deposita. Se caracteriza por tener dependientes bajas, velocidades bajas y altos caudales. El cauce transcurre en estratos aluviales de gran espesor. La tendencia del cauce es a ampliarse.
Morfología fluvial -
La morfología fluvial se facilita mediante el estudio del alineamiento del cauce y de sus secciones transversales. Las formas de las corrientes de agua son muy variadas y son el resultado de la interacción de muchas variables (caudal, velocidad, pendiente, ancho, profundidad, suelos, etc). El cauce de un río presenta tres formas básicas: recto, meándrico o entrenzado.
Recto: se considera un estado de transición hacia cauces meándricos. Meándrico: el río se mueve transversalmente y origina la formación de curvaturas en forma de S, que en general se deben a procesos de erosión y sedimentación. Las velocidades son más bajas en la parte interna de las curvas, dando lugar a sedimentación o formación de barras. Entrenzado: consiste de múltiples canales que se entrelazan y separan en el cauce principal. Una causa del entrenzamientos es la gran cantidad de carga de lecho que la corriente no es capaz de transportar, siendo la cantidad de material más importante que su tamaño. Estudios de socavación -
La velocidad y las diferentes pendientes que se presentan en el cauce de un río generan socavaciones a los largo del curso. Estas varían según cada caso y es necesario tomarlas en cuenta antes de diseña un controlador ribereño. Los tipos de socavaciones más importantes son:
a) Socavación normal o general -
Es el descenso del fondo de un río que se produce al presentarse una creciente y es debida al aumento de la capacidad de arrastre de material sólido que en ese momento adquiere la corriente en virtud de su mayor velocidad. Este fenómeno es usual en las partes altas y medias de la cuenca.
b) Socavación en estrechamientos -
Se produce por aumento en la capacidad de arrastre de sólidos, es decir el río trae consigo material suelto de diferente tamaño que adquiere una corriente cuando su velocidad aumenta por efecto de una reducción del área hidráulica de su cauce. Se observa en obras construidas en el cauce de un río, como puentes, asentamiento de poblaciones y áreas agrícolas.
Estudio de socavación general del cauce
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Para determinar la socavación general de un cauce es posible hacer una serie de estudios y clasificaciones, de acuerdo a:
Cauce definido
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Material cohesivo: distribución de materiales homogéneos, distribución de materiales heterogéneos. Material no cohesivo: distribución de materiales homogéneos, distribución de materiales heterogéneos.
Cauce indefinido -
Material cohesivo: distribución de materiales homogéneos, distribución de materiales heterogéneos. Material no cohesivo: distribución de materiales homogéneos, distribución de materiales heterogéneos.
BENEFICIOS DE LOS CONTROLADORES RIBEREÑOS -
Los beneficios más importantes de los controladores son:
Protegen cuencas, riberas y terrenos agrícolas de inundaciones y de procesos de erosión. También protegen la infraestructura de riego y centros poblados cerca de ríos. Aseguran la seguridad de puentes que atraviesan ríos. La construcción de los sistemas genera empleos temporales. Son estructuras relativamente simples: su construcción y mantenimiento no son procesos complejos y los materiales usados son fáciles de conseguir. Ofrecen gran durabilidad y resistencia al deterioro por causas ambientales. Algunos sistemas de controladores, como los espigones, fomentan la sedimentación y pueden formar cauces de aguas bajas.
RECOMENDACIONES -
Antes, durante y después de la construcción de un controlador ribereño es importante tomar en cuenta que:
Se debe evaluar cuidadosamente la zona donde se construirá un controlador. Es preferible evitar franjas marginales de ríos, donde la falta de espacio jugará en contra del sistema de control y a largo plazo la presencia de este incrementará el peligro para la población que vive cerca. Para las construcciones en ríos de la selva se debe recordar que es común que los flujos de las aguas puedan cambiar de dirección. Los estudios hidráulicos e hidrológicos deben cubrir este fenómeno. Para la evaluación económica de la construcción: hay un periodo de retorno que debe ser evaluado teniendo en cuenta los caudales máximos y eventos extraordinarios.
¿USOS DE CONTROLADORES RIBEREÑOS? -
Los controladores para la defensa ribereña dependen de la cuenca de construcción, ya que la geomorfología de la costa no es la misma que la de la sierra o de la selva. Sin embargo, en general todos cumplen las mismas funciones:
Reducir la velocidad de la corriente cerca de la orilla. Desviar la corriente de la orilla cuando ocurren desbordes. Prevenir la erosión de las márgenes del río. Establecer y mantener un ancho fijo para el río. Estabilizar el cauce fluvial. Controlar la migración de meandros.
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Uso de gaviones En el Perú los gaviones son usados como muros de contención; diseñados de tal manera que tienen distintos niveles y combinan funciones de sostenimiento y drenaje. Sin embargo, para la construcción de gaviones es necesario uniformizar el terreno donde se ubicarán, sin la necesidad de excavaciones.
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Los gaviones protegen los suelos en contra de la erosión hídrica, que afecta el nivel de nutrientes de un suelo, sus características hidráulicas y el potencial agrícola.
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Los gaviones también son usados como protección de obras transversales como espigones y diques, así como en el revestimiento de vertederos, protección de tomas de agua, etc.
¿CUÁLES SON LOS CONTROLADORES MÁS USADOS?
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Los controladores ribereños, también llamados defensas ribereñas, son estructuras construidas en las márgenes de los ríos para evitar procesos de erosión y desbordamiento. En general pueden ser de dos tipos: no estructurales y estructurales.
Controladores no estructurales
Son desarrollados de forma artesanal y sin considerar criterios técnicos como una alternativa de bajo coste y rápida construcción. Por este motivo, no se realizan estudios previos de evaluación de la cuenca donde se construyen. Cumplen la misma finalidad que los controladores estructurales pero son usualmente realizados por las poblaciones sin consultas de especialistas. Una de las formas más comunes de control no estructural es el uso de zonificación para asignar terrenos con la tendencia a ser inundados (aluviales) a actividades no productivas o actividades no primarias, como la recreación. Sin embargo, su limitación es que no se previenen las inundaciones. Es muy frecuente el uso de defensas vivas o naturales. En este modelo se utilizan especies de vegetación nativa o exótica para crear una frontera natural contra la erosión y el desborde de los ríos. Existen experiencias nacionales de este uso, como por ejemplo, la aplicación de bambú como defensa implementado por el programa Sierra Exportadora. Pero hay un límite de caudal frente al que este tipo de barrera puede dejar de ser funcional.
Controladores estructurales
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Controladores desarrollados utilizando herramientas y procesos técnicos, y bajo la supervisión de especialistas. Pueden utilizar materiales locales pero siempre cumplen ciertos estándares de técnicos.
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Se subdividen a su vez en dos tipos: a) flexibles (para suelos con deformaciones). b) rígidos (para terrenos uniformes).
I.
DEFENSAS RIBEREÑAS CON GAVIONES
En el Perú los gaviones son usados como muros de contención; diseñados de tal manera que tienen distintos niveles y combinan funciones de sostenimiento y drenaje. Sin embargo, para la construcción de gaviones es necesario uniformizar el terreno donde se ubicarán, sin la necesidad de excavaciones. Los gaviones protegen los suelos en contra de la erosión hídrica, que afecta el nivel de nutrientes de un suelo, sus características hidráulicas y el potencial agrícola. Los gaviones también son usados como protección de obras transversales como espigones y diques, así como en el revestimiento de vertederos, protección de tomas de agua, etc.
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DEFINICIÓN: Estructuras construidas con alambre de acero galvanizado o recubiertos de PVC, a forma de malla, y rellenados de rocas redondeadas (cantos rodados). Los muros de los gaviones protegen las zonas aledañas y son capaces de tolerar grandes deformaciones sin perder resistencia.
MUROS DE GAVIONES:
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Son paralelepípedos rectangulares construidos a base de un tejido de alambre de acero, el cual lleva tratamientos especiales de protección como la galvanización y la plastificación. Se colocan a pie de obra desarmados y luego es rellenado de piedra de canto rodado o piedra chancada con determinado tamaño y peso específico, este material permite emplear sistemas constructivos sencillos, flexibles, versátiles, económicos y que puedan integrarse al paisaje circundante. Los muros en gaviones representan una solución extremadamente válida desde el punto de vista técnico para construir muros de contención en cualquier ambiente, clima y estación. Tales estructuras son eficientes, no necesitando mano de obra especializada o medios mecánicos particulares, a menudo las piedras para el relleno se encuentran en las cercanías. Tienen la ventaja de tolerar grandes deformaciones sin perder resistencia. Esta disposición forma una malla de abertura hexagonal unida por triple torsión para formar un espacio rellenable de manera que cualquier rotura puntual del alambre no desteja la malla. El enrejado hace que las piedras se deslicen entre la misma y el terreno, impidiendo una caída brusca, o simplemente que queden sujetas sin deslizarse.
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En la Fig. 1 se muestran las características de la malla (Abertura Hexagonal del Alambre).
a) Principales características de las estructuras de Gavión: -
Flexibilidad Permeabilidad Versatilidad Economía Estética.
Los Muros de Gaviones tienen diferentes usos, entre ellos tenemos: Muros de Contención: Los muros de Gaviones están diseñados para mantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un grupo importante de elementos de soporte y protección cuando se localiza en lechos de ríos. Conservación de Suelos: La erosión hídrica acelerada es considerada sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandes superficies de suelos fértiles se pierden; ya que el material sólido que se desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de la infraestructura hidráulica, eléctrica, agrícola y de comunicaciones que existe en la parte baja.
Control de Ríos: En ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce. Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes, además el gavión controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contra inundaciones. Protección de Alcantarillas: Proporcionan una efectiva protección para alcantarillas de carreteras y ferrocarriles, ya que la rugosidad y flexibilidad de la estructura le permite disipar la fuerza del flujo de agua y proteger la salida de la alcantarilla contra la erosión. Apoyo y Protección de Puentes: En los estribos de puentes, se pueden utilizar gaviones tipo caja, tipo saco y tipo colchón combinados o individualmente, logrando gran resistencia a las cargas previstas.
b) Tipos de Gaviones:
Gavión Tipo Caja: Son paralelepípedos regulares de dimensiones variadas pero con alturas de 1.0m a 0.50m; conformados por una malla metálica tejida a doble torsión para ser rellenados en obra con piedras de dureza y peso apropiado, como se muestra en la Fig. 2
Gav ión tipo Cajón
Gavión Tipo Colchón: Son aquellos cuya altura fluctúa entre 0,17m - 0,30m y de áreas
variables. Son construidos en forma aplanada para ser utilizados como revestimiento antierosivo, antisocavante para uso hidráulico y como base-zócalo (Mejorador de capacidad portante) en la conformación de muros y taludes. Debido a que los colchones están generalmente ubicados en contacto con el agua, con sólidos que arrastran los ríos y sedimentos en general, estos deben tener características tales que les permitan resistir las exigencias físicas y mecánicas como son el impacto, la tracción y la abrasión. Ver Fig. 3.
Gavión tipo
Colchón
Gavión Tipo Saco: Son generalmente de forma cilíndrica siendo sus dimensiones variables ya que se conforman para obras de emergencia o de aplicación en lugares de difícil acceso. Se arman generalmente fuera de la obra y se deposita en su lugar mediante el uso de maquinaria de izaje. A través de los bordes libres se inserta en las mallas un alambre más grueso para reforzar las extremidades y permitir el ensamblaje del elemento. Ver Fig. 4.
Gavión tipo Saco
c) Diseño de Muro de Gaviones -
A continuación se señalan los datos que son necesarios para el análisis de la estabilidad de un muro de gaviones así como los ensayos y procedimientos por medio de los cuales ellos se pueden obtener.
Pesos Unitarios: Por ser estructuras de gravedad, su peso es de vital importancia. El asumir un peso unitario mayor que el verdadero nos lleva a factores de seguridad irreales; y por el contrario asumir pesos unitarios menores que los reales resulta en un sobredimensionado innecesario. Esta medición se puede realizar en sitio, a escala natural.
Parámetros de Fricción en las Rocas: Dichos parámetros pueden ser tomados de la literatura o en el laboratorio mediante el uso de equipos de corte para muestras de gran tamaño.
Parámetros de Fricción en la Interface Roca-Suelo: Se puede determinar utilizando equipos de corte directo a velocidad controlada y corte triaxial. Además de recabar la información básica sobre la sección y geometría de los muros, se deben investigar las propiedades físicas y mecánicas de los materiales tanto del suelo del relleno como del suelo de fundación haciendo uso de ensayos como granulometría, resistencia al corte triaxial, y humedad.
Descripción de los Ensayos: La construcción de un muro de gaviones en donde la aplicación de la mecánica de suelo tiene más importancia, son aquellos en los cuales el comportamiento de los suelos está sujeto al efecto de cargas. De allí la importancia de investigar las condiciones de rotura del suelo y determinar aquellos parámetros que definen la resistencia a rotura del suelo sometidos a esfuerzos. Las obras de defensa ribereña estarán sometidas a diferentes efectos en mayor o menor grado según se presenten las condiciones hidráulicas y la naturaleza del terreno de fundación. Estos efectos son: -
Deformabilidad y resistencia de la fundación. Posibilidad de la socavación de la base. Estabilidad. Efecto abrasivo por transporte de material de fondo. Empuje de tierras detrás de la estructura.
Por otra parte, las obras además de ser eficientes, deben ser económicas, para lo cual se considera los siguientes factores: -
Disponibilidad y costo de materiales de construcción. Costo de construcción Costo de mantenimiento. Durabilidad de las obras. Condiciones constructivas.
d) Materiales Empleados para los Muros de Gaviones 1. La Roca: Las piedras a ser usadas para el relleno de los gaviones deberán tener suficientes resistencias para soportar sin romperse las solicitaciones a que estarán sometidas después de colocadas en la obra, pueden ser piedra de canto rodado (Ver Fig. 8) o piedra chancada con determinado tamaño y peso específico, se recomienda evitar la utilización de fragmentos de lutita, arcillolita o pizarra, al menos que cumplan con los parámetros de resistencia y durabilidad por lo general estas piedras
para el relleno se encuentran en las cercanías. En cuanto al tamaño máximo de estas piedras, debe estar entre 0,1 y 0,3m. Los fragmentos más pequeños se deben colocar en la parte central del gavión y los fragmentos más grandes deben quedar dispuestos en contacto con la canasta.
Fig. 8 Cantos Rodados
1.1 CALIDAD DE LAS ROCAS La roca debe ser sana, dura, de cantera Debe ser resistente al agua y a los refuerzos de corte. Se recomienda las rocas ígneas con densidad relativa DR > 2. La mejor forma de la roca es angular. La estabilidad del enrocado depende de la forma, tamaño y masa de las piedras, y de una adecuada distribución de tamaños. Densidad de diferentes tipos de materiales en kg/m3.
1.2 TAMAÑO DE LAS ROCAS La estabilidad de una roca es una función de su tamaño expresada ya sea en términos de su peso o diámetro equivalente. Se han efectuado muchos estudios para determinar el tamaño de las rocas, entre los que tenemos:
FÓRMULA DE MAYNORD:
Dónde: ��� es el diámetro medio de las rocas, y los valores recomendados de �� y �� se muestran a continuación: Valores de ��: - Fondo plano C1 = 0.28 - Talud 1V:3H C1 = 0.28 - Talud 1V:2H C1 = 0.32 Valores de ��: - Tramos en curva C2 = 1.50 - Tramos rectos C2 = 1.25 En extremo de Espigones C2 = 2.00
FÓRMULA DE ISBASH
� = �. � √Δ�� Δ = �� − � Dónde: d = diámetro mínimo de las rocas. ρr = densidad de las rocas. ρ = densidad del agua
2. Mallas: Las mallas para la construcción de las canastas de gaviones pueden ser de alambre galvanizado, de plástico, o de polietileno de alta densidad, empleándose los siguientes tipos de mallas: Malla Hexagonal de triple torsión. (Ver Fig. 9) Malla Hexagonal de doble torsión.
Malla de Eslabonado simple. Malla Electrosolda. Se recomienda usar la malla de triple torsión, ya que permiten tolerar esfuerzos en varias direcciones sin producirse rotura, tendrán la forma de un hexágono alargado en el sentido de una de sus diagonales.
El tipo de malla es de 8 x 10 cm. (ASTM A 975 97).
Fig. 9 Malla Triple Torsión Galvanizada.
3. Alambre: Los alambres (Ver Fig. 10) utilizados para el cocido de los gaviones, los tirantes inferiores y las uniones entre unidades, deben ser del mismo diámetro y calidad que el alambre de la malla. El alambre utilizado en las aristas o bordes del gavión debe tener un diámetro mayor, se recomienda que éste sea un calibre inmediatamente superior al del alambre empleado en la malla.
Fig. 10 Alambres
e) Conclusiones -
El muro de gavión, es uno del más apropiado, ya que es una obra construida con materiales flexibles, que cumplen con las exigencias establecidas, y puede adecuarse a deformaciones que puedan producirse una vez puesta en funcionamiento.
f) Recomendaciones - Para evitar inundaciones se deben construir defensas cercanas a los cursos de agua, sin desviar el cauce natural de un río, ni taponar caños o desagües.
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No construir desarrollos habitacionales que constituyan alto potencial de riesgo para desastres.
Pantallas De Concreto Armado
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Estructura de contención similar a los gaviones, pero de mayor profundidad de excavación. No tienen espacios y son completamente impermeables. Como son construidas in situ pueden usarse pilotes para dar flexibilidad a la estructura y puntos adicionales de soporte.
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Diques
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Estructuras que controlan o impiden el paso del agua en un río. Existen dos tipos: artificiales y naturales. Artificiales: previenen la inundación pues encajonan al río y dan más fluidez a su cauce. Naturales: depósitos arrastrados por el río y depositados en sus márgenes. Construcciones usadas a modo de rompeolas, permiten dirigir el cauce del río y aumentarlo en una dirección específica. Usualmente son construidos de hormigón o rocas de gran tamaño. Funcionan de tal manera que se dirige el sentido del agua, alejando el punto de máxima profundidad de la orilla (evitando desbordes).
Espigones O Deflectores
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Construcciones usadas a modo de rompeolas, permiten dirigir el cauce del río y aumentarlo en una dirección específica. Usualmente son construidos de hormigón o rocas de gran tamaño. Funcionan de tal manera que se dirige el sentido del agua, alejando el punto de máxima profundidad de la orilla (evitando desbordes).
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Muros De Concreto Armado
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Elementos estructurales de concreto, son construidos en ambas orillas de un cauce de agua para dirigirlo y controlar su flujo.
Muros De Mampostería
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Similares a los muros de concreto, pero se usan piedras o tabiques de madera, con cierta separación, dando a la estructura cierto grado de permeabilidad.
II.
DEFENSAS RIBEREÑAS CON ESPIGONES
a) Definición: Los espigones son elementos que arrancan de la orilla fluvial, a la que pueden estar empotrados o no, y penetran dentro de la corriente. Esto los hace bastante vulnerables a la fuerza del agua. Un espigón o escollera es una estructura no lineal construida con bloques de mármol de dimensiones considerables, o de elementos prefabricados de tierra, llamados catrápodos, cuando la piedra se seca, son colocados dentro del agua, en ríos, arroyos o próximos a la costa marítima, con la intención de aumentar el flujo en varias direcciones determinada, aumentar el oleaje o evitar la decantación de arena.
b) Partes de un Espigon: Un espigón, en el que se distingue varias partes:
Figura 3.2 Esquema típico de un espigón
Una parte, a la que se llama de empotramiento o de anclaje, cuya longitud se designa como LE, que está dentro del terreno natural y sirve para evitar, o disminuir la posibilidad, de que se establezca un flujo detrás del espigón. La longitud de anclaje permite que si durante el proceso constructivo, o durante el primer tiempo de funcionamiento de los espigones, ocurre una erosión adicional, el espigón no quede separado del terreno natural constituyente de la margen. Otra parte, que está dentro del río, a la que se le llama efectiva o de trabajo cuya longitud se designa como LT, cuya magnitud es muy importante para el éxito del sistema. La longitud total del espigón es simplemente la suma de LE y LT.En ciertos espigones con el paso del tiempo, parte de la longitud que era originalmente de trabajo puede convertirse en longitud de empotramiento.
La “cabeza”, “punta” o “nariz”, que es el extremo del espigón y que está dentro del río. Puede ser robusta, o tener algún grado de protección, porque en sus alrededores se produce socavación. Su elevación sobre el lecho fluvial debe ser pequeña. La cresta se desarrolla longitudinalmente, desde la orilla hasta la punta del espigón. Generalmente desciende hacia el eje del río. La cresta determina la altura del espigón, el que puede estar sumergido o no.Fundación, en realidad es una transición entre el cuerpo del espigón (convenientemente profundizado en el fondo del río) y el lecho fluvial.
c) Funciones generales de los espigones:
Las funciones de los espigones dependen del objetivo que se busque, pero en general pueden ser las siguientes:
Reducir la velocidad de la corriente cerca de la orilla. Desviar, es decir, alejar, la corriente de la orilla. Prevenir la erosión de las márgenes Establecer y mantener un ancho fijado para el río Fijar las márgenes, es decir, estabilizar el cauce fluvial Controlar la migración de meandros Creación del efecto de curva en una bocatoma
d) Formas de espigones: Desde el punto de vista de su forma los espigones pueden ser:
Espigones rectos, o a un cierto ángulo con la orilla. La cabeza o punta del espigón es más robusta y tiene algún sistema de protección contra l socavación que se desarrolla en sus alrededores. Espigones en forma de L, la que actúa como protección contra la socavación. Espigones en forma de T, la que generalmente es a 90° con respecto al espigón. De cabeza redondeada De doble ángulo Espigones curvados, tipo “Hockey”
e) VENTAJAS Y DESVENTAJAS: Las ventajas generales que ofrece un sistema de defensas con espigones con respecto a una defensa continua son las siguientes: Facilidad de construcción, bajo costo, facilidad de reparación, posibilidad de usar diversidad de materiales, posibilidad de introducir mejoras, uso de la experiencia y la mano de obra locales, construcción por etapas y no se requiere mano de obra altamente especializada.
Una desventaja manifiesta de los espigones es que constituyen elementos extraños dentro de la corriente y, por lo tanto, causan diversas formas de erosión y sedimentación en el lecho fluvial. Una de las desventajas más importantes se refiere a la socavación que se produce en los alrededores de la punta de cada espigón como consecuencia de los vórtices y corrientes secundarias.
Todo esto debe ser tenido en cuenta en el diseño. Sin embargo, el sistema tiene la ventaja de ser flexible, de poderse reparar luego de una crecida y, eventualmente, ir perfeccionando su diseño. Además es más económico. En algunos proyectos, un sistema de protección con espigones tiene frente a una defensa continua la desventaja de disminuir el área hidráulica del cauce. La ventaja de una defensa continua es que puede considerarse una estructura definitiva, en cuanto algún sistema de defensas fluviales pueda considerarse definitivo.
f) TIPOS DE ESPIGONES: ESPIGONES PERMEABLES: Estos espigones pueden ser de alta o de baja permeabilidad. Su función es la de retardar el flujo y disminuir la velocidad cerca de las márgenes. Se les llama “retardadores”. Generalmente están más espaciados que los impermeables. Los espigones permeables se Caracterizan por los siguientes: - El agua, cargada de sedimentos finos, debe pasar a través de ellos. - El espacio comprendido entre un espigón y otro debe irse rellenando con el depósito de los sedimentos finos en suspensión. Posteriormente, debe favorecerse el desarrollo de la vegetación. - Protegen y robustecen la orilla fluvial; en realidad contribuyen a la formación de una “orilla virtual” como consecuencia de lo señalado en los dos puntos anteriores. - Se pueden ir modificando y adaptando a las circunstancias que se presenten. - Los requerimientos de construcción son simples. Se usa los materiales existentes en el área y debe buscarse siempre aprovechar la experiencia local.
ESPIGONES IMPERMEABLES: Los espigones impermeables se pueden considerar deflectores. Se usan preferentemente cuando se trata de un río navegable en el que se trata de mantener una sección hidráulica central con un determinado calado. Se caracterizan por lo siguiente: -
Su función esencial es alejar la corriente de la orilla. Son fundamentalmente deflectores Se busca un estrechamiento del cauce y un aumento del calado (profundización), lo que implica un aumento de la velocidad de la corriente. Los procedimientos constructivos son más complejos. Se trata por lo general de “estructuras definitivas”.
ELECCION DE TIPOESPIGON: Dentro de los factores que determinan la elección del tipo de espigón están los siguientes: -
El objetivo que tienen. La función que deben desempeñar. Las características generales del río. Las características hidráulicas y sedimentológicas del tramo fluvial comprometido. La disponibilidad de materiales de construcción. Los costos involucrados. Las restricciones que pudiera haber en el mantenimiento. La experiencia local. El tiempo disponible.
MATERIALES NECESARIOS: - Roca. - Madera o bambú. - Gaviones. - Concreto. - Elementos prefabricados. - Tetrápodos. - Hexápodos. - Geotubos rellenos de material. - Acero (pilotes). - Sacos de concreto. - Sacos de mortero (bolsacreto), Muchos otros más. MANTENIMIENTO: - Los espigones requieren un mantenimiento continuo. - Especialmente después de cada avenida grande y esto s e va mejorando el diseño; la reparación y el mantenimiento se hace en la época de estiaje; cuando existan menor empotramiento de los espigones entonces estos requerirán mayores reparaciones y por ende más costo en este ámbito. g) DISEÑO Y CONTRUCCION DEL SISTEMA DE DEFENSA:
Concepción del sistema Debemos de tener mucho cuidado al explorar los resultados y tener en cuenta muchos aspectos (desde hidráulica fluvial y transporte de sedimentos hasta materiales de construcción). Debe de determinarse la longitud de márgenes a protegerse y esta o debe de alterar demasiado el comportamiento fluvial de dicho medio; también se debe de conservar las curvas que existen en este cauce del rio, con estas concepciones anteriormente descritas uno debe de respetar las leyes de la hidráulica fluvial (blench). Luego de determinado el ancho nuevo del rio seleccionar cuidadosamente el tipo de espigón.
B: ancho del rio:
2.5 B ≤ R≤ 8 b
R: radio de curvatura a. Consideraciones: Longitud del tramo fluvial que requiere protección. Selección del tipo de espigón.
Características de los espigones: Materiales Orientación (ángulo) Socavación Longitud Separación
b. Localización en planta: Si los espigones resultan muy próximos sería preferible una defensa continua, hay que determinar cuidadosamente la línea virtual. c. Definición del Angulo de un espigón Es el ángulo alfa formado hacia aguas abajo por el eje del espigan y la tangente a la margen en el punto de arranque del espigón. d. Socavación El espigón es un cuerpo extraño dentro de la corriente, la cabeza (nariz) del espigón causa una perturbación local, remolinos y erosión. La socavación depende del ángulo de la orientación del espigón.
Erosión local: ∝> 90
Contra la corriente inclinado hacia aguas arriba.
En sentido de la corriente inclinado hacia aguas abajo la erosión producida por esta es más cerca de la orilla.
e. Longitud de los espigones La longitud depende de varios factores como puede ser: la función del espigon, su tipo, ancho del rio, etc. Si:
L>0.2 B
;
Entonces no aumenta la
protección.
0.03 B< L< 0.3 B
;
Entonces funciona satisfactoriamente.
La longitud depende de la distancia entre la orilla existente y la orilla “virtual” o de diseño.
Consideraciones: No se debe de construir espigones muy largos, es preferible construirlos gradualmente y es recomendable que cumpla con las siguientes características:
y < Lt <
LE <
B 4
Lt 4
f. Separación entre espigones Angulo de la corriente Longitud del espigón de aguas arriba Tramo fluvial (recto o curvo) Angulo de expansión
g. Construcción por etapas A veces es preferible ahorrar en el empotramiento y efectuar las reparaciones que sean necesarias, después de las primeras crecidas. La separación se hace durante el estiaje: el espigón se une a la orilla erosionada.
Etapas: 1. Primera etapa:
2. Segunda etapa:
h) CONTROL DE LA MIGRACION DE UN MEANDRO:
Flujo en curva migración de un meandro Desde la perspectiva ingenieril resulta interesante poder reunir elementos cuantitativos de análisis que permitan inferir estas tendencias de evolución morfológica a fin de poder planificar con cierta racionalidad actividades humanas en el ambiente fluvial, tanto sobre el cauce como sobre la planicie de inundación (Chang, 1988; Maza Álvarez, 1988; Melville & Coleman, 2000; Neill, 1973).
El interés por desarrollar nuevas técnicas y herramientas para el estudio de la migración de los ríos, surge por la necesidad de prever situaciones donde se ponga en riesgo la vida humana. La gran diferencia con la antigüedad, es que actualmente se cuenta con un sinfín de herramientas que permiten llegar a lugares que antes se consideraban inaccesibles, por su localización y morfología. Un ejemplo de esto son los sistemas de información geográfica, que por medio de software de imágenes satelitales hacen posible la recolección, edición y análisis de datos de cualquier lugar del mundo y para todo tipo de investigación, e incluso demostrar que la información recolectada por este medio posee un alto grado de confiabilidad.
TIPOS DE DEFENSAS RIBERAS Dentro de la experiencia y funcionamiento de construcciones efectuadas no se tiene aún de cual tipo de diseño convencional o no convencional convendría o resultaría ser finalmente el más conveniente. Entre los más conocidos se tienen: a) Diques enrocados a.1) Descripción - Los diques enrocados son estructuras conformadas sobre la base del material del río, dispuesto en forma trapezoidal y revestido con roca pesada en su cara
húmeda; pueden ser continuos o tramos priorizados donde se presenten f lujos de agua que actúan con gran poder erosivo.
-
Los muros de enrocados resultan la protección más efectiva contra la acción del oleaje por su bajo costo de colocación y mantenimiento. Tipos de diques enrocados Los diques enrocados pueden ser de dos clases: a. Enrocados con roca al volteo. b. Enrocado con roca colocada.
i.
Características: Son estructuras revestidas con roca pesada al volteo o colocada en forma Directa por los volquetes, pudiendo ser en forma parcial, sólo la cara húmeda o en forma total, uña y cara húmeda
ii. -
Criterios para el diseño El enrocado está formado por bloques de piedras colocados sobre una capa base que funciona como una especie de f iltro, donde el enrocado debe extenderse de 1,5 a 2,4 m. por debajo del nivel de aguas. El volumen de roca empleado es mayor y su talud de acabado no es muy estable. Este tipo de enrocado es mas efectivo contra la acción erosiva del oleaje debido a la superficie rugosa que se obtiene.
MANUAL DE DISEÑO DE OBRAS DE DEFENSA Y PROTECCIÓN EN LAS RIBERAS DE LOS RÍOS Pasos a seguir: 1º. Peinar la superficie o talud húmedo sobre el cual se va a colocar el enrocado con maquinaria empleando un tractor o moto niveladora
2° Colocar una capa base con las siguientes características: 2.1 El material empleado para su construcción es grava o piedra picada con arena bien gradadas. 2.2 Dependiendo del tipo de material de relleno del dique, esta debe ser diseñada como filtro para impedir la migración de partículas y evitar el lavado del material de la superficie del talud aguas arriba. 2.3. La longitud de la capa base varía dependiendo de la profundidad del terraplén. 3º. Volcar el enrocado sobre la capa base desde el camión o volquete, formado por piedras, rocas de diámetros variables entre 50 a 100 cm. evitando así el arrastre del material por la corriente del agua. 4º. Acomodar las piedras, rocas con una barra metálica u otro tipo de herramientas tratando de uniformizar la superficie del enrocado. b. Enrocado con roca colocada b.1. Características Cuando la roca es colocada con la ayuda de un cargador frontal, excavadora o pala mecánica, en la cara húmeda de terraplén. El volumen de roca empleado es menor y el talud que se logra es estable y guarda las especificaciones de diseño.
b.2. Criterios para el diseño El material empleado para este tipo de enrocado consiste en piedras seleccionadas, o dadas y trabadas. Las piedras son planas de forma cuadrada o rectangular que se colocan Sobre una capa base.
Este tipo de enrocado tienen poca flexibilidad y su superficie es poco rugosa, por lo que es menos efectivo para disipar la energía del oleaje.
b.3. Metodología de diseño Información necesaria: Dimensiones del talud de la presa sobre la cual se va a colocar el enrocado. Intensidad del f lujo de agua en contacto con el enrocado. La profundidad del río, quebrada, presa, donde será colocado.
Pasos a seguir: 1º. Peinar la superficie o talud húmedo sobre el cual se va a colocar el enrocado con maquinaria empleando un tractor o moto niveladora. 2º. Construir la capa base sobre la cual se apoyará la losa de hormigón, debiéndose cumplir con las siguientes características: 2.1. El material empleado para su construcción es grava o piedra picada con arena bien gradadas. 2.2. Dependiendo del tipo de material de relleno de la presa, esta debe ser diseñada como filtro para impedir la migración de partículas y evitar el lavado del material de la superficie del talud aguas arriba. 2.3. Longitud de la capa base varía dependiendo de la profundidad del terraplén.
3º. Volcar el enrocado formado por piedras, rocas de forma cuadrada o Rectangular sobre la capa base, con la excavadora o pala mecánica, Evitando el arrastre del material por la corriente del agua o una crecida de la misma
6.3. Estructuras de concreto - Estas obras son construidas sobre la base de concreto y sirven para la protección de la acción erosiva del río. Sobresalen, dentro de estas obras, los muros de encauzamiento; destacándose dentro de ellos los muros de contención. 6.3.1. Muros de contención a. Definición Un muro de contención es una estructura de material diverso (mampostería, hormigón, entre otros,), que se construye para:
Controlar el f lujo de agua de un río. Evitar el empuje de tierras. Prevenir y disminuir las erosiones en las márgenes de los ríos. Otros.
b. Características Los muros de contención pueden ser construidos con hormigón, mampostería común, en masa o armado, previa ejecución del encofrado correspondiente. Aunque, casi todos se construyen actualmente en hormigón armado, están formados según el tipo de muro de una escarpa, puntera y un talón.
Es importante tener en cuenta la disposición correcta de las armaduras, de acuerdo al diseño de la zapata en relación al empuje de las tierras. Para mejorar la estabilidad, en lugar de construir un muro macizo y grueso, de sección uniforme, se ejecuta el muro con una sección trapezoidal, generalmente protegido con enrocado en la cara que estará en contacto con el agua.
Cuando las condiciones de edificación lo permiten, conviene que la parte Exterior del muro forme un plano inclinado (escarpa) de esta manera se aumenta el ancho de la base asegurando la estabilidad del conjunto y se baja el centro de gravedad. c. Tipos de Muro de Contención En línea general los muros más f recuentes que se construyen son: 1. Muros de concreto ciclópeo Son de forma longitudinal, de dimensiones variables en función al caudal máximo de diseño y el nivel de socavación. Son construidos con material de río. 2. Muros de concreto armado Construidos con armadura de acero y son de dimensiones menores que los Muros de concreto ciclópeo.
3. Muros de gravedad Son muros de hormigón en los que la resistencia se consigue pos su peso Propio, su ventaja es que no van armados. 4. Muros de Criba
Son muros de piezas prefabricadas de hormigón de muy diversos tipos que forman una red espacial que se rellena con el peso propio. 5. Muros Ménsula Son los más empleados aunque su campo de aplicación depende de los costos relativos de excavación, hormigón, acero, encofrados y relleno.
Muros de Contrafuertes Constituyen una solución más costosa debido a que su hormigonado es más dif ícil, al manejarse espesores más reducidos. Muros prefabricados Los muros prefabricados son los empleados últimamente debido a las características y ventajas que presentan, entre las cuales se pueden mencionar: Mínima excavación, la necesaria para el empotramiento de sus elementos y piezas. El relleno posterior no necesita cumplimentar especificaciones especiales de granulometría, características químicas o compactación. El relleno posterior puede postergarse en el tiempo según las necesidades de obra, ya que las placas se construyen en fábrica, específicamente para cada ubicación, se entregan con la conformación necesaria en el borde superior, que evita la construcción en obra de una viga de coronamiento para terminación. Mínima utilización de mano de obra (3 operarios no especializados) y un equipo de izaje chico (puede emplearse una cargadora) dado el reducido peso de los elementos. El montaje de los muros y estribos en obra es totalmente independiente de las condiciones climáticas. En estribos, el cargadero no es flotante, sino que apoya en los nervios de las placas, con los consiguientes beneficios económicos. El sistema no presenta elementos metálicos descubiertos en contacto con el ambiente o con el suelo, motivo por el cual no está afectado por el riesgo de corrosión, brindando así un importante grado de seguridad para la integridad del muro. Se alcanzan hasta 13 m de altura con una sola placa. El diseño de las juntas asegura el drenaje en toda la altura del muro, Eliminando la posibilidad de manchas en la cara vista del parámetro, al canalizar adecuadamente las aguas. En los casos con dif icultades operativas para efectuar la excavación por imposibilidad de afectación de calzadas en servicio o presencia de instalaciones
de servicios públicos, la excavación del trasdós puede ser minimizada utilizando un tipo de panel diseñado a tal efecto. La utilización de mano obra en el f rente de trabajo se reduce al mínimo. Se elimina la necesidad de utilización de encofrados y el empleo de armadores en obra, finalizada su construcción.
d. Metodología de Diseño Información necesaria Plano en planta del río, con curvas de nivel espaciadas 1m. Características del suelo en el fondo del río. Datos hidrológicos de la zona (máxima crecida del río, mínimo estiaje, intensidad de la corriente, entre otros). Pasos a seguir: 1º. Realizar el replanteo del sistema de defensa en base a muros de Contención, para lo cual se debe considerar: 1.1. La alineación de los muros. 1.2. Trazado de ejes para el dique. 1.3. Delimitación de áreas de corte de tierra para la conformación del dique. 1.4. Ubicación de los diques respecto a la corriente del río. 1.5. La estabilidad del suelo donde se asentaran los muros. 2º. Proceder a la excavación y el movimiento de tierras según lo previsto en el replanteo, conteniendo el agua del río mediante una desviación, pudiéndose construir una ataguía pequeña empleando el mismo material de excavación. 3º. Colocar una capa de hormigón pobre, o de limpieza en la base de la fundación del muro una vez terminada la excavación. 4º. Disponer la armadura de la zapata y realizar su hormigonado correspondiente, de acuerdo al diseño previsto. 5º. Realizar el encofrado de la cara interior del muro (intradós) y colocar la armadura del muro de contención; de la misma manera encofrar la cara exterior (extradós). 6º. Vaciar el hormigón en los encofrados cuidando la uniformidad de la masa, cuidando de no dejar espacios vacíos, realizando el vibrado del hormigón.
7º. Una vez alcanzada la consistencia deseada, desencofrar el muro y rellenar las zonas de la cara posterior del río, mediante el uso de la maquinaria adecuada.
8º. Normalizar el curso del río, y realizar el mantenimiento necesario por lo menos una vez al año
6.3.2. Elementos precolados a. Definición Son piezas de forma geométrica específica, prefabricadas con concreto hidráulico simple, del tamaño, masa y durabilidad apropiados para resistir la acción de las cor rientes y del oleaje, que se emplean en la coraza y eventualmente en la capa secundaria de las obras de protección, tales como los rompeolas, escolleras, espigones y enrocamientos, en zonas donde no se dispone económicamente de roca en cantidad o tamaños adecuados para formar esas capas.
b. Clasificación Los elementos más comúnmente empleados son los cubos, tetrápodos, cuadrípodos, tribarra, dolos y Core-Loc. Entre los más empleados se tienen: b.1. Tetrápodos Son estructuras individuales que se asemejan a un "Yack" por apoyarse en sus cuatro brazos. Son empleados como disipadores de energía y permiten el control de la erosión hídrica.
b.2. Dados Son cubos de concreto de 1,0 a 1,5 m de lado, construidos in situ y superpuestos entre sí con empleo de maquinaria pesada. Se utiliza para su elaboración el material del río. Su ventaja es que, conforme se van hundiendo, pueden colocarse uno encima del otro, hasta que se estabilicen. Son considerados por su tamaño y peso estructuras de gravedad. c. Construcción Para la construcción de los elementos precolados se deben considerar los siguientes aspectos: c.1. Equipo de elaboración: Revolvedoras; que cuenten como mínimo con un tanque dosificador de agua debidamente calibrado y con dispositivo de cierre; un aditamento para cerrar automáticamente la tolva de descarga y evitar que se vacíe, antes de que los materiales hayan sido mezclados. Las revolvedoras serán capaces de girar a una velocidad tangencial periférica aproximada de un 1m/s. Camiones mezcladores o agitadores; serán capaces de producir, mantener y descargar una mezcla uniforme de concreto hidráulico, sin provocar segregación. Vibradores; del tipo, frecuencia y potencia, de acuerdo con el elemento por colar, para obtener un concreto concreto compactado con textura uniforme y superficie tersa en sus caras visibles.
