Socavacion

INTRODUCCIÓN
"La socavación es el resultado de la acción erosiva del flujo de agua que arranca y acarrea material de lecho y de las bancas de un cauce, convirtiéndose en una de las causas más comunes de falla en puentes.
Un autor británico, Smith en 1976, estudió los casos de 143 puentes que habían fallado total o parcialmente, encontrando entre sus causas las siguientes: 1 falla debida acorrosión en las estructuras metálicas; 4 fallas debidas a fatiga de los materiales; 4 fallas debidas al viento; 5 fallas debidas a diseños inadecuados; 11 fallas debidas a terremotos; 12 fallas debidas a un procedimiento no adecuado durante la construcción; 14 fallas debidas a sobrecargas y choques de embarcaciones; 22 fallas debidas a materiales defectuosos y finalmente, 70 fallas debidas a que lasprofundidades de socavación en una o varias pilas, alcanzaron niveles inferiores a los que llegaban las cimentaciones de las mismas. Todo esto muestra la importancia de un buen análisis hidráulico para el diseño de puente. Parámetros como la creciente máxima esperada, la profundidad de flujo, características del lecho, forma, separación y dirección de las pilas, entre otros, se vuelven de granrelevancia."(XIII Seminario Nacional de Hidráulica e Hidrología, Cali – Colombia).
CONTENIDO
Para poder analizar el problema de la socavación en pilas de puentes, es necesario tener en cuenta las variables que influyen en el problema. Se ha demostrado que la profundidad máxima de socavación (ds) depende de los siguientes factores:
1. Densidad del agua ( ).
2. Velocidad de aproximación delflujo (V).
3. Profundidad de flujo (Y).
4. Diámetro medio de los sedimentos (D).
5. Ancho efectivo de la pila (b).
6. Aceleración de la gravedad (g).
7. Viscosidad cinemática del fluido ( ).
8. Gravedad específica del material del lecho (Gs).
9. Desviación estándar de la gradación del material ( g).
10. Forma de la pila (Kf).
11. Alineamiento de la pila con ladirección del flujo.
Para el estudio de las pilas, éstas se clasifican según su tipo y la conducción de transporte de sedimentos.
Según el tipo, las pilas se clasifican en:
1. Circulares.
2. Rectangulares.
3. Semicirculares.
4. Biselada.
Según el transporte de sedimentos:
1. Umbral de movimiento.
2. Agua clara.
3. Transporte generalizado de sedimentos.
*Profundidad máxima posible de socavación en pilas de puentes: Los estudios sobre ésta dan énfasis a la relación (ds/b) y han determinado que la profundidad máxima de socavación es:
* ds/b = 2,4 si (Y/b) > 1,2
* ds/b = 2Y si (Y/b) <= 1,2
* Parámetros que afectan la profundidad de socavación:
1. La profundidad de socavación alrededor de pilas de puentes se ve influenciada porel tipo de transporte de sedimentos, ya sea, Agua clara, Umbral de movimiento o transporte generalizado de sedimentos y es el parámetro (V/Vc) el que marca la diferencia, donde Vc es la velocidad crítica.
2. El número de Froude es uno de los parámetros que mayor influencia muestra en el fenómeno de socavación local.
3. No se encuentra una clara influencia del número de Reynolds. Ya que lamayor parte de las investigaciones han demostrado que Re no es un número relevante en el cálculo de la socavación, no se tiene en cuenta.
* Formas de socavación: Dependiendo de si existe o no movimiento de sedimentos en el cauce, se pueden presentar dos formas:
1. Socavación en lecho móvil: Se presenta cuando hay transporte de sedimentos desde el lecho aguas arriba hasta el sitio delponteadero, quedando por lo tanto parte de este sedimento atrapado en el hueco de socavación.
2. Socavación en agua clara: Se presenta cuando no hay transporte de sedimentos desde el lecho aguas arriba, al sitio del ponteadero, por lo cual no hay reabastecimiento del hueco socavado.
 
TIPOS DE SOCAVACIÓN
A. Socavación normal o general: Se entiende por socavación general el descenso del fondo de...