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Problemática de los ríos

Problemática de los ríos

Tipos de obras
Obras ejecutables
Los gaviones
Los espigones
Los revestimientos de márgenes
Los diques
Estudios básicos
Estudio multitemporal de imágenes
Influencias del puente Lavalle
Digitalización de la vaguada del río
Conclusiones
Fuentes

Tipos de obras

Los tipos de obras para las intervenciones de superficie pueden clasificarse en: revestimientos, estabilizaciones, combinación de las anteriores y obras complementarias.

Los revestimientos se utilizan en particular cuando es necesario alcanzar rápidamente un buen nivel de protección del suelo.

Las obras de estabilización son esenciales para la consolidación de las laderas. Pueden ser naturales o artificiales:

Naturales como la siembra de plantas para que la penetración de sus raíces en el terreno reduzcan la erosión y el flujo hídrico del río. Estas obras consisten en trasplantar, en hileras rectilíneas, o en determinados puntos seleccionados, arbustos, árboles y pasturas con alta capacidad de propagación.

Artificiales materializadas por revestimientos para alcanzar una mayor resistencia del terreno a la erosión.

Las obras combinadas se aplican para sostener y consolidar laderas y taludes inestables. Se usan materiales vivos e inertes.

Vivos como las plantas o partes de ellas.

Inertes como piedras, hormigón, madera, acero o material sintético, que proporcionan una mayor durabilidad de las obras.

Las obras complementarias consisten en la mejora de los bosques y las pasturas deteriorados y tienen el objeto de enriquecer, consolidar y acelerar el desarrollo de la vegetación inicial.
Obras ejecutables

El propósito principal de estas obras consiste en evitar el contacto directo entre el flujo del río con alta velocidad y el material de la orilla, y guiar o conducir el flujo en una dirección conveniente.

Los procedimientos más comunes para proteger las márgenes de los ríos, son:

Los espigones

los recubrimientos marginales

y los diques marginales

En las obras de protección generalmente se utilizan espigones y recubrimientos marginales, mientras que en las de encauzamiento y rectificación se pueden usar combinaciones idóneas de espigones, recubrimientos y diques marginales.

Los elementos estructurales más usados para la construcción de estas obras son los gaviones.

Los gaviones

Se usan para la construcción de revestimientos de márgenes, muros marginales, espigones y diques.

En ingeniería son contenedores o cajas de malla de alambre llenas de piedras. Se colocan y se arman vacías en la obra y se rellenan con piedras del lugar, (figura 1(

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Figura 1.

Evitan erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes.

Controlan crecientes y protegen valles y poblaciones contra inundaciones.

Como las operaciones de armado y relleno de piedras no requiere ninguna pericia, utilizando gaviones se pueden ejecutar obras que de otro modo requerirían mucho más tiempo y operarios especializados.

Las cajas se fabrican con mallas de triple torsión y escuadras tipo 8×10 cm, en alambre de acero con bajo contenido de carbono, de 2,7 mm de diámetro, con 270 gramos de zinc en tres capas de galvanizado. Las aristas de los gaviones se refuerzan con alambre de 3,4 mm, y se utiliza alambre de 2,2 mm para el amarre de las cajas.

Los gaviones pueden tener diferentes formas, es muy frecuente la forma de cajas, que pueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4 metros, un ancho de 1 metro y una altura de 0,5 ó 1,0 metros.

Los espigones

Son estructuras transversales a la corriente, uno de cuyos extremos está en la margen del río (figura 2(.

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Figura 2. Espigones de protección de la margen de un río.

Su propósito es alejar de la orilla hacia el cauce del río las líneas de corriente con alta velocidad y evitar así que el material de la margen pueda ser erosionado y transportado por el flujo del río.

Además, los espigones facilitan que los sedimentos se depositen en los espacios entre ellos, con lo que se logra una protección adicional de la orilla.

Los espigones están a la orilla en contacto con el flujo lateral del río, o empotrados desde una cierta distancia dentro de la margen del río.

Los revestimientos de márgenes

Consisten en material natural que se trasplanta, o artificial, por ejemplo en forma de gaviones, que se coloca directamente sobre el suelo de la orilla, para que ésta no pueda ser erosiona y arrastrada por la corriente (figura 3(.

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Figura 3. Revestimientos de márgenes de ríos

Para ello se perfila la orilla con un talud que permita la colocación fácil y segura del material de protección. Entre el material de la margen y el material del recubrimiento, usualmente se coloca un filtro, que puede ser geotextil, o natural con capas de materiales pétreos y arenosos de tamaño decreciente desde afuera hacia la margen.

El objeto del filtro es evitar el socavamiento del revestimiento, cuando las partículas finas del material de la margen salgan a través de los huecos, que pueda tener la capa exterior o revestimiento, diseñada para resistir las altas velocidades del flujo del agua. La salida o extracción de las partículas del material de la margen, se debe al flujo hacia el río de tierra suspendida en agua de lluvias, o del río por descensos frecuentes y considerables del nivel de sus aguas.

Los recubrimientos marginales, pueden tener la inclinación del talud de la margen cuando se apoyan directamente sobre ella. También se construyen verticalmente formando muros especialmente en los tramos en que los ríos bordean o cruzan ciudades y poblados (figura 4).

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Figura 4. Pueblos bordeados por ríos
Los diques

Los diques marginales son estructuras, en forma de muros verticales, o gradas, en ocasiones de gran longitud, colocadas paralelamente a la orilla del cauce para encauzar, direccionar, o reducir el ancho del flujo de un río en forma más adecuada.

Son construidos con materiales naturales como arcilla, arena o piedra, o materiales artificiales como los gaviones o el concreto. (Figura 5(.

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Figura 5. Diques de contención y encausamiento

Estas estructuras también se utilizan para encauzar el flujo hacia los puentes, para que el mismo pase bajo ellos en la forma más uniforme posible y se reduzcan las erosiones al pie de las pilas o estribos. Cuando se utilizan para este último propósito reciben el nombre de diques de encauzamiento.

Estudios básicos

Tabla 1. Presenta la localización, las características y el propósito de las acciones que pueden ejecutarse, para el control de la problemática de los ríos.

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Tabla 1. Acciones ejecutables para el control de la problemática de los ríos.
Estudio multitemporal de imágenes

Permitió conocer la variación del cauce de un trayecto del río Bermejo en distintas épocas.

La zona de estudio (figura 6) comprendió una longitud ligeramente superior a los 10 km aguas arriba del Puente Lavalle y 20 km aguas abajo del mismo.

Figura 6. Zona estudiada.

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El estudio realizado a partir de la serie histórica de imágenes satelitales y fotografías aéreas del período 1972 a 2005, del río Bermejo ( figura 7):

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Figura 7. Evolución temporal de meandros en el río Bermejo

Permitió:

identificar la disposición en planimetría de los meandros del río Bermejo

describir las divagaciones recientes del cauce del río, considerando las sucesivas posiciones de su eje geométrico en una longitud recta del río de 65 km.

analizar los cambios de posición de la planta del río Bermejo a dos niveles de detalle, zonal y localizado.

graficar la envolvente de todos los ejes de cauce considerados en el estudio zonal (figura 8).

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analizar el estudio local de las migraciones del cauce,

graficar las posiciones de las márgenes fluviales del río entre los años 1962 y 1984 (figura 9).

obtener los valores de las longitudes del río con las que ha permanecido en los últimos 60 años con patrón recto, aguas abajo del Puente Lavalle.

delimitar en forma aproximada la faja de divagación de meandros del río Bermejo a partir de la interpretación geomorfológica de las imágenes aéreas utilizadas (figura 10).

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Figura 10. Faja de divagación de meandros del río Bermejo

(Límite geomorfológico aproximado)

Interesa destacar que en el sitio donde se encuentra Puerto Lavalle y el puente homónimo, la faja se angosta localmente a unos 2.000 m; es decir, más de la mitad de lo que posee en sus entornos de aguas arriba y abajo.

Influencias del puente Lavalle

la persistencia e, incluso, el incremento en longitud de semejante tramo recto, permiten asociar ambas características a alguna forma de control morfológico ejercido por el Puente Lavalle desde su construcción entre los años 1968 y 1976.

con una luz original de 285 m, esa obra significó una reducción de casi 60%, respecto del ancho modelado por las divagaciones recientes del río en el sector, y de un 85%, si se considera el valor medio del ancho en los 65 km de longitud involucrados en el examen zonal.

La estabilidad del sector recto en el sitio de emplazamiento del Puente Lavalle es relativa ya que, desde mediados de la década del 90 a la actualidad, se registran allí amplias oscilaciones en planta del cauce, con cambios de ubicación del canal de estiaje/ talweg del río desde una margen a otra.

Desplazamientos y fenómenos de desbordes asociados, produjeron:

erosiones que afectaron la obra de cruce vial y que determinaron la ampliación hormigonada del Puente Lavalle en ambos extremos.

la inevitable extensión con un puente Bailey del lado chaqueño, en el verano de 2004.

La luz actual del cruce cercana a los 400 m.

Evolución de longitudes

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Tabla 2

Evolución de longitudes del tramo recto (P = 1,25) del cauce del Bermejo

aguas abajo del Puente Lavalle
Digitalización de la vaguada del río

A partir de la digitalización de la vaguada del río para las distintas fechas, y tras su posterior postprocesamiento mediante los correspondientes módulos del modelo, se procedió a realizar el análisis estadístico de la evolución del río. Resultados:

Vaguada (talweg o thalweg) es la definición geográfica de perfil longitudinal de un río desde su nacimiento hasta su desembocadura.

Análisis de las curvaturas en el tramo de río localizado aguas arriba del puente, que se emplaza en correspondencia con la progresiva 63.700 metros (figura 11).

Evolución temporal de la sinuosidad en la zona aguas arriba del puente se presenta en la (figura 12).

El puente funciona como un elemento de fijación, condicionando la migración lateral del cauce.

Este control impide que los meandros migren aguas abajo en correspondencia con el puente.

Pero la inercia del sistema hace que a una cierta distancia el río continúe con su evolución natural provocando una suerte de apilamiento de los meandros que, progresivamente, van incrementando su curvatura.

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Este proceso se desarrolla hasta que la curvatura es tal que ante el pasaje de una crecida se produce el corte de uno de los meandros, momento en el cual comienza a desarrollarse un nuevo ciclo.

Aguas abajo del puente se desarrolla un proceso inverso: en un tramo extenso del río no se observan migraciones laterales. Este comportamiento, ya identificado en el estudio geomorfológico, se aprecia con claridad en la (figura 13) que muestra el análisis de las curvaturas en función de las progresivas en el tramo de río en cuestión y donde se distingue un segmento del orden de los 10 km sin desarrollo de meandros, siendo el único sector de río con gran estabilidad en los últimos 20 años.

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El extremo de aguas arriba del tramo sobre el que se implementó el modelo se correspondió con la sección de emplazamiento del puente.

La longitud de río analizada fue de aproximadamente 20 km, tomando como extremo final una sección localizada aguas abajo del primer corte de meandro registrado.

De esta manera un primer análisis se extendió desde el año 1993 hasta el año 1997, y un segundo entre los años 1998 y 2005, habiéndose producido entre las fechas de los registros de 1997 y 1998 el citado corte del meandro.

En la (figura 14) se presentan los resultados para el primer intervalo apreciándose el buen ajuste entre la predicción y la situación real.

En la (figura 15) se muestran los resultados del modelo de migración de meandros entre los años 1998 y 2005, pudiéndose apreciar nuevamente una buena concordancia entre predicción y la situación real, aunque en la zona cercana al corte del meandro hay ciertas discrepancias, posiblemente atribuibles a que el modelo sólo puede analizar el desarrollo de procesos continuos en el tiempo y no cambios abruptos como los que se verifican en el desarrollo de cortes.

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Figura 15. Migración de meandros aguas abajo del puente.

1998-2005
Conclusiones

Las fracciones más finas de los sedimentos (limos y arcillas) son transportadas en suspensión en el agua de los ríos y constituyen buena parte de los depósitos que habitualmente acumulan al pasar por lugares planos o de baja pendiente.

Las corridas del modelo, cuyos resultados se han aquí presentado, se realizaron para un caudal de 1.800 m3/s, un ancho y un tirante representativos de las condiciones en las curvas y un material de diámetro medio del orden de las arenas finas.

A modo de conclusión puede decirse que se cuenta con una herramienta de predicción para estudiar las tendencias evolutivas en ríos de características semejantes a las del Bermejo Inferior.

Los estudios han permitido definir las dos longitudes características de influencia, estando la zona de aguas arriba del puente caracterizada por aumentos de la sinuosidad del tramo como consecuencia de las limitaciones que el puente impone a la libre migración de los meandros,

mientras que aguas abajo el río adquiere una disposición sin curvas pronunciadas en una longitud del orden de los 10 km, siendo el único tramo que en los últimos 20 años presenta una condición de estabilidad en su configuración planimétrica.

Los desarrollos presentados son relevantes para la caracterización de ríos del tipo del estudiado y para el estudio de los procesos morfológicos que se desarrollan ante la presencia de estructuras transversales a la corriente en ríos con meandros.

Acciones inmediatas posibles

Es posible iniciar desde ya algunas acciones preventivas y correctivas para ir solucionando el peligro desastroso con que desde hace años el rio Chicamocha, ha venido amenazando al pueblo de Capitanejo sin que las autoridades ni la comunidad hayan hecho algo concreto.

Conseguir asesoramiento inmediato de ingenieros civiles especializados en la problemática de ríos, a través de autoridades departamentales y nacionales, o de personas oriundas del pueblo que puedan prestar esta colaboración.

Con alguna excavadora y volqueta ir retirando material acumulado del cauce central del rio, ubicado en la parte superior del pueblo y accesible a estas máquinas.

Descargar este material en el sitio donde se ordene el armado de gaviones en forma de obras de protección de las márgenes, o de contención y direccionamiento del cauce del rio.

Adquirir material para la construcción de cajas de gaviones, construirlas, e irlas llenando con piedra y armándolas en forma de espigones o muros de contención o protección, donde un ingeniero especializado y con práctica en estas construcciones lo recomiende.

Aprovechar el período de verano para adelantar obras programadas ejecutables cuando disminuya significativamente el caudal del rio.

Conseguir del IGAC cartografía específica del trayecto del río Chicamocha que atraviesa el municipio de Capitanejo, para facilitar el estudio de obras ingenieriles destinadas a proteger el pueblo de las amenazas del río.

Fuentes http://www.oas.org/DSD/WaterResources/projects/Bermejo/Publications/Generacion%20y%20Transporte%20de%20sedimentos%20en%20la%20cuenca%20del%20Rio%20Bermejo.pdf.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Meandro

http://es.wikipedia.org/wiki/Gavi%C3%B3n

Autor:

Rafael Bolívar Grimaldos.

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