Hidráulica Fluvial

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Estudio de la capacidad de descarga del Arroyo Maldonado
(1989-02) Barrionuevo, H. ; Brea, J. ; Hopwood, H.
El presente informe se refiere al estudio de optimización de la capacidad de descarga del Arroyo Maldonado en modelo físico, sin distorsión. Se presentan los resultados de una serie de ensayos efectuados sobre una canalización con tabiques, simulando una alternativa de mejoramiento en la conducción.
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Estudio de maniobras conjunto remolcador - barcaza de Oceanmarine S.A.
(1993-01) Loschacoff, C.
En este informe se describen los ensayos en modelo físico de curvas evolutivas y de navegación en la Vuelta de San Antonio para el conjunto Remolcador-Barcaza de Oceanmarine S.A.
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Análisis de sensibilidad de algunos de los parámetros de cálculo de la evolución morfológica de ríos de montaña
(2002-10) Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel; Busquets, Marcela
En el presente trabajo se describe el modelo matemático unidimensional desarrollado en el Laboratorio de Hidráulica, que resuelve la hidrodinámica y la evolución de los procesos morfológicos de los cauces de ríos de montaña, cuyo fondo no puede considerarse de granulometría uniforme, debiéndose trabajar con formulaciones que permiten evaluar el comportamiento de lechos con sedimentos heterogéneos. Se presenta la metodología utilizada en su elaboración y se detallan las hipótesis básicas consideradas que permiten expresar el fenómeno mediante expresiones matemáticas sencillas. Para evaluar la sensibilidad de algunos de los parámetros que intervienen en las ecuaciones básicas (espesor de la capa de mezcla y exponente del coeficiente de protección-exposición), se realizaron series de corridas del modelo modificando los valores de los parámetros dentro de intervalos de variación posibles, y se compararon los resultados con los obtenidos en un ensayo en modelo físico a fondo móvil.
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Comportamiento de diferentes elementos de control de la erosión en márgenes fluviales
(2002-10) Brea, J. Daniel; Loschacoff, C. Sergio; Busquets, Marcela; Pérez, Fernando; Porri, Pablo
Se presentan los resultados obtenidos en un estudio comparativo de tres tipos de protecciones de márgenes frente a la acción de las corrientes: colchones de alambre rellenos de piedra, bloques de hormigón ligados a un geotextil, y bloques de hormigón intertrabados. Las comparaciones se efectuaron en referencia al comportamiento de cada tipo de protección ubicado sobre un talud deformable y al pie del mismo, al grado de acomodamiento de las distintas protecciones frente a la fosa de erosión localizada, y al valor de los coeficientes de rugosidad de Manning, según los materiales que las componen y para las configuraciones de colocación analizadas Los diferentes elementos de protección fueron proyectados de acuerdo a las fórmulas de diseño correspondientes en cada caso, para una misma solicitación, siendo colocados sobre las zonas a proteger de la forma especificada por cada fabricante, obteniendo de este modo una base comparativa común para todos los elementos analizados.
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Flujos densos e hidráulica de ríos
(2003-04) Brea, J. Daniel; Spalletti, Pablo D.
Los flujos densos han sido estudiados desde diferentes disciplinas, como la geología y la hidráulica. En la hidráulica de ríos se apunta a las aplicaciones prácticas en el campo de la ingeniería por lo que es necesaria la cuantificación de los procesos. Para ello, los desarrollos que parten de conocer la física del problema, analizando las fuerzas en juego, y que plantean ecuaciones que resuelven la dinámica, resultan los más adecuados. En ese contexto, han sido desarrolladas expresiones complejas que intentan incluir las variables que afectan el fenómeno a partir del comportamiento reológico de los flujos densos, y que permiten definir las clases de flujos hiperconcentrados. Se presenta una aplicación al río Colanzulí-Iruya, en la que se analiza la información disponible y las características del fenómeno. En este caso, la ausencia de los datos básicos necesarios, más la dificultad de determinarlos o definirlos, no permitió el uso de los desarrollos que tienen en cuenta los procesos intervinientes, debiéndose utilizar expresiones empíricas, siendo esta la situación más probable ante la que pueda encontrarse un ingeniero frente a un problema de flujos densos.
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Simulación hidrodinámica de un tramo medio del río Paraná para la Interconexión Vial Goya-Reconquista
(2003-04) Rodríguez, Andrés; Hillman, Gerardo; Brea, J. Daniel; Farias, H. Daniel; Bravo, Héctor R.; Castelló, Edgar; Pagot, Mariana; Spalletti, Pablo D.
Este trabajo resume parte de los estudios llevados a cabo como parte del estudio de factibilidad del nuevo puente sobre el Río Paraná. Además de los estudios hidráulicos que aquí se resumen, se realizaron otros estudios incluyendo análisis geológicos, de navegación, transporte fluvial e impacto ambiental entre otros. Los principales componentes fueron análisis geomorfológicos del tramo central del Río Paraná y estudios hidráulicos cuantitativos. Los diversos análisis han provisto una descripción del sistema hidráulico y han servido como base para la comparación de alternativas del emplazamiento de la obra conjuntamente con el análisis de la vulnerabilidad de la misma. Los estudios hidráulicos han incluido la construcción, calibración y operación de modelos hidrodinámicos unidimensionales y bidimensionales. Los resultados de los modelos unidimensionales cumplieron un papel muy importante en la selección de la mejor ubicación de la traza brindando a su vez, las condiciones de contorno necesarias para la modelación bidimensional. En este trabajo se presentan algunos resultados de la modelación bidimensional utilizados en el proceso de selección de la mejor alternativa de configuración de puente.
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Erosiones locales y por contracción en puentes en planicies
(2003-04) Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel; Cardini, Julio C.
El presente trabajo constituye un intento por aclarar, desde el punto de vista de los autores, qué se entiende por erosión por contracción y qué por erosión local, y cómo es el desarrollo de estos fenómenos en puentes localizados en valles de inundación. Se ha analizado cómo se alcanza la configuración final del lecho en casos particulares, ante el pasaje de crecidas a través de puentes cuyos estribos presentan taludes protegidos, a partir de la aplicación de modelos matemáticos bidimensionales y de la observación en modelo físico del desarrollo y localización de los vórtices responsables de la erosión local. Finalmente, se presentan recomendaciones para el cálculo de la socavación máxima en este tipo de puentes, en la que no se consideran expresiones para cuantificar la erosión local por estribos.
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Algunas consideraciones sobre el cálculo de protecciones de márgenes en ríos
(2003-04) Loschacoff, C. Sergio; Brea, J. Daniel; Busquets, Marcela; Ormazabal, Patricio
En la actualidad se encuentran disponibles diversos sistemas para proteger márgenes de ríos o canales de los efectos erosivos causados por la acción de las corrientes. Un material tradicional es el Rip Rap o enrocado; a partir de una derivación de este tipo de protección, surgió hace muchos años la colchoneta tipo Reno, en la que el enrocado es confinado dándole mayor eficiencia. En estos últimos años se emplean en nuestro país otros sistemas como bloques de hormigón intertrabados y bloques adheridos a un geotextil. Todos estos tipos de coberturas tienen una gran aplicación en Argentina. Pilarczyk, en su fórmula derivada para el dimensionamiento de las coberturas sometidas a la acción de las corrientes, ha sido capaz de incluir diferentes sistemas de protección y también de considerar diversas variables que participan en la estabilidad de los mismos. El objetivo de este trabajo fue analizar la aplicación de las expresiones matemáticas de Pilarczyk para el Rip Rap, colchones Reno y mantas de bloques adheridos a geotextil, de modo de tratar de explicar algunas particularidades que surgen de su aplicación.
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Ordenamiento y control de crecidas en el arroyo Calafate.
(2003-04) Loschacoff, C. Sergio; Busquets, Marcela; Brea, J. Daniel; Álvarez, Jaime
El presente trabajo expone las cuestiones relacionadas a un proyecto hidráulico de obras de contención de crecidas y protección de márgenes en un arroyo, considerando el ordenamiento del cauce en una zona urbana desde un punto de vista paisajístico, integrándolo a la vida de la población e incorporándolo al circuito turístico de la región. Tal es el caso del Arroyo Calafate en el tramo de la zona urbana de la localidad de El Calafate (provincia de Santa Cruz), el cual ha adquirido una importante trascendencia no sólo a nivel nacional, sino también internacional.
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Evolución de cauces en ríos de montaña. caso del río Mendoza aguas abajo de Potrerillos
(2005-05) Spalletti, Pablo D.; Ormazabal, Patricio; Brea, J. Daniel
En los ríos de montaña, caracterizados por presentar lechos con sedimentos heterogéneos, las técnicas para analizar los procesos de erosión generalizada deben tener en cuenta los aspectos particulares de sus cauces, mediante la aplicación de las ecuaciones de transporte a distintos tamaños de clase en que se divide la curva granulométrica representativa del material del lecho, debiéndose considerar, también, el efecto de protección-exposición debido a la presencia de partículas de distintos tamaños en el fondo del cauce. En este trabajo se indican los aspectos que deben tener en cuenta las herramientas de cálculo para estimar los procesos morfológicos en ríos de montaña, presentándose asimismo un modelo desarrollado en el Laboratorio de Hidráulica del INA, apto para el estudio de la evolución de este tipo de cauces, poniéndose de manifiesto las dificultades para su implementación, ya que al igual que cualquier modelo matemático, previo a la realización de las corridas de producción, es necesaria una etapa de calibración, que en general se torna dificultosa, pues, para esta tarea, se requiere de datos históricos muy específicos de escasa disponibilidad, debiendo ajustarse y validarse la modelación en base a los datos disponibles, de forma tal de verificar el correcto funcionamiento hidráulico y morfológico del sistema simulado. Como aplicación de la herramienta de cálculo desarrollada, se presenta su empleo para el estudio de un tramo del río Mendoza, donde se analiza la influencia de la presa Potrerillos en los procesos de evolución de cauce que se desarrollan aguas abajo de dicha obra para distintas condiciones de crecida, pudiéndose apreciar la información básica necesaria para la implementación del modelo, las técnicas de validación y los resultados obtenidos.
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Mecanismo de salinización de acuíferos en la zona norte de Mendoza
(2005-05) Álvarez, Amilcar; Victoria, Juan A.; Villalba, Jorge; Martinis, Nicolás
Los estudios hidrogeológicos realizados en la cuenca Norte de la provincia de Mendoza, ponen de manifiesto procesos de contaminación por salinización de acuíferos en un sector del departamento San Martín. Allí se definió un sistema de zonación hidroquímica vertical de tres niveles de explotación diferenciados por su salinidad con mayor mineralización en los niveles superiores. En principio se desarrolló la hipótesis de salinización por intrusión de aguas de elevada salinidad provenientes de acuíferos suprayacentes como consecuencia de sobreexplotación de acuíferos y por perforaciones en mal estado que poseen roturas provocadas por corrosión de las cañerías de aislamiento. El estudio efectuado permitió conocer mejor la ubicación, extensión, origen y evolución del proceso de salinización, ajustar la interpretación geológica del subsuelo y cuantificar ingresos y egresos hídricos en el área. La medición de niveles estáticos de los tres niveles para el período estival, muestra que entre el primero y segundo nivel y entre el segundo y tercer nivel de explotación existen diferencias de niveles de agua que crean un gradiente vertical positivo. La información obtenida se procesó a través de la simulación matemática simplificada utilizando el modelo de flujo y trasporte de masa denominado Modflow. Operando el modelo se observó, al cabo de 20 años de simulación, que la salinidad en las capas más profundas aumenta notablemente. El fenómeno de avance vertical de la salinización se muestra más lento conforme la profundidad se hace mayor siendo este proceso irreversible en las condiciones actuales y continuará, con más ó menos intensidad, durante el transcurso del tiempo. Con el modelo se prueban diversas alternativas tales como bombeo máximo sin riego superficial, riego superficial exclusivo y combinaciones intermedias, determinándose que la situación empeora cuando toda el agua proviene de la red de riego debido a las pérdidas de la red de riego, las que son nulas cuando se usa exclusivamente agua subterránea
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En busca de una fórmula de transporte práctica
(2005-05) Pujol, Alfonso; Paterson, Agnes; Loschacoff, C. Sergio; Charette, V. Javier.
Es bien conocido que las mejores fórmulas de transporte aproximan los valores medidos por la mitad o el doble en un 70% a 80 %. Sin embargo, en la Ingeniería práctica un cálculo se considera adecuado cuando se aleja del valor medido dentro del 10 o 20 %. En una contribución anterior en la cual participaron la mayoría de los actuales autores (Pujol, Paterson y Charette, 2004) se modificó el coeficiente α = 0,1 de la fórmula de Engelund – Hansen para hacerlo variable con la función de transporte φt y de ese modo se logró calcular el transporte sólido de canales artificiales (ACOP y All American Canals) con un margen de error entre + 30 % y – 20 %. En la presente contribución se intenta perfeccionar la variación del coeficiente α cuando, por una parte se eliminan los datos que: 1) no corresponden a situaciones de equilibrio fluvial (permanencia de los flujos líquido y sólido) y 2) cauces de márgenes rígidas, en la medida que no reproduzcan una situación de márgenes erosionables (canales de laboratorio). Asimismo se incluyen algunos datos de ríos argentinos para los cuales es posible suponer que no tienen un suministro restringido de sedimento, limitada su capacidad de transporte por acorazamiento u ocultamiento, o transitan una situación de impermanencia.
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Implementación de un modelo hidrodinámico para el estudio de inundaciones en el Delta del Paraná
(2005-11) Ormazabal, Patricio; Jaime, Patricia R.; Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel
Se describe la metodología utilizada para implementar un modelo hidrodinámico del Delta del río Paraná, aplicado al estudio del impacto hidráulico que genera la ocupación de las planicies inundables. Para ello se implementó un modelo matemático unidimensional en redes de canales. Con el objeto de definir de la mejor manera las zonas de desborde, así como el comportamiento hidráulico de los valles de inundación, se hizo un tratamiento de la información básica disponible mediante la aplicación de un Sistema de Información Geográfica, al que también se le incorporó una serie de imágenes satelitales georreferenciadas, correspondientes a distintas situaciones de crecida del sistema.
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Control de erosión de márgenes en zonas de conos de deyección el caso del río Pescado, Salta
(II Simposio Regional sobre Hidráulica de Ríos - RIOS 2005 – Neuquen, Argentina, 2005-11) Amores, Gabriel E.; Salerno, Gustavo O.; Brea, J. Daniel
El río Pescado, ubicado en la provincia de Salta, es uno de los mayores tributarios del río Bermejo, afluente del río Paraguay. Una de las características singulares del río Pescado es su alta carga de sedimentos en suspensión. El “Ingenio San Martín del Tabacal”, importante productor de azúcar del país, es adyacente a la margen derecha del río, en una longitud de aproximadamente 4 km. Durante los importantes picos de crecida, dicha margen del río se ve afectada por severos procesos erosivos, con importantes pérdidas de cultivos e infraestructura productiva. Diferentes propuestas de protecciones de márgenes fueron diseñadas para resolver el problema, seleccionándose finalmente un sistema de protección integral. La decisión sobre el sistema de protección seleccionado se tomó sobre la base de una serie de estudios básicos que incluyeron la evaluación de la producción de sedimentos, y una caracterización morfológica del área, completada con un modelo morfológico conceptual del río. En este contexto es de resaltar que la zona a defender se encuentra emplazada en el cono de deyección del río, lo que constituye una dificultad adicional al problema, ya que el río pierde su control lateral, dado por las montañas aguas arriba, cambiando su pendiente, dispersándose el flujo de agua sobre un ancho valle aluvial, que genera la deposición de sedimentos en forma de lóbulos.
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Predicción de la sedimentación de embalses con modelos unidimensionales tradicionales
(2005-11) Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel
En el presente trabajo se muestra la aplicación de modelos unidimensionales tradicionales, en particular el HEC6, al estudio de sedimentación en embalses. Se presenta la aplicación al caso del lago Mead, producto de la construcción de la presa. Hoover en el sudoeste de los EE.UU, por contar con una base de información muy completa, tanto de series temporales y relevamientos batimétricos como de datos sedimentológicos. A partir de la implementación llevada a cabo puede apreciarse una adecuada capacidad de predicción de los procesos de sedimentación del embalse analizado, lo que pone de manifiesto que si el problema lo permite, la utilización de modelos sencillos puede ser una alternativa frente a modelos de mayor complejidad, en los que en general son necesarios datos de difícil disponibilidad.
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Estabilización del lecho en ríos con altas tasas de transporte de sedimentos
(2005-11) Brea, J. Daniel; Spalletti, Pablo D.
En ríos de montaña con altas tasas de transporte de sedimento, se ha observado que la construcción de conjuntos de diques separadas una distancia relativamente corta, no es la mejor solución estructural para la estabilización del lecho, siendo obras costosas que en un corto lapso de tiempo pueden dejar de satisfacer su función original, es decir, la de reducir la pendiente del fondo en el segmento sistematizado. En el noroeste de la Argentina, existen varios ríos con fuerte pendiente y con procesos de producción de sedimentos de gran magnitud, en los cuales la estabilización por umbrales o crestas situadas a nivel del lecho, localizadas de acuerdo a un análisis morfológico, es un alternativa eficaz y de menor costo.
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Estudio sobre protecciones al pie en cauces fluviales a partir de ensayos en modelo físico
(2005-11) Loschacoff, C. Sergio; Brea, J. Daniel; Del Blanco, Mercedes
Se presentan resultados de ensayos en modelo físico donde se analiza el comportamiento del lecho y de la protección al pie con colchonetas rellenas de piedra como parte integrante de una protección de márgenes. Se describen los resultados de los ensayos con tres esquemas de protección al pie, dos apoyadas sobre el lecho y el tercero correspondiente a un empotramiento en el lecho.
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Simulación de flujo de barros: caso de estudio del río Iruya
(2007-11) Jaime, Patricia R.; Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel
Se presenta la implementación del modelo bidimensional de diferencias finitas FLO-2D para analizar flujos hiperconcentrados de sedimentos. Este modelo numérico permite simular flujo de fluidos no newtonianos en topografías complejas y fue aplicado en el río Iruya, cuya cuenca se encuentra emplazada en el ámbito de la Cordillera Oriental y Sierras Subandinas en la Región Noroeste de Argentina. En esta región las lluvias intensas frecuentemente actúan como disparadoras de procesos de masa induciendo la falla de las laderas y los flujos de barros y causando efectos severos. El modelo implementado es capaz de simular el tránsito de este tipo de flujos y permite identificar las áreas potencialmente afectadas y la severidad de estos fenómenos. El análisis de sensibilidad a los parámetros del modelo reológico indicó que los parámetros que vinculan la tensión de corte y la viscosidad de la mezcla a la concentración de sedimentos tienen efectos significativos en los resultados de la simulación y que su ajuste debería tomar en cuenta las propiedades de los barros y lodos y la composición y características del área de depósito. El modelo propuesto constituye una herramienta eficiente para simular numéricamente los procesos hidrodinámicos y sedimentológicos en ríos alimentados por grandes cantidades de sedimentos y puede ser empleado para analizar la respuesta morfológica y los parámetros hidráulicos de un río ante diferentes escenarios que contemplen la variabilidad de la alimentación líquida y sólida.
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Erosión local en estribos de puentes – estudio experimental
(2007-11) Brea, J. Daniel; Spalletti, Pablo D.; Rodríguez, Luis A.
Los procesos erosivos en estribos en puentes de llanura, en los cuales los terraplenes de aproximación ocupan parte del cauce de los ríos, y que durante las crecidas son sometidos a la acción de corrientes de duraciones y magnitudes considerables, están siendo estudiados en el Laboratorio de Hidráulica del Instituto Nacional del Agua (INA) mediante la utilización de un modelo físico a fondo móvil. El objeto de este estudio es determinar, para distintas condiciones geométricas del estribo y su terraplén, la forma en que se desarrollan los procesos de erosión local, debida a los vórtices inducidos por la estructura, y los procesos de erosión por contracción en planta. El modelo físico consiste en un canal de 8,40 metros de ancho y 30 metros de largo, con un tramo en la dirección longitudinal de 8 metros a fondo móvil con arena, en el que se emplazaron las estructuras estudiadas. Se muestran los resultados de los ensayos para estribos verticales y extremo redondeado, con su eje longitudinal ubicado perpendicularmente a la dirección de flujo. Las longitudes de terraplén adoptadas fueron de 5.15 y 3.15 metros, y se estudiaron para diversas condiciones de caudales y tirantes. A partir de los resultados obtenidos se realizaron comparaciones respecto a otras investigaciones realizadas en el tema, y a las fórmulas y metodologías tradicionales de cálculo utilizadas para la determinación de la profundidad de las fosas de erosión en estribos de puentes.
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Riesgo de inundaciones en el río Luján
(2007-11) Reyna, Jorgelina; Spalletti, Pablo D.; Brea, J. Daniel
El objeto del siguiente trabajo es obtener un mapa donde se delimiten zonas con distintos niveles de peligro de inundación en la cuenca del río Luján, permitiendo estudiar el grado de afectación de eventuales inundaciones por crecidas y los riesgos asociados a dichos fenómenos en la población y actividades productivas de la zona. La metodología utilizada es sencilla y se basa en la aplicación de modelos hidrodinámicos y procesamiento de los resultados mediante un Sistema de Información Geográfica (SIG). La identificación de zonas con peligro de inundación mediante mapas, constituye una herramienta que permite plantear por un lado medidas estructurales, y por otro, distintas medidas no estructurales tendientes a dar pautas en la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos, particularmente en la planificación territorial, con miras a reducir los efectos ocasionados por las inundaciones.

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