TECN ICAS DE PROTECCION DE RIBERAS

Dentro de las t h i c a s utilizadas en la eonstrucc96n de obras des - tinadas a la correcci6n de irregularidades de las riberas de Pos rbos asa como de su preservacion, por la accion eroslva de las aguas, se tienen las siguientes :

- Emplazamiento de Espigones

- Gnstruecibn de Muros de Proteccion Longitudlnal

E l t6rmino "espIg6nM se usa a menudo cuando se hace referencia a cuakpler obra cornstru~d'da en dlrecei6n a l r70, dede la or l Ha , con dgun tingulo hacia la dIrecel6n del flujo, con e l objeto de desviar e l escurrirmiento hacia e l oreo deseada, evitando asi la e roslbr, de Yas riberas. Un sistema de espigones forma un coifunt6 de espacios que favorecen la entrada del agua asr como la dkpo - sictan del material de arrastre c sedimentos taansprtados. La O-

rientacion de los espigones es de ta l forma que constituye aproxi madamente, un Bngulo agudo con la Ihea tecnlco del flujo, esto es, en sentido contrario a l de la corriente, De esta forma e l a- gua detenida en los espacios o rsm~r t i rn ientos abiertos a la co- rriente, quedo estancada con un lento movimiento de rotaclon que obliga a lo masa Ii'quida precedente a desviarse hacia e l eie del cauce, 'imprimiendo a la corriente una direccion que puede consi - - desarse envolvente de las que influyen en los mencionados espa- cios de frenado (Figura 8). Asimismo, e l aquietamiento o frena- do del agua en los espacios o compartimientos produce e l aterra- miento de los acarreos con lo que se va restableciendo poco a po co, de manera mecanica, la margen dettru%ia, formando unos e R - trantes en forma de media luna a l comienzo hasta llenarlos como pletarnente ~nso l idando , de esta manera, lo ori l la en su posicion inicial (Figura 9).

Cuando se trata de tramos teoricamente rectos en los que hay que lograr una verdadera correcci6n y defensa de ambas ori l~as, a la

vez que se recuperan los terrenos perdidos, se suelen disponer los espigones en foma de martillo, los cuales pueden estar orientados normalmente a l eie del cauce.

La separaci6n entre los espigones es variable, de- pendiendo de la conflguraci6n de las nbrgenes en planta. Por re gla general, esta separacidn debe ser menor en los tramos mas sus - ceptibles a ser afectades p r la accion de la corriente como su- cede en las or l sias exteriores de los cauces en curva. Como orien tacl6n puede adoptarse uno separacion comprendida entre e I doble y e l triple de la flecha constituida por la Ii'nea teorica del CUU-

ce corregido y la ori l la actual (Figura 10).

Lynea teorica para e\ cimi ento de la or i l la

restabl e- afectada.

Seguidamente, se detallan algunos tipos de espigones y las considera m

ciones de d l se~o utilizadas normalmente en un sistema de proteccion de riberas.

f

4.1 .1 T ipos de Espigones

E s p i g a n R e c t o o - Se construye a lo largo de un a l i - neamiento recto que se proyecta hacia e l desde la o- r i l l a con un 6ngulo e . Su punta es generalmente redon- deada con e l fin de minimizar la socavaci6n a la que se encontrara expuesta la estructura, Tambien puede uti l izar- se para proteger riberas en los lados concavos de las cur- vas o

Figura 11 .- Sistema de espigones rectos

E s p i g 6 n e n T . - Este tipo de espigon es una *variante del espig6n recto, a l que se le ha adosado una aleta en la punta con un cierto angulo con respecto a l cuerpo princi- pal o alma. E l angulo $ queda determinado por la direc- cion que se ha previsto dar a la corriente. En cuanto a su longitud, la aleta "a" depende de la extensi6n de la ribe- ra a protegerse y que se ha predeterminado debera estar comprendida entre dos diques consecutivos.

Figura 1 2 .- Sistema de espigones tipo "T"

Esp' igGn e n L . - E l cuerpo palnclpd de este espig6n se ubica en forma perperdiculao a la dlrecclon de flujo. Tiene la prtisuParBdad de presentar en su punta una ale

8 1 R E ta de arrastre de Icrigltud ci , haciendo un 6ngulo d e entre 20Qy 30' con el cuerpo principai. En numerosos

casos se ha observado que los esplgor?es en - L se socavan menos en los extrern~s exteriores, pero no necesariamente proporcionan una mejor paofeecibn de las orllias en com- paracldn con las que brindan cfra forma de espigones,

Figura 13.- Sistema de espigones tipo "L"

E s p i g 6 n e n J , - E l espigon en ' Y O palo de hockey es usado en un nUmero limitado de situaciones, puesto que no parecen proporcionar ning6n beneficio mayor que aque Has que se puedan lograr con e l uso de otro tipo de es$ - gones .

Ffgura 14,- Sistema de espigones tipo "J"

4.1 .2 Condiciones de Disefio

E l d i s e ~ o de un sistema de paoteccl6n de riberas en base a espigones queda definido con Fa determinacion de los s i gulentes pariirnetros : Lovgitud de espigones, or ientacion de 10s espigones, separacion, IocoilYzcclBn en planta y pen - diente de coronacl6n de los espigones.

LongY t u d d e E s p i g o n e s , - Lo longitud total de un erpjgbn se divide en r Longitud de anclaje (dentro de la ribera) y longitud de troba(o efectivo (dentro del &ea de escurrlmlento). Lo Rongitud de trabajo queda determinada por la distancia entre Ya oallh sotobada y la ribera rcctl- fkada. La iangitud de ernpotsamfento ser6 funcl6n del grado de seguridad requesido del sistema e l que por razo- nes de econornia conviene que sea la menor posible.

Figura 15.- Disposicion de los espigones dentro del &ea de escurrirmiento de un cauce

J

S i e l factor economico no es restrictivo y se requiriera te ner un alto grado de seguridad en e l sistema de espigones, conviene entonces que todos ellos vayan emptrados en una longitud igual a "un cuarto1' de la longitud de trabaio,

O r i e n t a c i o n d e l o s E s p i g o n e s .- Para la pro- tecclon de riberas en curvas regulases se recomienda que los espigones formen un angulo de 60•‹a 70' con e l eie te6 r ico del cauce, hacia aguas abajo. S i la curva es irregu- lar, teniendo un radio de curvatura menor de 2.5 veces e l ancho rectificado del cauce, los 6ngubs de orientaclc5n se - ran menores de 70•‹, pudiendo descender hasta 30'.

L _L._

, Figura 16.- OrientaciBn Pi'pica de espigones

Separac16.n d e Esp igones . - La separacion se mide entre los puntos de origen de los espigones en la ribera a proteger. Para tramos rectos la separaci6n entre espigones estd dada por la siguiente relacion :

en donde r

S = separacion entre espigones

Lt = Largo de trabajo del espigan

= angulo de orientacion del espigan con res pecto a la ribera rectificada hacia agua; abaio.

8 = bngulo de desviacion de la corriente. Ex- perimenta lmente varia entre 9 y 1 1

Figura 17.- Separacion de espigones en tramos rectos

En e l caso de localizar espigones en curvas, la separaci6n entre ellos se obtiene gr6ficamente como se indica en la s i - guiente figura.

Figura 18.- Localizacich de espigones en curva

@ = sngulo de desviaclh de la corriente

= 6ngulo de orientacion

A = local lzacl6n del espigein II

1 = ribera rectificada

2 = ribera socavada - O L = tangente a la ribera rec+lflcada en e l punto

de fnterseccldn de esto con e l espigon - @P = Para le la a la recia O L que se lntersecta a un

extremo de l esplgbn . S1 la curva es segu lar y tiene un unico radio de curvatura, la separaclon que se ha ensayado con buenos resultados co- rresponde a lo siguiente relacion :

Si la curva es irregular o con un radio de curvatura peque - iio, la separocldn entre espigones necesariamente debe en- con trarse en forma gr6f k a .

L o c a l i z a c l b n e n P l a n t a O - En lo re fe ren tea la locallzaci6n de los espigones, esta quedar6 definida por la separaci6n entre e l los. Sin embargo, los primeros espigo- nes a colocar en un sistema de este tipo requieren de un tratam lento especia l para defin ir su loca lizacion y largo.

E l primero deber6 ser de la menor longitud posible. En ge- neral se toma como largo mCnima e l equivalente a la pro- fundidad media del cauce en esa zona; los otros dos a m e n tan unlfomemente de tal manera que e l cuarto ya tenga 1: longitud del proyecto. Esto con e l obieto de producir una desviaci6n gradual del flujo, de manera que este no ataque en f o n o directa a l sistema de proteccion disefiado,

P e n d i e n t - e d e C o r o n a c i o n d e l o s E s p i g o n e s .- La pt&c+%a ha demostrado en diferentes obras, e l buen fun-

S - - L - cionamientc que presentan los espigones que han sido cons truidos con pendientes en su coronaci6n hacia e l centro deI cauce. Las ventajas que se han observado son las siguien- tes :

- N o existe prhcticamente, socavacion local en e l extremo del esplg6n.

- Se ahorra material requerido para constwir ros e* pigones con respecto a un espig6n de coronamien-

to Rorizontal.

- E l deposito de material arenoso entre espigones se efectua con m& rapidez que con talud hori- zon ta B ,

Las pendientes de lo coronacion, pueden variar entre 0. @ (2'h) y 0.25 (25%) de acuerdo a investigaciones efectua- das a l respecto.

Las obras de prctecci6n a base de espigones son obras que pueden catalogarse como economicas, ya que en su cons- truccion pueden ut l llzarse diversos materia les : tierra prote - gida con enrocados, rle les metii licos, hormig6n, gaviones , etc . Estos Ultirnos que eston constituMos por enrejados me talicos de forma prlmotlca, se re1 lenan con canta rodado- presentando ciertas ventajas por su flexi bi lldad y grado de adaptacion con el regimen hldraiilico y variaci6n con el fondo del cauce . En las Figuras 19 y 20 se detallan, uno vista lateral en a l zada y una seccion tlpica de espigones construidos a base de gaviones rnetblicos.

4.2 Construccion de Muros de Proteccion Longitudin~l

Las obras de proteccion efectuadas con muros longitud ina les, persiguen basicamente dos objetivos : Defensa contra desbordamientos y protec- ci6n directa de riberas,

4.2.1 Defensa contra Desbordamientos

Se ha indicado que en la mayoria de nuestros rios la confi guracion del cauce suelo es muy irregular, razon por la que en epoca de avenidas la seccion Gtil en algunos tra- mos resulta insuficiente pam desaguar e l volumen total de los aportes que recibe . Las defensas contra desbordamien- tos tienen corno finalidad la delimitaci6n de estos sectores a traves del emplazamiento de muros longitudinales que im piden el desborde del cauce, ademas de la recuperacion de terrenos r i berenss ,

Previo a la localizacion de los muros de protecci6n longltu dinal en la zona de estudio, se establecer& las causas d d desbordamiento, de manera que e l sistema de defensas neu- tralice estos efectos y restablezca e l cauce entre los limi - tes prefijados . Las r i beras propuestas por la defensa, deberon presentar un

FIG. 19 y FIG. 2 0 .- VISTA EN PLANTA Y SECCION TIPICA EN ELEVACION DE

ESPIGONES DE ASTA SIMPLE.

, lb.

L

alineamiento parejo, sin salientes n i curvas agudas. Las i- rregularidades en su alineacl6n puede ocasionar que la co- rriente cruce bruscamente y afecte la ribera opuesta, oca

I

sionando graves daiios. E l emplazamiento de estas obras , requerir6 del estudio del eje hidrelulico del cauce, por lo menos en la zona a proteger, e l que se ver6 afectado de- bido a la loca lizaci6n de l muro longitudina l, determ inan- do para estos casos las alturas de aguas mbximas para e l cual e l muro ser6 diseiiodo, de manera de salvaguardar los terrenos co lindantes frente a un pe l i gro de inundacion . En la construccion de estas obras contra desbordamientos , se pueden ut i lizar diversos materia les, dependiendo su elec - ci6n de condiciones de tipo tanto economicas como tecni- cas, en cuanto a la seguridad requerida del sistema y las caructerMcas de suelo del area,

Entre los materiales de conrtruccion m65 utilizados se tie- nen : Muros de tierra con o sin proteccion de enrocados , gaviones, tablaestacas y mamposteria de piedra.

En las siguientes Figuras ( 21 y 22 ) se presentan algunos ejemplos de protecci6n contra desbordamien tos, u t i lizando distintos materia les de construcci6n.

Figura 21 . - Obras contra desbordam lentos construidos en muros de tierra $.con proteccion de en

I

rocados.

Flgura22,- Obras contradesbsrdamlentos construMos a base de gaviones

4.2.2 Proteecltin Directa de Riberas

Para la defensa contra los desbordamientos es necesario em - plazar estructuras destinadas a proteger terrenos ribereiios del peligro de Inundacion. En este caso de proteccion d i - recta de las morgenes, las obras estar6n orientadas a pre- servar la propla ribera contra Pa contCnua socavacion de la corriente, minimizando e l riesgp de estructuras, caminos e insta laciones ubicadas en las fnmediaciones . N o es necesario, entonces, un desbordamiento para que - cauces perfectamente definidos y con desague suficiente para absorber las crecidas de cierta importancia, represew tan un peligro cierto, debido a la fragilidad de sus ribe- ras. En estos casos se impone la necesidad de reforzar las mismas mediante obras de proteccion, apoyadas directametr te sobre la ribera,

En las Figuras 23 y 24, se presentan ejemplos de protec- cion directa de rlberas; mediante la uti l izacion de enroca dos y gaviones.

Pnotecci6n de aibems mediante enrocados

Figura 24.- Protecclon de riberas mediante gavviones