Mecánica del transporte de sedimentos en cauces de alta pendiente Modelo de Estela

Abstract

En el presente trabajo, se ha estudiado la mecánica del transporte de sedimentos en el río Ica, un cauce de alta pendiente y gran rugosidad, empleando para ello el modelo de estela y el modelo de flujo de ríos HEC-RAS. Los parámetros geomorfológicos del tramo del río Ica, se han estimado utilizando los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y los parámetros hidráulicos han sido obtenidos de la aplicación del modelo HEC-RAS. El cálculo de la resistencia de la rugosidad se realizó empleando un modelo de estela, el cual considera un coeficiente de rugosidad e introduce otro, el coeficiente de estela. Los coeficientes de Estela considerados, son valores promedio recomendados en el estudio “Transporte de Material Grueso en Cauces de Alta Pendiente” debido a la imposibilidad de poder calcularlos directamente por la ausencia de registros en el río Ica. Los valores obtenidos fueron comparados con los estudios realizados por la empresa consultora Asesores Técnicos Asociados S.A. encontrándose una buena correspondencia (99,18%) entre los valores calculados. La determinación de las condiciones de inicio de movimiento de partículas, fue analizada considerando los criterios de la velocidad crítica, caudal crítico, número de Froude densimétrico y esfuerzo cortante crítico. Los resultados de inicio de movimiento de partículas muestran una correspondencia adecuada entre los criterios de esfuerzo cortante crítico y velocidad crítica. Para el estudio del transporte del material de fondo, se analizaron tres funciones de transporte de esfuerzo cortante, una función de exceso del caudal sobre su valor crítico y una función de exceso del número de Froude de la partícula sobre su valor crítico. Los resultados hallados muestran cierta similitud entre los métodos de Ackers White y Mora y una fuerte disparidad entre los otros métodos; asimismo, la curva de distribución granulométrica presenta una zona de transición en la cual las diversas formulaciones de transporte proporcionan resultados que no reflejan adecuadamente el incremento en la capacidad de transporte con la presencia de mayores caudales.