INCORPORACIÓN DE LA RUGOSIDAD SUPERFICIAL DE PILAS DE PUENTE EN MODELOS DE SIMULACIÓN 2D PARA REDUCIR LA SOCAVACIÓN LOCAL

Abstract

El presente trabajo de investigación se centra en el estudio de la socavación local en las pilas de puentes, buscando valorar los beneficios obtenidos tras incorporar distintos acabados superficiales para mitigar la profundidad de socavación en estas estructuras. En México los problemas de socavación en infraestructuras son un desafío significativo, por lo que este estudio explora métodos para predecir, analizar y reducir este fenómeno. La implementación de acabados superficiales en las pilas de puentes se propone como una solución para disminuir los efectos de los vórtices de herradura y estela en el flujo, presentándose como una alternativa innovadora y potencialmente efectiva en la lucha contra la socavación. La modelación y simulación numérica de flujo, debido a su menor demanda de recursos y su flexibilidad analítica, ha adquirido papel importante en este tipo de análisis. Por lo que mediante la implementación del modelo bidimensional IBER, se evaluó la eficacia los acabados superficiales en pilas de puente, tratándolos como un coeficiente de rugosidad equivalente. Este modelo permitió simular diferentes escenarios para validar el impacto de los acabados en el comportamiento hidrodinámico y en la profundidad de socavación en un estudio de caso real. Para verificar si los acabados superficiales en las pilas de puentes efectivamente reducen la socavación local, se examinaron los efectos de la rugosidad equivalente en el puente “Maxixapa”. Se analizaron acabados tipo liso, casquete hexagonal y casquete esférico bajo condiciones hidrodinámicas y de transporte de sedimentos para periodos de retorno de 5, 10 y 20 años. Los resultados de la simulación bidimensional revelaron que la incorporación de rugosidad superficial sobre pilas de puente puede ser una medida protectora bastante eficaz para disminuir los efectos adversos de la socavación local. Los valores de rugosidad analizadas lograron una disminución de al menos un 30% en la profundidad de socavación en comparación con un acabado liso, demostrando así el potencial de este enfoque en la reducción de la profundidad de socavación en las pilas de puentes.