Estudio de las perspectivas tridimensionales de la estructura de flujo alrededor del pilote del puente en función de la distribución del patrón de vegetación
DOI:
https://doi.org/10.18172/cig.5778Palabras clave:
estructura coherente, análisis de octantes;, análisis de cuadrantes;, lavado;, gestión de la vegetación, soluciones basadas en la naturalezaResumen
Las técnicas de modelado nos permiten comprender cómo proteger infraestructuras vitales mediante soluciones basadas en la naturaleza. En esta investigación, demostramos que, al seleccionar una distribución específica del patrón de vegetación aguas arriba de un pilote, podríamos reducir la cantidad de socavación alrededor de los pilotes de un puente. Esto es clave para evitar los impactos negativos que ocurren después de los deslizamientos de tierra, las inundaciones repentinas o los flujos de lodo cerca de áreas pobladas. Esta solución puede mitigar la desestabilización de infraestructuras como los puentes. Para lograr este objetivo, se utilizó un dispositivo de Velocimetría Acoustic Doppler (VAD) para medir los componentes de velocidad en un canal experimental de 90 cm de ancho, 15 metros de longitud y 60 cm de altura. Se utilizaron dos anchos diferentes de vegetación: la vegetación en general, con un ancho de 90 cm, y la parcheada, con un ancho de 10 cm, ubicada aguas arriba del pilote del puente. En el caso de usar vegetación parcheada, se observó una reducción del 36% en la cantidad de socavación alrededor del pilote del puente en comparación con la vegetación libre, mostrando el efecto positivo de utilizar vegetación para reducir la socavación. En ambos casos, la cantidad de tensión negativa de Reynolds disminuyó en presencia de vegetación. Mediante un análisis de octantes, se demostró que la vegetación en general convirtió los eventos internos en externos frente a la estructura. Sin embargo, en el caso de utilizar vegetación parcheada, también se observaron eventos internos además externos. En presencia de vegetación irregular cambió la dirección transversal de los vórtices hacia afuera de internos a externos. En presencia de vegetación irregular, la dominancia del evento interno disminuyó bruscamente. La vegetación en la trayectoria del flujo afectó algunos eventos de fractura y, como resultado, redujo la socavación. Los resultados mostraron que cada uno de los modelos de vegetación utilizados tiene un efecto diferente en los eventos de fractura y estos eventos pueden afectar la profundidad del agujero de socavación.
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