CLASIFICACIÓN DE OBRAS

Son obras destinadas a evitar la erosión y la socavación en ríos y esteros producto del flujo del agua.

Las obras en los cauces, casi sin excepción, producen estrechamientos queoriginan las aceleraciones y desaceleraciones que arrastran el material del cauce produciendo la erosión. Las obras de defensa están destinadas a controlar este problema.

Se identifican con claridad dos tipos de socavación en los cauces:

Socavación General: se produce con ocasión de grandes crecidas, durante las cuales el agua arrastra material en suspensión aumentando con ello el área de la sección transversal de la sección de escurrimiento. Al producirse la recesión de la crecida el material en suspensión precipita y se deposita en el fondo. Este tipo de socavación se produce de manera natural y no depende de la existencia de obras civiles artificiales.

Socavación Local: en este caso, la socavación ocurre en puntos localizados y en general está asociada a la existencia de obras civiles presentes en el cauce. Es un fenómeno que persiste mientras persista el elemento que lo produce.

TIPOS DE OBRA

ENROCAMIENTO

Los enrocados son revestimientos del cauce ejecutados por medio de la colocación ordenada de grandes rocas que por su peso y trabazón no son removidas por el flujo. Se disponen tanto en el fondo como en las orillas del cauce, y su diseño se realiza en función de la velocidad del flujo y de la profundidad de las socavaciones esperadas.

Los enrocados se pueden construir con una o más capas de rocas. Su estabilidad depende del ángulo que la cara mojada presenta respecto a la vertical. Se fundan a una profundidad mayor que la socavación general o local esperada. Se pueden definir dos tipos de enrocados.

Enrocados simples: son aquellos que se instalan sueltos, sin un material aglutinante.

Enrocados Consolidados: en este caso, se dispone un material que produce adherencia entre las rocas, como el hormigón.

Este tipo de obras se utilizan en las siguientes situaciones:

 Para provocar los estrechamientos por aguas arriba de obras como bocatomas y puentes y para evitar la erosión en las expansiones del flujo que ocurren aguas abajo de esas mismas obras.

Protección del fondo del cauce a la salida de compuertas y radieres.

Construcción de barreras fijas en bocatomas.

GAVIONES

Los gaviones son cajas armables formadas por una malla de alambre (eventualmente PVC), que se rellenan con piedras y se amarran con alambre. La ventaja que tienen es que pueden ser construidas utilizando sólo mano de obra, pudiendo conseguirse grandes volúmenes por acumulación. Son flexibles, por lo que se acomodan sin romperse a los asentamientos del suelo. Una de sus limitantes es que su vida útil es entre 5 y 10 años por vulnerables a la corrosión y la abrasión.

Se utilizan en puntos focalizados, o como revestimientos sistemáticos de riberas, como ocurre en el caso del río Mapocho en algunos sectores. Las dimensiones habituales son una sección transversal de 1 m x 1 m y largos de 1, 2 y 3 m, aunque pueden tener otras dimensiones. También existen las llamadas colchonetas de gaviones, de dimensiones 0,3 x 1,0 x 3,0 m, que son

utilizadas para proteger el fondo de un cauce (alfombras de gaviones).

ESPIGONES

La definición de espigón en términos marítimos es: “Macizo saliente o dique que avanza en el mar o en un río para protección de un puerto”. Se usan mucho en hidráulica marítima, uso que se ha extendido a los ríos.

 Son grandes espolones que se instalan de manera transversal en el cauce de los ríos empotrados en las orillas, y que alejan de ellas los escurrimientos  evitando la erosión. Los espigones alteran el flujo natural de la arena, por lo que permiten manejar los sólidos, retirándolos de un lugar y depositándolos en otros.

 También modifican el flujo en el cauce, alejando la corriente de una orilla y concentrándolo en la otra según necesidad. Están construidos como un pretil de material granular de sección trapezoidal protegidos en su contorno por grandes enrocados capaces de resistir la fuerza de la corriente.

MUROS DE BORDE

 Estas obras cumplen con la función de evitar el rebose del agua hacia lugares no deseados, producto de la existencia de sectores en que el borde es bajo o no existe. En general se construyen en canales en zonas de cruces de quebradas, bajos, desagües y, en general, atraviesos de sectores en terraplén.

Estos muros pueden estar construidos con materiales definitivos o rústicos de distinto tipo:

- Hormigón simple o armado

- Albañilería de piedra

- Mamposterías de pircas

- Tacos de tierra y champas

- Gaviones estucados o con hormigón proyectado

 COMO SE HACE UN ROMPEOLAS

Un cortaolas, rompeolas o malecón (solo si es transitable) es una estructura costera que tiene por finalidad principal proteger la costa o un puerto de la acción de las olas del mar o del clima. Son calculados, normalmente, para una determinada altura de ola con un periodo de retorno especificado. El cálculo y diseño de una estructura marítima de este porte, así como de diques, molles o muelles, y otras estructuras marítimas, es diseñado por especialistas en ingeniería hidráulica.

También se llaman cortaolas a una parte de los pilares de un puente, que tiene la finalidad de sustentar la presión del agua

El objetivo de la construcción de un rompeolas es establecer una zona de mar en calma en la que las embarcaciones se puedan amarrar con seguridad durante períodos meteorológicos adversos. Es, por lo tanto, importante para la comunidad local que el rompeolas sea capaz de soportar el impacto de las olas normalmente propias de la zona. La no consecución de estos objetivos en situaciones normales (sin contar el efecto de tormentas extraordinariamente fuertes) podría provocar daños considerables a la flota pesquera. Para evitar que esto suceda se deberán tomar todo tipo de precauciones al construir un rompeolas a nivel artesanal con muy poca o ninguna ayuda o supervisión por parte del ministerio de obras públicas. De hecho, en litorales rocosos, no se debería intentar construir rompeolas en profundidades superiores a los 3 m sin contar con asistencia técnica, debido a la compleja naturaleza de las olas en aguas más profundas. Por otra parte, en las costas arenosas siempre debe recabarse el asesoramiento de expertos, cualquiera que sea la profundidad del agua.

Sección transversal tipica de un rompeolas de escollera.

El rompeolas típico consiste en una cresta de piedra basta, también llamada núcleo, cubierta o protegida por recubrimientos o capas de piedras más pesadas

El núcleo. Normalmente éste consiste en desechos de cantera sin las partículas finas (polvo y arena) vertidos en un montón en el mar por medio de un camión volquete. Para facilitar el vertido por medio de un camión, el núcleo debe tener preferiblemente una anchura de 4 a 5 m en su extremo superior y encontrarse a una altura aproximada de 0,5 m por encima del nivel medio del mar o, cuando hubiera una gran amplitud de mareas, por encima del nivel de pleamar en marea viva (Figuras 31a a 31c). El extremo superior del núcleo se deberá mantener nivelado y uniforme por medio de una máquina explanadora a fin de permitir que los camiones volquete puedan viajar a lo largo de todo el rompeolas. Cuando se echa al agua, el núcleo de escollera queda descansando con una pendiente aproximada de 1 a 1, lo que quiere decir que su nivel desciende en 1 m por cada metro que avanza. Dado el poco peso de la escollera en el núcleo, todo el trabajo de construcción relacionado con rompeolas deberá efectuarse durante las estaciones de más calma.

En el Capítulo 4 se describe detalladamente el tipo de roca adecuado para un rompeolas de escollera.

La primera capa inferior. La primera capa inferior de piedra que protege el núcleo de escollera para impedir que sea arrastrado normalmente consiste en piezas sueltas de piedra cuyo peso varía entre un mínimo de 500 kg hasta un máximo de 1 000 kg (Figuras 32a a 32c).

Estas piezas se depositan normalmente en dos capas como mínimo con una pendiente que es generalmente menos acusada que la del núcleo, 2,5/1 en la pendiente exterior y 1,5/1 en la pendiente interior. Una pendiente de 2,5/1 quiere decir que el nivel desciende 1 m por cada 2,5 m de avance. La primera capa de piedra puede ser colocada con una excavadora hidráulica, como se muestra en las Figuras 32b y 32c. También se puede utilizar una grúa normal si hay espacio para las patas de apoyo; no se deben utilizar las grúas con ruedas de goma en ningún momento sobre un núcleo desnivelado sin que sus patas de apoyo se encuentren en la posición extendida.

La excavadora debe colocar la piedra más pesada tan rápido como sea posible sin dejar demasiado núcleo de escollera expuesto a la acción de las olas. Si llegara una tormenta al lugar con demasiado núcleo expuesto, existe el grave peligro de que el núcleo sea arrastrado y distribuido por las olas en toda la zona de construcción del puerto.

La Figura 32a muestra la distribución de un perfil de piedra determinado, en este caso con una pendiente de 2,5/1: la distancia H es la altura de la parte superior de la nueva capa descendente por encima del nivel del fondo del mar. Sería conveniente colocar una pértiga de madera en la punta del núcleo subyacente y fijarla en su sitio con mortero. Se debería colocar una plomada pesada de piedra en el fondo del mar con una boya marcadora a una distancia igual a 2,5 x H. Posteriormente se debería llevar una cuerda de nilón de un color fuerte desde la plomada a la altura requerida de la pértiga. Este procedimiento debe repetirse cada 5 m a fin de ayudar al operador de la grúa o de la excavadora a colocar la capa superior. Un nadador equipado con gafas de buceo debe asegurarse de que cada una de las piedras sueltas quede colocada dentro del perfil señalado.

La capa principal de protección. La capa principal de protección, como su propio nombre indica, constituye la defensa principal del rompeolas a la embestida de las olas. La existencia de cualquier tipo de defecto en la calidad de la roca (Capítulo 4), graduación (tamaño demasiado pequeño) o colocación (pendiente desnivelada o demasiado acusada) pondría a todo el rompeolas en grave peligro. Por esto se deberá tener mucho cuidado al seleccionar y colocar las piedras correspondientes a la capa principal de protección.

Colocación del núcleo de la escollera.

Colocación de la capa inferior.

Estas piedras grandes se deben izar una a una utilizando una eslinga o valvas mordientes y colocar en el agua con la ayuda de un submarinista o de una embarcación con tripulación equipada con un tubo con un cristal tapando uno de sus extremos. La capa de protección se debe colocar piedra a piedra en una secuencia que asegure su interconexión; en la Figura 33, por ejemplo, la piedra número 2 es mantenida en su sitio entre las piedras 1 y 3, mientras que la piedra 4 está bloqueada entre las piedras 3 y 5.

Colocación de la capa principal de protección.

 Se asegura así que una ola no pueda arrancar una de las piedras y hacer que las que están encima caigan por la pendiente, rompiendo la capa de protección y exponiendo la escollera más pequeña que hay debajo. Para asegurar la correcta colocación de las piedras, el submarinista o ayudante en la embarcación debe dirigir al operador de la grúa cada vez que se coloca una nueva piedra hasta que la capa de piedras sobrepase la superficie del agua. Al igual que con la primera capa inferior, se necesitan dos capas de piedras de protección para completar la capa principal de protección.

 Excavadora hidráulica colocando la escollera sobre la cresta.

Muestra la excavadora retrocediendo al principio del rompeolas cerrando las capas superiores simultáneamente. El final o cabezal del rompeolas es la parte más delicada del mismo y requiere un mayor cuidado. Se deberá aumentar la pendiente exterior de 2.5/1 a 3/1 a fin de mejorar la estabilidad