Análisis experimental en modelo físico de fenómenos de turbulencia causantes de erosión alrededor de pilas de puentes utilizando Acoustic Doppler Velocimeter ADV

En el ámbito de la ingeniería hidráulica, el flujo del río y los problemas asociados a éste, tales como el transporte de sedimentos, las deformaciones del lecho del río, la socavación y las inundaciones son considerados los principales problemas de cualquier país. La mayoría de las fallas que se tiene en puentes son por socavación y un ejemplo de ello es el estudio de la U.S. Federal Highway Administration de 1973, donde se determinó que, de 383 casos de fallas en puentes observados, el 97% fueron causados por problemas hidráulicos de erosiones locales: 25% en pilas y 75%en estribos; es decir, solo el 3% de los fallos registrados se deben a causas no relacionadas con la hidráulica. El presente estudio analiza de manera experimental el fenómeno de turbulencia que provoca erosiones alrededor de dos pilas de sección circular y cuadrada (10 cm de diámetro y 10 cm de lado, respectivamente), mediante la utilización de la sonda Acoustic Doppler Velocimeter ADV en las instalaciones del CIERHI de la Escuela Politécnica Nacional. Se compara, además, la influencia que genera la geometría de la pila en los resultados, tablas y gráficas del análisis de turbulencia y erosiones.

In the field of hydraulic engineering, the flow of the river and the problems associated with it, such as sediment transport, river bed deformation, scour and floods are considered the main problems of any country. The majority of failures that are in bridges are by scour and an example of this is the study of the U.S. Federal Highway Administration of 1973, where it was determined that, of 383 cases of observed bridge failures, 97% were caused by hydraulic problems of local erosion: 25% in piles and 75% in abutments; that is, only 3% of the failures recorded are due to causes not related to hydraulics. The present study analyzes in an experimental way the phenomenon of turbulence that causes erosions around two piers of circular and square section (10 cm in diameter and 10 cm on each side, respectively), by using the Acoustic Doppler Velocimeter ADV probe in the facilities of the CIERHI of the National Polytechnic School. In addition, the influence generated by the geometry of the pile in the results, tables and graphs of the analysis of turbulence and erosions is compared

Ahmed Hamad, Khaled Mohamed, director