Aplicación de deflectores para el control de la socavación local alrededor de pilas cuadradas y rectangulares
Application of deflectors for local scour control around square and rectangular piers

Alix Moncada-Moreno, Omar Molina, Ambrosio Suárez

Resumen


El presente estudio analiza experimentalmente el efecto de diferentes dispositivos de alteración del flujo para el control de la socavación local en pilas, que se denominaron deflectores. En los ensayos se utilizó una pila cuadrada y una rectangular; y se usó arena como material de fondo. En primer lugar, con la pila cuadrada, se analizaron los siguientes dispositivos: una placa colocada alrededor de la pila, dispositivos cúbicos con una sección curva y deflectores curvos del flujo descendente en la pila. Posteriormente, usando la pila rectangular, se ensayaron los dispositivos que lograron la mayor protección a la pila cuadrada. Además, se analizó un dispositivo alternativo que se diseñó considerando el efecto favorable alcanzado por dos de estos dispositivos, al cual se le denominó deflector tipo canaleta curva. Para cada experimento, se midió el perfil del fondo erosionado en el eje de cada lado de la pila. Esto permitió determinar la profundidad de socavación máxima. Se obtuvo que la posición óptima de la placa alrededor de la pila cuadrada era colocada a nivel del fondo. Bajo esta condición y con el mayor ancho de placa igual a 2.5 cm, se alcanzó la mayor efectividad igual a 68.11 %. Esto indica que la posición y el ancho de la placa tienen una gran influencia sobre la reducción de la profundidad de socavación. Los deflectores tipo canaleta curva de esquinas rectangulares y redondeadas y la placa plana, ubicados alrededor de la pila rectangular y a nivel del fondo granular, lograron la mayor efectividad de 91.12 %, 91.54 % y 73.36 %, respectivamente. Estos dispositivos lograron una disminución significativa en el tamaño del foso de socavación y una reducción considerable de la profundidad de socavación máxima.



The present study experimentally analyses the effect of different flow alteration devices for local scour control at piers, which were denominated deflectors. A square and a rectangular pier were used in the tests; and sand was used as bed material. Firstly, with the square pier, the following devices were analyzed: a plate placed around the pier; cubic devices with a curved section and curved deflectors of the down flow at pier. Subsequently, using the rectangular pier, the devices that achieved the greatest protection to the square pier were tested. Furthermore, an alternative device was analyzed that was designed considering the favorable effect achieved by two of these devices, which was denominated a curved gutter-type deflector. For each experiment, the scoured bed profile was measured on the axis of each side of the pier. This allowed determining the maximum scour depth. It was obtained that the optimum location of the plate around the square pier was placed at the bed level. Under this condition and with the greatest width of the plate equal to 2.5 cm, the highest efficiency equal to 68.11 % was reached. This indicates that the location and width of the plate have a great influence on the reduction of the scour depth. The curved gutter-type deflectors with rectangular and rounded corners and the flat plate, located around the rectangular pier at the granular bed level, reached the greatest efficiency of 91.12 %, 91.54 % and 73.36 %, respectively. These devices achieved a significant decrease in the size of the scour hole and a considerable reduction of the maximum scour depth.


Palabras clave


Socavación local, socavación en pilas cuadradas y rectangulares, fosos de socavación, control de la socavación, deflectores como dispositivos de protección;Socavación local, socavación en pilas cuadradas y rectangulares, fosos de socavación, control de la

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