ROL DE LA TURBULENCIA EN LA EROSIÓN DE RIBERAS DE CAUCES NATURALES MODELADO MEDIANTE SIMULACIONES NUMÉRICAS
CHRISTIAN GONZÁLEZ1
MARK SCHMEECKLE2
RESUMEN
Los cauces naturales cambian continuamente de forma, apareciendo meandros y otras configuraciones complejas (por ejemplo, barras, ríos trenzados, confluencias internas, etc.). Su vida dinámica está fuertemente determinada por las interacciones que ocurren entre sus riberas y el flujo. Estas interacciones también determinan cuándo se estabiliza un cauce, es decir, cuándo su ancho permanece constante. Actualmente, la estabilización de cauces se entiende como la consecución del equilibrio entre procesos de difusión de sedimentos y fuerzas gravitacionales. Sin embargo, el papel de otros procesos potencialmente relevantes no está totalmente comprendido, por lo que necesitan ser abordados en mayor profundidad. Entre estos, la presencia de corrientes secundarias cerca de las riberas, o la distribución espacial de turbulencia. Así, exploramos estos fenómenos con el objetivo de proporcionar una mejor comprensión de la erosión de riberas y estabilidad de cauces. Para ello, simulamos un cauce de lecho plano bajo 8 condiciones con diferente capacidad de erosión (parámetro de Shields variando de 0.03 a 1.78). En estas simulaciones resolvimos un flujo turbulento 3D mediante LES y el movimiento de partículas de sedimento a través de un DEM. Así, observamos que corrientes secundarias aparecieron cerca de las riberas promoviendo la erosión, asociadas con altos niveles de energía cinética turbulenta y esfuerzos de corte. Así, la turbulencia es un mecanismo que determina la erosión de riberas, el que logramos cuantificar y caracterizar.
1 Profesor, Escuela de Obras Civiles, Universidad Diego Portales – email: christian.gonzalez@udp.cl
2 Profesor, School of Geographical Sciences and Urban Planning, Arizona State University – email: mschmeec@asu.edu
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