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PUENTES
Peor que una guerra

La experiencia mundial demuestra que la mayoría de puentes fallan mayormente por razones hidráulicas, y el Perú no es la excepción. En los 3 primeros meses de 1998, El Niño fue responsable de dañar o destruir un total de 68 puentes y cerca de 800 km de carreteras, con pérdidas estimadas en US$ 600 millones. Probablemente ni una guerra hubiera podido causar tal devastación a la infraestructura vial en tan poco tiempo. La imagen a la derecha muestra la localización de los puentes caídos, los círculos azules representan puentes mayores de 50 m. El norte del Perú, especialmente los departamentos de Tumbes, Piura y Lambayeque sufrieron los mayores daños. Los puentes y alcantarillas fallan debido a erosión, tanto general como local.
Damaged bridges
Fuente:Revista Caretas
Erosión General

La erosión general o degradación es la disminución del nivel del cauce de un río producido por el agua que fluye sobre él. Puede ser temporal (el cauce recupera su elevación inicial después de una avenida) o permanente. La erosión general es un fenómeno natural, pero que puede ser agravado por intervenciones humanas como diques, rectificación del cauce, extracción de agregados, etc. Si es intensa, la degradación puede dejar expuesta la cimentación de puentes y otras estructuras, haciéndolas más vulnerables a la erosión local. La foto a la derecha muestra el Puente Perales en España, los pilotes y la zapata están "en el aire" debido a la degradación permanente del cauce. Muchos ríos en el Perú sufren de una acentuada degradación. Por ejemplo, el río Piura tiene una degradación de casi 4 metros, la cual deja expuesta las zapatas de varios puentes (ver fotos abajo). Dos puentes: Viejo y Bolognesi, colapsaron en 1998
Erosión por contracción

La erosión por contracción sucede cuando los estribos o terraplenes de un puente reducen el área transversal de un río haciéndolo más angosto. La contracción origina mayores velocidades y remolinos, incrementando la capacidad erosiva del flujo. La construccion de terraplenes en puentes es una práctica común en ríos con llanuras de inundación muy anchas (como en la costa). La foto de abajo muestra los fosos de erosión en una sección contraída en una canal de laboratorio (Castilla-La Mancha, España).
Abajo se muestra la erosión por contracción y estribo calculadas por el modelo 3D SSIIM. Notar la extraordinaria similitud entre la forma del foso de erosión experimental (arriba) y la solución numérica (abajo). Por ejemplo, la máxima erosión ocurre en la esquina aguas arriba del estribo.
CFD abutment scour
Erosión en Pilares

La erosión local en pilares es causada por los remolinos formados por la obstrucción que el pilar hace al flujo agua. La máxima profundidad de erosión depende de la velocidad y profundidad del flujo, así como del tamaño y forma del pilar. Cuando la erosión general deja expuesta la zapata, el ancho "efectivo" del pilar aumenta al igual que la erosión local. Por lo tanto, la erosión general podría tener como efecto un aumento en la erosión local de un pilar.
Erosión local en pilares: (a) Foso de erosión local en el Nuevo Puente Independencia en el río Piura (b) Pilar hundido en el Viejo Puente Independencia que falló en 1983..
Hasta hace poco, métodos experimentales como la modelación física a escala reducida eran la única manera posible de estudiar la erosión local. Actualmente, los modelos numéricos en computadora pueden realizar esa tarea con resultados muy prometedores, como se muestra abajo para el foso de erosión calculado usando SSIIM.
Falla del terraplén

En muchos casos el terraplén que conecta el puente o alcantarilla con las orillas del río falla, aunque el puente o alcantarilla permanezcan intactos. Aunque este falla es menos catastrófica, el flujo de tráfico es interrumpido generando aislamiento de poblaciones
Alcantarillas

En mucos ríos de la costa norte del Perú son comunes las alcantarillas de marco múltiples, como una alternativa más barata a los puentes. Su mayor problema es que la degradación del cauce aguas abajo genera una "caída" (ver foto, abajo izquierda) que a su vez causa puede originar un salto hidráulico muy erosivo. La erosión local generada por el salto hidráulico aguas abajo de la alcantarilla puede hacer que ésta se "hunda" (ver foto, abajo derecha).
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Actualización: Noviembre 15, 2003
Autor: José Vásquez
e-mail: vasquez@civil.ubc.ca