Tema 2 socavacion final

PUERTOS Y VIAS NAVEGABLES GRUPO 2
INDICE
1) CONCEPTOS GENERALES
2) SOCAVACION EN PUENTES
2.1) CALCULO DE SOCAVACION UNIVERSIDAD DE CAULA
3) TIPOS DE SOCAVACION
3.1) SOCAVACION GENERAL
3.2) SOCAVACION LOCALIZADA
3.3) SOCAVACION LOCAL EN PILAS Y ESTRIBOS
3.3.1) SOCAVACION LOCAL EN PILAS
3.3.2) SOCAVACION LOCAL EN ESTRIBOS
3.4) SOCAVACION EN ESTRECHAMIENTOS
3.5) SOCAVACION EN CURVAS
4) EROSION
4.1 TIPOS DE EROSION
4.2 EROSION HIDRICA
4.3 EROSION FLUVIAL
4.4 EROSION LOCAL EN ESTRIBOS O EROSION AL PIE DE
OBRAS UNIDAS A LA MARGEN
4.5 EROSION EN LAS CURVAS

5) EFECTOS DAÑINOS DE LA EROSION
6) MEDIDAS PARA EL CONTROL DE LA EROSION
6.1) MANTAS DE EROSION
6.2) ALTERNATIVAS PARA EL CONTROL DE LA EROSION
MEDIANTE EL USO DE COBERTURAS CONVENCIONALES, NO
CONVENCIONALES, Y VEGETALIZADAS
7) RECOMENDACIONES
8) BIBLIOGRAFIA

SOCAVACION
1. CONCEPTOS GENERALES:
La socavación es la remoción de materiales del lecho de un cauce debido a la
acción erosiva del flujo de agua alrededor de una estructura hidráulica. La
socavación del fondo de un cauce definido es el producto del desequilibrio entre el
aporte sólido que trae el agua a una cierta sección y la mayor cantidad de material
que es removido por el agua en esa sección. Los materiales se socavan en
diferentes formas: suelos granulares sueltos se erosionan rápidamente mientras
que los suelos arcillosos son más resistentes a la erosión. La profundidad máxima
de socavación se alcanza en horas para suelos arenosos, en tanto que puede tardar
días en suelos cohesivos, meses en piedras areniscas, años en piedras calizas, y
siglos en rocas tipo granito. Es posible que varias crecientes se requieran para que
se produzca máxima profundidad de socavación dependiendo del tipo de material.
2. SOCAVACIÓN EN PUENTES
2.1 CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓN UNIVERSIDAD DEL CAUCA
La anterior expresión no considera el efecto de la contracción del flujo debida a
estribos y pilas, ni el peso específico del agua durante la creciente, por lo que debe
corregirse mediante unos factores de ajuste cuando se trata de evaluar un puente.
El factor de corrección por contracción µ es menor que 1 y contribuye al aumento
de la profundidad de socavación.

3. TIPOS DE SOCAVACION:
 Socavación general
 Socavación localizada
 Socavación local en pilas y estribos
 Socavación en estrechamientos
 Socavación en curvas
3.1 SOCAVACION GENERAL

La socavación general es un fenómeno de largo plazo, que podríamos llamar
natural, se da en la parte alta de las cuencas hidrográficas, donde la pendiente del
talweg es elevada. Como consecuencia, la velocidad del agua y la capacidad de
arrastre de la corriente es elevada. En la medida que el flujo arrastra más material,
el flujo alcanza rápidamente su capacidad potencial de arrastre, el mismo que es
función de la velocidad. En ese punto ya no produce socavación, la sección,
márgenes y fondo son estables. A medida que se avanza en el curso del río o
arroyo, la pendiente disminuye, consecuentemente disminuye la velocidad, y la
corriente deposita el material que transportaba.

3.2. SOCAVACION LOCALIZADA
 Es la que ocurre cuando existe un obstáculo en la trayectoria del flujo, el
cual induce la formación de vórtices que provocan la disminución de la
elevación del fondo alrededor del obstáculo
Los casos más típicos de socavación localizada son:
 Al pie de un talud, lo que podrá provocar su derrumbe, si no se toman
medidas;
 Alrededor de los pilares, o debajo de la cimentación de la cabecera de
un puente, pudiendo provocar la caída del mismo.
 Inmediatamente aguas abajo de un embalse. En efecto, el embalse retiene
casi la totalidad del transporte sólido del río, así, el agua que es descargada
aguas abajo de la represa está casi totalmente libre de sedimentos, teniendo
por lo tanto una capacidad de socavación considerable.

3.3 SOCAVACION LOCAL EN PILAS Y ESTRIVOS
3.3.1 SOCAVACION LOCAL EN PILAS
 El cálculo de la profundidad de socavación en un puente ha inquietado a los
diseñadores por mucho tiempo y ha atraído considerable interés por la
investigación en este campo. El enfoque dado al cálculo de las máximas
profundidades de socavación en la actualidad, parte de suponer que ésta
depende de variables que caracterizan al flujo, al material del lecho en el
cauce y a la geometría del puente, para terminar con una ecuación empírica
de tipo determinístico.

 La determinación de la socavación a largo plazo y por migración lateral de
la corriente se basa mas en análisis cualitativo y en la aplicación de
conceptos de mecánica de ríos que en el uso de fórmulas empíricas. Por otro
lado, existen muchas ecuaciones para calcular la profundidad de socavación
en pilas, pero, solo hay algunas aplicables para el caso de estribos y la
socavación general por contracción u otras causas. Sin embargo, no existe
una obvia similitud entre las ecuaciones, ni en su apariencia ni en sus
resultados, y además, se tiene poca verificación de su aplicabilidad con
información de campo.
 Hay mucha incertidumbre sobre el uso de las ecuaciones y sobre cuál
representa mejor las condiciones reales del río y del puente. Esto hace difícil
establecer una sola ecuación que sea lo suficientemente precisa y segura
para estimar las profundidades de socavación debido al alto grado de
incertidumbre existente ya
 las muchas variables involucradas en el problema como son: flujo no
permanente, caudal de diseño, geometría de las estructuras, turbulencia,
tamaño y distribución del sedimento, características hidráulicas durante
crecientes, ángulo de ataque del flujo, presencia de basuras y tiempo de
duración de la creciente.
 Poca información existe sobre modelos teóricos para estimar la socavación.
Algunos ejemplos de estos intentos son: a) Los investigadores D. Subhasish,
K. B. Sujit y L. N. S. Ghandikota (1995) han tratado de desarrollar un
modelo en tres dimensiones para el flujo alrededor de pilas circulares en un

hueco socavado casi en equilibrio bajo condiciones de agua clara. Para ello,
han estudiado experimentalmente la socavación local en pilas y además han
expresado en forma teórica los componentes de velocidad para diferentes
partes del flujo alrededor de la pila. Las ecuaciones por ellos deducidas
satisfacen la ecuación de continuidad y se ajustan bastante bien a las
mediciones experimentales con que las verificaron por lo que sus autores
piensan que se podría usar para simular el flujo en prototipo. b) A. Ferdous
y R. Nallamuthu, (1997), han realizado quizá el primer intento de aplicar
modernas teorías de capa límite en flujo turbulento en tres dimensiones
analizando los casos de pilas circulares sobre lecho liso, lecho fijo rugoso y
lecho móvil rugoso permitiendo el desarrollo del hueco de socavación. Los
modelos usados se comportaron mejor en las secciones alejadas de la pila
pero no representan muy bien la realidad en su proximidad.
 Es evidente que el flujo alrededor de una pila es muy complejo para ser
analizado teóricamente y es muy variado para sacar conclusiones de unas
pocas investigaciones experimentales, por lo que se requiere de más
investigación en el futuro para aclarar el comportamiento del flujo en tres
dimensiones alrededor de una pila bajo diferentes condiciones de frontera.
 La decisión final sobre la cimentación de la estructura de un puente y/o sus
medidas de protección, debe basarse no solo en los resultados que las
ecuaciones arrojen, sino también, en el buen criterio, experiencia y
conocimiento de las variables involucradas en el problema por parte del
ingeniero evaluador. Las ecuaciones para calcular las profundidades de
socavación que se verán en las secciones siguientes están escritas en su gran

mayoría en sistema métrico de unidades (SI o ST), salvo aclaración en caso
contrario.
Cuando se coloca una pila de puente en la corriente de un río se produce un
cambio en las condiciones hidráulicas de ésta, y, por lo tanto, en su capacidad para
producir arrastre sólido. Si la capacidad de arrastre supera localmente el aporte del
gasto sólido del río, ocurrirá en la pila una socavación local.
Es evidente que el conocimiento de la profundidad a que puede llegar este efecto
erosivo es de fundamental importancia en el diseño de cimentaciones poco
profundas para puentes, pues una falla seria de juicio en esta cuestión conlleva la
destrucción total de la estructura o la adopción de profundidades antieconómicas y
excesivas, que complican seriamente los procedimientos de construcción.

Método de Lischtvan-Levediev
Este es un método que permite el cálculo de la socavación general del cauce
durante crecientes independientemente de que exista o no un puente. Si el método
se aplica para la zona de un puente, quiere decir que se está considerando también
el efecto de la contracción, y por lo tanto, éste no debe adicionarse.
El método propuesto por Lischtvan-Levediev es el más usado en Colombia para el
cálculo de la socavación general incluyendo el efecto de la contracción de un
puente. Se fundamenta en el equilibrio que debe existir entre la velocidad media
real de la corriente (Vr) y la velocidad media erosiva (Ve). La velocidad erosiva no
es la que da inicio al movimiento de las partículas en suelos sueltos, sino la
velocidad mínima que mantiene un movimiento generalizado del material del
fondo. Si el suelo es cohesivo, es la velocidad que es capaz de levantar y poner el
sedimento en suspensión. La velocidad erosiva es función de las características del
sedimento de fondo y de la profundidad del agua. La velocidad real está dada
principalmente en función de las características del río: pendiente, rugosidad y
tirante o profundidad del agua.
El método se basa en suponer que el caudal unitario correspondiente a cada franja
elemental en que se divide el cauce natural, permanece constante durante el
proceso erosivo y puede aplicarse, con los debidos ajustes, para casos de cauces
definidos o no, materiales de fondo cohesivos o friccionantes y para condiciones de
distribución de los materiales del fondo del cauce homogénea o heterogénea.

• Determinación de la profundidad de socavación en suelos homogéneos
La profundidad de socavación en cualquier punto de la sección transversal se
obtiene cuando la velocidad media del cauce iguala a la velocidad erosiva
(Vr = Ve). Conocido el perfil transversal de la sección bajo el puente antes del paso
de la avenida, se escogen algunos puntos en cuyas verticales se desea conocer la
profundidad de socavación. Uniendo estos puntos se obtiene el perfil de
socavación. Considerando que la hipótesis del método es que el gasto en cada
franja del cauce permanece constante durante el proceso erosivo, la profundidad
de socavación será igual a 0 en las orillas, por lo que no se permite estimar ninguna
erosión lateral de las márgenes.
EFECTO DE LA ACUMULACION DE BASURA EN LAS PILAS
Las basuras acumuladas en una pila aumentan la socavación local ya que su efecto
es aumentar el ancho de la pila y dirigir hacia abajo una componente del flujo
No existe mucha investigación sobre el efecto de la acumulación de basura frente a
las pilas. B. W. Melville y D. M. Dongol (1992) reportan que Laursen y Toch (1956)
hicieron estudios cualitativos del efecto de la acumulación de basuras y observaron
que su presencia producía huecos de socavación más amplios y profundos que si la
pila estuviera libre de desechos.
Para propósitos de diseño, el efecto de las basuras se considera aumentando el
ancho de la pila a ser usado en el cálculo de la socavación local pero quede a
criterio decirlo. Para mas detalles, ver M. E. Guevara A., 1998.
Experiencias realizadas por Dargahi B., (1990) mostraron que después de 12 horas
de ensayo, la tasa de socavación se había reducido considerablemente y que la
pendiente media del talud del hueco de socavación era de aproximadamente 30°.

Este mismo ángulo medio fue medido en experiencias realizadas con diferentes
formas de pilas en el laboratorio de hidráulica de la Universidad del Cauca.
HEC-18 (1993) sugiere para aplicaciones prácticas, que el ancho en la superficie
del hueco de socavación se tome igual a dos veces la profundidad de socavación
local (2.0 ds) medido a partir de la cara de la pila, pudiendo variar entre 1.0 ds y
2.8 ds dependiendo del tamaño del hueco de socavación.
∇
B = 2 ds
Pila
ds
Figura 3.26 Ancho superior del hueco de socavación.

3.3.2 SOCAVACION LOCAL EN ESTRIBOS
Desde el punto de vista de definición, la socavación local en estribos es análoga a la
que se presenta en las pilas de los puentes, sin embargo, se le distingue por existir
algunas diferencias en los métodos teóricos y aun experimentales para su
evaluación.
Cálculo de la socavación local en estribos
Algunos métodos existen para la determinación de la socavación local en estribos:
Liu, Chang y Skinner, Laursen, Artamonov, Froehlich, HIRE y Melville. Sin
embargo, la incertidumbre existente con relación a la aplicabilidad y a los
resultados de las ecuaciones es mayor que para pilas.
Todas las ecuaciones existentes tienen limitaciones de tipo práctico. Por ejemplo,
las ecuaciones han sido desarrolladas para cauces de lecho arenoso y no tienen en
cuenta la posibilidad de acorazamiento. Las ecuaciones para el cálculo de la
socavación en estribos se basan en información de laboratorio y muy poca
información de campo existe para su verificación. Casi todas las ecuaciones dan

valores muy conservadores de socavación debido a que consideran que el estribo
está en el cauce principal formado por lechos aluviales y a que asumen que el
caudal de agua obstruido es proporcional a la longitud del estribo, lo que es raro
que ocurra en la realidad. El ingeniero diseñador debe determinar la ecuación que
se ajusta mejor a las condiciones de un puente dado.
La socavación en los estribos depende de la forma del estribo, las características
del sedimento, la forma de la sección transversal, la profundidad del flujo en el
cauce principal y en las laderas del estribo, el caudal que es interceptado por el
estribo y retorna al cauce principal, el alineamiento del cauce, el tiempo de
duración de la creciente, etc., factores que no se reflejan debidamente en las
ecuaciones existentes.
La socavación en estribos puede ser en agua clara o en echo móvil (vivo),
dependiendo en muchos casos de si el estribo está en las laderas o sobre bancas o si
está metido en el cauce principal.
En muchos casos, los estribos pueden diseñarse a criterio del ingeniero con
profundidades de cimentación menores que las dadas por las ecuaciones si van a
estar protegidos con enrocado colocado hasta el lecho, o si se construyen diques
encauzadores aguas arriba del estribo, u otro tipo de protección. Factores
económicos deben considerarse para tomar la decisión final sobre la profundidad
de socavación en estribos y su forma de protección.
La socavación local en estribos depende de la interacción del flujo obstruido por el
estribo y el aproche de la vía y el flujo en el cauce principal. El caudal que retorna
al cauce principal no es una función simple de la longitud de la estructura y es
precisamente la longitud del estribo que se opone al paso del agua el parámetro
mas importante que interviene en el cálculo de la profundidad de socavación local.

Socavación más severa ocurre cuando la mayor parte del flujo de las laderas es
obstruido y obligado a pasar abruptamente por la abertura del puente. Menos
socavación ocurre si el flujo obstruido en las laderas regresa gradualmente al cauce
principal en el puente.
Un método simplístico para determinar la longitud del estribo que se opone al
paso del agua es superponer la estructura del puente a la del cauce aguas arriba y
ver qué tanto cada estribo obstruye el paso del agua. Esto resulta válido para
puentes por construir, pero no es así cuando el puente ya está construido y el cauce
natural está afectado por los terraplenes de acceso. En este caso, se recurre a
comparar una sección de aguas arriba con la sección en el puente, las que pueden
ser diferentes en el ancho del cauce principal y estar afectadas por los terraplenes
de aproximación, por lo que en vez de superponerlas mecánicamente, es mejor
analizar el comportamiento real del flujo y determinar a criterio lo que de verdad
el estribo está obstaculizándolo. Para ello, hay que definir en el campo cuales son
los extremos del cauce principal, o sea el que lleva agua durante crecientes de
cierta frecuencia. Esto se determina por observación directa de cambios de
pendiente en la sección transversal, cambios de color en el suelo o en la vegetación
o cualquier otro indicio que lleve a diferenciar el cauce principal del cauce de
inundaciones.
Ilustra algunas de los casos que se pueden presentar dependiendo de la ubicación
del estribo y de los niveles de inundación tanto en la zona del puente como en la
sección transversal aguas arriba.
L1 = longitud entre el borde del cauce principal y la pared del estribo (izquierdo o
derecho) L2 = longitud entre el borde del cauce principal y el punto de
intercepción del agua con la ladera.
L = longitud del estribo que se opone al paso del agua

L1 L1 L2 L2
Sección transversal en el puente Sección transversal aguas arriba
Casos 1 y 2. Estribos alejados del cauce principal
Sección transversal en el puente Sección transversal aguas arriba
Casos 3 y 4. Estribos al borde o en el cauce principal.
Puente
Estribo derechoEstribo izquierdo
L1 L2 L2
Puente Borde del cauce principal

Algunos casos de obstrucción de estribos.
Las longitudes se consideran positivas cuando se miden desde el borde del cauce
principal hacia el exterior y negativas si se miden desde aquel hacia el interior del
cauce.
3.4. SOCAVACION EN ESTRECHAMIENTOS
Se entiende por socavación en estrechamientos la que se produce por el aumento
en la capacidad de arrastre de sólidos que adquiere una corriente cuando su
velocidad aumenta por efecto de una reducción de área hidráulica en su cauce. El
efecto es muy importante en puentes, donde por lo común y por razones de
economía suelen ocurrir las mencionadas reducciones, si bien puede presentarse
en otros lugares del curso del río, en que un estrechamiento más o menos brusco
tenga lugar.Los cambios que la presencia de un puente impone a la corriente son
principalmente los siguientes:
1. Cambio de la velocidad del flujo del agua en el cauce principal.
2. Cambio en la pendiente de la superficie libre del agua, hacia arriba y
hacia abajo del puente. Esto origina un mayor arrastre del material
del fondo en la sección del cauce y, cuando ello es posible, un
ensanchamiento del cauce

3.5. SOCAVACION EN CURVAS

Cuando un río describe una curva existe una tendencia en los filetes líquidos
situados más lejos del centro de curvatura a caminar más aprisa que los situados
más hacia el interior; como consecuencia, la capacidad de arrastre de sólidos de los
primeros es mayor que la de los segundos y la profundidad de erosión es mayor en
la parte del cauce exterior a la curva que en la interior. El efecto es importante y ha
de ser tenido en cuenta en la construcción de puentes en curvas de río o en el
diseño de enrocamientos de protección en los mismos lugares pues al disminuir la
velocidad la curva aumenta el depósito en esta zona y, por ello, disminuye la zona
útil para el flujo del agua y al aumentar la profundidad y el área hidráulica,
aumenta el gasto.
4 EROSION

Se denomina erosión al proceso de sustracción de roca al suelo intacto,
generalmente por acción de corrientes superficiales de agua o viento, por cambios
de temperatura o por gravedad.
El proceso se presenta gracias a la presencia del agua en las formas: pluvial
(lluvias) o de escorrentía (escurrimiento), que en contacto con el suelo, vencen la
resistencia de las partículas de éste generándose el proceso de erosión. Muchos
proyectos de ingeniería exigen la remoción de la vegetación y excavaciones de
suelo generando problemas ambientales en laderas y cursos de agua por la
producción e incorporación de sedimentos a las corrientes que alteran los
ecosistemas naturales. El material erosionado puede ser:
 Fragmentos de rocas creados por abrasión mecánica debido a la propia
acción del viento, aguas superficiales, glaciares y expansión-contracción
térmica por variaciones estacionales o diurnas.
 Suelos, los cuales son creados por la descomposición química de las rocas
mediante la acción combinada de ácidos débiles disueltos en agua
superficial y meteórica, hidrólisis, ácidos orgánicos, bacterias y acción de
plantas.
La erosión es uno de los principales actores del Ciclo Geológico. Los agentes
erosivos son más eficaces en función de qué tipo de suelo sea, la capa que la
protege (hierbas, árboles, rocas), la cantidad de agua existente, el viento y el uso
del suelo. Uno de los principales factores que generan erosión es el agua. La
erosión que se produce por el agua se le denomina, erosión hidráulica. La
erosión en un cauce de un río se conoce como el descenso del fondo o la
pérdida de material de las orillas como consecuencia de fenómenos de
dinámica fluvial naturales o provocados por obras que ha construido el
hombre.

Dentro de la erosión que se da en los cauces existen dos tipos que se deben
distinguir: la erosión general y la erosión local. La erosión general del fondo
afecta a tramos largos de los cauces y sería la única o primordial en un cauce
recto, prismático. Mientras que la erosión local es la acción de un flujo más
complejo que requiere un análisis bidimensional de las velocidades. Esta se
puede presentar debido a obstáculos que tenga el río. Este tipo de erosión afecta
una pequeña extensión y el flujo local tiene una fuerte turbulencia y desarrolla
vórtices. Asimismo, la erosión se puede clasificar en el tiempo: erosión
transitoria y permanente. Se denomina transitoria al descenso del fondo
durante la fase ascendente de una avenida, este tipo de erosión es muy común
en ríos de arenas o materiales finos, mientras que no son tan claros en ríos con
gran transporte de sólidos. La erosión permanente es la que se da a largo plazo
ocasionada de modo natural por un desequilibrio geomorfológico, o bien, a
causa del ser humano
CONCEPTOS BASICOS DE EROSION
La erosión comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de
materiales de suelo o roca por acción de la fuerza de un fluido en movimiento;
puede ser generada tanto por el agua como por el viento (Suárez, 1998)3.
La erosión y la desertificación son fenómenos ligados a unas condiciones climáticas
específicas, generalmente épocas secas, y adicionalmente se asocian a cambios
fisicoquímicos del suelo, inducidos por actividades humanas inadecuadas. La
degradación del suelo afecta la calidad de la cobertura vegetal y la calidad del
agua, además de comprometer el potencial biológico y el desarrollo sostenible de
los geo sistemas asociados.

La erosión del suelo es una forma severa de degradación física; se estima que cerca
del 80% de la tierra agrícola en el mundo sufre erosión moderada a severa y el 10%
erosión ligera a moderada (Lal y Stewart, 1995). El 40% del territorio colombiano
presenta erosión de ligera a severa y la zona andina es la más afectada, con el 88%
del área en estado de erosión hídrica (Olmos y Montenegro, 1987)1.
La intensidad de erosión en la línea de costa es la extensión anual medida en
kilómetros de línea de costa que entra en desequilibrio y comienza a sufrir
procesos de erosión litoral. Este indicador representa los efectos de la actividad
natural y antrópica sobre el equilibrio dinámico de la línea de costa, el cual, al ser
alterado, puede desencadenar procesos de erosión o acreción del litoral, el avance
o retroceso de la línea de costa y las variaciones de la dinámica marina por cambios
naturales o inducidos (“Intensidad de erosión de la línea de costa del sector central
del litoral caribe colombiano”, enero de 1996)2.
4.1. TIPOS DE EROSION
 EROSION HIDRICA
 EROSION FLUVIAL
 EROSION LOCAL EN ESTRIBOS O EROSION AL PIE DE OBRAS UNIDAS
A LA MARGEN
 EROSION EN LAS CURVAS
4.2. EROSION HIDRICA
Es la erosión por agua de lluvia y abarca la erosión provocada por el impacto de
las gotas sobre el suelo desnudo, como también la acción hidráulica que arranca y
transporta las partículas de suelo por el escurrimiento en laderas y taludes.
AAAAAAAAAAAA

a. Saltación pluvial. El impacto de las gotas de lluvia en el suelo desprovisto de
vegetación y expuesto, disminuye la permeabilidad e incrementando la
escorrentía.
b. Escurrimiento superficial difuso. Comprende la erosión laminar sobre laderas
desprovistas de vegetación y afectadas por la saltación pluvial. El escurrimiento
difuso ocurre cuando la velocidad del agua es menor de 30 cm x seg-1
4.3. EROSION FLUVIAL
Es la erosión que se presenta en los cursos de agua (quebradas y ríos). La fuerza
tractiva del agua vence la resistencia de los materiales, produciéndose procesos de
socavación lateral y de fondo. Los procesos movilizan además de arcillas y limos,
otros materiales como arenas, gravas, cantos y bloques, en las formas de acarreo e
disolución, suspensión y acarreo de fondo. Los volúmenes movilizados por erosión
fluvial son altos, en cauces erosionados.
4.4 EROSION LOCAL EN ESTRIBOS O EROSION AL PIE DE OBRAS
UNIDAS A LA MARGEN:
Es la que tiene lugar al pie y en el extremo de las obras que están en las márgenes
de los ríos.
4.5 EROSION EN LAS CURVAS:
Consiste en un mayor incremento de la profundidad del fondo en la zona cercana a
la orilla cóncava o exterior, como consecuencia de la corriente helicoidal que se
forma en las curvas por la sobreelevación del agua que produce la fuerza
centrífuga. No se debe a factores humanos, aunque es muy importante tener en
cuenta que dicha profundidad aumenta cuando se fija y estabiliza la margen
exterior con un revestimiento o protección marginal.

5. EFECTOS DAÑINOS DE LA EROSION
El agua turbia se mezcla con el agua clara, arrastrando las partículas de tierra a
puntos distantes de su origen.
• Los ríos llenos de partículas de tierra, luego se sedimentan sobre el fondo de
lagos o mar, afectando adversamente la vida marina.
• Aumenta la incidencia de inundaciones, los ríos y quebradas se llenan de
sedimentos y el agua se sale de su cauce natural.
• Insuficiencia en los abastos de agua, acumulación de sedimentos en los embalses.
• Se deteriora la calidad del agua, arrastre de productos químicos y desperdicios.

• Afectan los ecosistemas marinos, las partículas suspendidas en el agua limitan la
cantidad de luz solar que reciben los arrecifes en ocasiones causándoles la muerte.
6. MEDIDAD PARA EL CONTROL DE LA EROSION
• Uso de una capa de vegetación para protección, las raíces proveen una acción
fijadora.
• Uso de troncos para la protección del suelo.
• Uso de muro de gaviones para proteger las quebradas.
• Uso de piedras para disminuir la velocidad del agua.
6.1 MANTAS DE EROSION
Se denomina Manta Control de Erosión (Geomanta) a una red armada de fibras
naturales y/o sintéticas que se colocan sobre la superficie del suelo, con el objetivo
de crear una protección inmediata contra el efecto erosivo de la gota de lluvia,
potenciar el crecimiento de la vegetación y proteger la hidrosiembra (si la hubiera).

6.2 Alternativas para el control de la erosión mediante el uso de Coberturas
convencionales, no Convencionales y revegetalización
El comportamiento del hombre con relación al mal uso de los suelos tiene efectos
negativos sobre este recurso, generando la pérdida de fertilidad de estos y procesos
de degradación y desertificación, lo cual repercute directamente en la disminución
y el deterioro de los recursos hídricos, la erosión y el cambio de las condiciones
climáticas hacia condiciones más secas2. Últimamente se ha evidenciado cómo el
recurso suelo en nuestro país ha sufrido un deterioro gradual, generado por
fenómenos de erosión y de remoción de masas producidos por diversos factores,
entre los cuales encontramos la erosión física y química, sumado a eventos
negativos como el cambio climático y la sedimentación de los ríos, lo cual supone
un impacto negativo en el ambiente. Entre los más importantes problemas
ambientales —cambios, alteraciones y amenazas— que están afectando a los
geoecosistemas de las regiones mediterráneas áridas, semiáridas y subhúmedas
secas a comienzos del tercer milenio, la erosión del suelo y la desertificación
constituyen los de mayor extensión espacial e incidencia ambiental y económica;
adicional a ello, el cambio global puede exacerbarlos (Ingram et al., 1996; Williams
et al., 1996). En vista de la problemática ambiental expuesta se debe buscar realizar
procesos de recuperación de la cobertura vegetal del suelo e implementar medidas
de control y mitigación de la erosión mediante el uso de mecanismos que en lo
posible sean lo más natural posible y no induzcan nuevos impactos ambientales.
Por lo tanto, en la presente revisión bibliográfica se documenta el estado del arte
de las alternativas que se están manejando en bioingeniería para el control de la
erosión.

7. RECOMENDACIONES
1. La profundidad de socavación depende de variables hidráulicas como:
Caudal, Profundidad del Flujo, y Velocidad, asumiendo dentro de la gran
mayoría de las ecuaciones usadas para determinar dicha profundidad, como
conocidas con certeza estas variables.
2. Una posible causa de error en los cálculos de la profundidad de socavación
se debe a que los parámetros de entrada se obtienen puntualmente y
corresponden a valores representativos en el momento de la toma de
muestras, pero no representan las variaciones que puedan ocurrir en el río a
lo largo del tiempo.
3. Las fórmulas de socavación local que están en función del número de
Froude o de la velocidad y que no consideran el tamaño del sedimento,
pueden sobrestimar la socavación en cauces de montañas y subestimarla en
cauces de planicies.
4. La socavación local en pilas de puente tiene un carácter creciente al
principio y a medida que el tiempo transcurre el aumento de la profundidad
de socavación, es más lento hasta llegar a la condición de equilibrio en el
cuenco de socavación.
5. La socavación local depende del número de Froude y en menor grado de
Reynolds, ya que éste fenómeno está gobernado en su mayor porcentaje por
fuerzas gravitacionales y no por fuerzas viscosas.
6. Los elementos protectores diseñados con el fin de disminuir el efecto de la
socavación local deben ubicarse en el nivel del lecho, ya que si son ubicados
por encima del fondo, no representan una disminución considerable de la
profundidad de socavación y en algunos casos puede incrementarla, debido

a que en el fondo se genera un aumento de presión que causa dos corrientes,
una ascendente y otra descendente.
7. Para la pila circular está demostrado que a medida que el elemento
protector se diseña con geometría más puntiaguda la efectividad contra la
socavación del mismo es mayor.
8. BIBLIOGRAFIA
 GUEVARA, M.E.,"Socavación en puentes", Universidad del Cauca,
Popayán, 1998.
 ACOSTA, C."Socavación local en pilas de puentes y diseño de estructuras
protectoras". Proyecto de grado, No Topográfico BIB112575. Universidad de
los Andes. Colombia.
 BREUSERS, H., NICOLLET, G. Y SHEN, H. "Local scour around cylindrical
piers". Journal of hydraulic Research 15 (1977) No. 3.
 Instituto Nacional de Vías y Sistema Nacional de Puentes de Colombia
(SIPUCOL), "Diseño de reparación y refuerzo, Apéndice F: Socavación y
protección contra la socavación", Noviembre, 1996.
 FLECHAS, Germán. "Estudio de la influencia del material granular sobre la
socavación en pilares de puentes". Proyecto de grado. Facultad de
Ingeniería. Universidad de los Andes. Santa Fe de Bogotá, Colombia, 1985.
 ROCA, Astrid. "Socavación en pilas de puente. Diseño de estructuras
protectoras con el fin de disminuir la socavación local y el riesgo de
colapso". Tésis de Magíster. Facultad de Ingeniería. Universidad de los
Andes. Santa Fe de Bogotá. Colombia, 1997.

Tema 2 socavacion final

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