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La correcta construcción de los espigones es un factor determinante en su desempeño hidráulico. Uno de los factores más importantes es determinar su orientación en relación con la corriente. La ubicación correcta influye directamente en la distribución de velocidades, el patrón de sedimentación y la extensión del área protegida. Conoce las claves para estas soluciones que ayudan a evitar la socavación.

¿Cómo orientar correctamente los espigones? Ángulos con respecto al flujo 

El espigón puede diseñarse con tres orientaciones principales en relación con el flujo de un cauce: 

• con su eje en contra de la corriente (α > 90°) 

• perpendicular al flujo (α = 90°) 

• a favor de la corriente (α < 90°) 

En todos los casos, el ángulo se mide desde el margen aguas abajo hacia el eje del espigón. Definir este dato es clave para el comportamiento hidráulico de la estructura. Pues bien, cuando el espigón se orienta en contra de la corriente (α > 90°), diversos estudios señalan que esta configuración favorece la sedimentación. En algunos casos se recomiendan aplicar ángulos entre 100° y 120°. Esta disposición genera una mayor acumulación de sedimentos en la zona aguas arriba del espigón. 

En el caso de la orientación perpendicular (α = 90°), se trata de una de las configuraciones más utilizadas al construir espigones, ya que permite reducir la longitud de la estructura. Sin embargo, algunos autores han señalado que puede generar mayores niveles de erosión en la punta de la estructura, tanto a corto como a largo plazo. 

Por otro lado, cuando el espigón se orienta a favor de la corriente (α < 90°), se recomienda aplicar ángulos cercanos a 70°, especialmente en tramos en curva. En radios pequeños, estos valores pueden disminuir incluso hasta 40°. En este caso, el área protegida se desplaza principalmente aguas abajo del espigón. 

En términos generales, la distribución del área protegida varía según la orientación bajo la cual se construye el espigón:  

• en espigones en contra de la corriente, la protección se concentra aguas arriba;  

• en los perpendiculares se distribuye aguas arriba y aguas abajo;  

• y en los espigones orientados a favor de la corriente, predomina aguas abajo.  

Por ejemplo, en ríos de montaña, los espigones construidos en contra de la corriente suelen mostrar mejor desempeño. Por otra parte, en ríos de llanura los espigones pueden funcionar mejor que los orientados a favor del flujo. 

¿Cómo evitar el vuelco de los espigones? 

La presencia de espigones modifica la dinámica del flujo porque estas estructuras generan un estrechamiento del cauce y un incremento de la velocidad del agua en sus inmediaciones. Este efecto se intensifica aguas arriba y en la zona frontal de la punta del espigón, donde pueden formarse remolinos y aumentos locales de velocidad. 

Tales condiciones pueden causar procesos de socavación importantes, especialmente cuando el material del lecho es susceptible a la erosión. Por ello, es indispensable tomar en cuenta este fenómeno antes de construir el espigón, durante la etapa de diseño. De no considerar este factor, puede comprometerse la estabilidad estructural y ocasionar el vuelco o, incluso, la destrucción del espigón. 

Así, construir espigones exige realizar un análisis detallado de la socavación potencial, tanto la natural del cauce como la inducida por la presencia del mismo espigón. La finalidad es garantizar la estabilidad de la estructura a largo plazo. 

¿Cómo construir espigones con gaviones? 

Los gaviones son excelentes alternativas para construir espigones, tal como lo referimos en el artículo “¿Por qué usar gaviones para construir espigones?”. Específicamente, los gaviones tipo colchón son una de las soluciones más utilizadas para colocar plataformas antisocavación alrededor de la estructura. Esta plataforma debe tener un ancho que sea proporcional a la profundidad máxima de erosión esperada. La recomendación usual es un valor aproximado de dos veces dicha profundidad. 

La experiencia en campo y laboratorio ha demostrado que el ancho de la protección debe ser mayor en la zona aguas arriba y en la extremidad del espigón, debido a que en estas áreas se concentran los mayores procesos de erosión. Esta solución permite reducir o incluso eliminar excavaciones profundas del lecho.  

Al respecto, el uso de los módulos de los gaviones permite diseñar secciones variadas. Tales secciones incluyen crestas rectas o escalonadas, paramentos verticales (inclinados o escalonados), así como geometrías curvas o con cambios de dirección.  

Ahora bien, con el fin de optimizar el proceso constructivo de los espigones con gaviones, es recomendable priorizar las crestas y los paramentos escalonados porque las superficies inclinadas requieren mayor tiempo de corte y ajuste. En cuanto a la formación de curvas, es preferible utilizar una secuencia de ángulos en lugar de dobleces continuos. Esto facilita la ejecución sin comprometer la estabilidad estructural del espigón. 

¿Qué tipo de gaviones utilizar para construir espigones? 

La selección del tipo de gavión para construir espigones depende principalmente de las condiciones de construcción y del entorno hidráulico del proyecto. Recordemos que Maccaferri de México es fabricante tanto de gaviones caja como de colchones. Ambas soluciones de malla de acero pueden resultar factibles para este tipo de estructuras. En cualquier caso, aquí te dejamos algunos puntos que puedes considerar inicialmente sobre qué tipo de gavión sería el ideal:  

• Gaviones caja y colchones para construir en seco: en este caso, el cuerpo del espigón usualmente se construye con gaviones tipo caja, debido a su flexibilidad, estabilidad y capacidad para formar geometrías definidas según el diseño. Sin embargo, para la cimentación, se emplean Colchones Reno® porque aportan continuidad y adaptabilidad frente a posibles procesos de socavación en el lecho. 

• Gaviones saco para un proceso con presencia de agua: este tipo de gavión suele ser preferidos en profundidades considerables, ya que permiten el uso de piedras de menor tamaño. Asimismo, facilitan la ejecución en condiciones hidráulicas complejas y ofrecen mayor control en la conformación de la estructura.

Accede a la fuente de información de este artículo sobre construcción de espigones con gaviones 

Esta información fue tomada del documento Obras de sistematización fluvial en torrentes y ríos con espigones, a cargo del Ing. Gerardo Fracassi en coautoría con los ingenieros Daniele Martin Ojea, Javier Herrera Hernández y Nelson Berrospid Aguilar. Descrga gratis el material  AQUÍ.  

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