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Evitar la socavación requiere una combinación de análisis hidráulico, diseño geotécnico y soluciones de protección. El objetivo es disipar la energía del agua y estabilizar el terreno. En ríos y puentes, particularmente, la socavación suele intensificarse durante las temporadas de lluvia, que provoca cambios en la velocidad del flujo. La erosión localizada alrededor de cimentaciones y márgenes puede provocar asentamientos, pérdida de soporte y daños considerables en la obra. 

¿Qué es la socavación del terreno? 

La socavación es un fenómeno natural que puede afectar estructuras urbanas vitales como los puentes, o bien, entornos como los ríos. En términos generales, consiste en el movimiento de las partículas que sirven como base o apoyo a otros materiales. De acuerdo con el documento “Análisis teórico-práctico de socavación en ríos y arroyos”, de la BUAP, se considera un tipo de erosión. Por lo tanto, existen diferentes tipos de socavación según el entorno y los factores por los que ocurre.  

En este artículo, sin embargo, observaremos las soluciones para la socavación que directamente afecta puentes en entornos hidráulicos como los ríos. En el caso de los puentes, la presencia de pilas y estribos genera alteraciones en la velocidad y dirección de la corriente. Esto produce turbulencias y vórtices que incrementan la erosión alrededor de las cimentaciones. 

Tipos de socavación 

Las definiciones de los siguientes conceptos son compartidas por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), en su documento acerca de procesos erosivos (da clic aquí si deseas consultarlo sin salir de esta página):  

• Socavación general: ocurre cuando el nivel del lecho del río disminuye de forma progresiva en una amplia zona, lo cual está asociado al incremento de la corriente. Cuánto más grande es una corriente, más sedimentos son transportados.  

• Socavación transversal: se presenta cuando el cauce se reduce y aumenta la velocidad del flujo. Está asociado a factores humanos como la construcción de puentes o espigones, los cuales reducen el ancho del cauce, pero aumenta la presión hidráulica (h).  

• Socavación local: sucede alrededor de estructuras específicas que están interpuestas en la corriente. En este tipo de erosión se encuentran las pilas de puentes, las alcantarillas o los muros. 

Factores que influyen en la socavación 

Montes Varela puntualiza, en su mencionado documento para la BUAP, que el desarrollo de la socavación surge por cualquiera de los agentes típicamente erosivos:  

• Aguas superficiales 

• Aguas subterráneas 

• Hielo 

• Olas 

• Corrientes costeras 

• Viento 

A su listado, se pueden agregar, por tanto, factores tales como la velocidad del agua, el tipo de suelo y granulometría, la pendiente del cauce, la presencia de estructuras hidráulicas, la variación del caudal, los cambios en el trazado del río. En Maccaferri sabemos que los cauces constituyen una forma viviente en transformación permanente. Por lo tanto, la evaluación de cada una de estas variables permite identificar zonas críticas y definir soluciones preventivas. 

¿Cómo evitar la socavación en ríos y puentes? 

Con base en lo revisado, para evitar la socavación es indispensable diseñar una solución que permita disipar la energía del agua al incrementar el coeficiente de rugosidad de un canal. Al respecto, los gaviones tienen un peso y flexibilidad adecuados para ayudar a estabilizar zonas expuestas a erosión. Gracias a su estructura que combina malla de acero doble torsión y relleno de piedra, reducen el arrastre de sedimentos y evitan la pérdida de material en las orillas.  

Además, los gaviones presentan alta permeabilidad, lo que facilita el paso del agua y disminuye la acumulación de presión hidráulica detrás de la estructura. Los gaviones se adaptan a las diferentes condiciones y geometrías de un terreno o estructura. Esto les da un valor agregado para colocarse alrededor de pilas de puentes o asentarlos para revestir las márgenes de ríos.  

Uso de colchones Reno® para contrarrestar movimiento de material en un flujo 

Los colchones Reno® son una variante del gavión caja. Una de sus principales diferencias es que tienen menor espesor, pues son soluciones diseñadas para revestir fondos de ríos, canales o puntos cercanos a puentes. Su función principal es proteger el lecho contra procesos de erosión causados por el flujo.  

• Gracias a su baja altura y gran superficie de contacto, estos sistemas de malla de acero distribuyen las fuerzas hidráulicas, con lo que ayudan a prevenir la socavación localizada alrededor de cimentaciones. 

• Los colchones son especialmente útiles en zonas donde el agua genera altas velocidades o cambios de dirección. La malla de acero que confina las rocas agrega resistencia al flujo, por lo que tiene una elevada capacidad para soportar tensión tangencial.  

Otras soluciones que ayudan a evitar la socavación 

Por lo anterior, tanto los gaviones como los colchones son soluciones ampliamente utilizadas para el control de velocidad y la disipación de energía en un cauce. Con estas soluciones también es posible construir estructuras disipadoras tales como espigones, diques o escaleras.  

En todos los casos, el enfoque es evitar que la velocidad del agua impacte zonas vulnerables o vitales, con el fin de reducir el movimiento de las partículas sobre las que estas descansan. Si estás buscando más soluciones técnicas sobre revestimientos de canales o protección de puentes en ríos, te invitamos a leer “Cálculo hidráulico de canales a cielo abierto: las variables para tomar en cuenta al revestir canales”. 

Colchones Reno de Maccaferri para revestimiento

Escalones con gaviones para disipar energía hidráulica

Gaviones protegen pilas de puentes

Conoce más sobre cómo evitar socavación en puentes: ¡mira este video! 

Protege tus estructuras con colchones y gaviones