Espigones

INTRODUCCIÓN

En una corriente o río se presentan dos tipos básicos de erosión: Profundización del cauce y

erosión lateral. El equilibrio del cauce esta controlado por el balance entre la carga de sedimentos

depositada y la capacidad de transporte del flujo. En todos los casos, aún en las corrientes más

estables se presentan fenómenos de erosión y se puede requerir la construcción de obras de

control tanto lateral como de fondo.

La estabilización de los alineamientos de las riberas de los canales de los ríos debe cumplir una o

más de los siguientes objetivos:

a. Paso seguro y expedito del flujo de las crecientes.

b. Transporte eficiente de la carga suspendida y la carga de fondo.

c. Cauce estable del río con mínima erosión lateral.

d. Profundidad suficiente y buen cauce para navegación.

e. Dirección del flujo a través de un sector definido del río.

Las principales estructuras utilizadas para la estabilización de las riberas son las siguientes:

1. Espigones cortos (spurs)

2. Espigones largos (groynes)

3. Diques longitudinales

4. Estructuras retardadoras

5. Revestimiento de los taludes de las riberas

6. Muros de contención.

12

CAPÍTULO 12. ESPIGONES 464

En el capítulo 11 se presentan los sistemas de diseño

y construcción de revestimientos y muros y en el

presente capítulo los espigones y demás estructuras

hidráulicas laterales. Estas estructuras son elementos

laterales que tratan de proteger la orilla y al mismo

tiempo desviar la corriente. La capacidad del canal

aunque se disminuye puede manejarse para que no

sea modificada en forma considerable. Generalmente

estas obras se utilizan en ríos poco profundos y con

moderado material suspendido. Uno de los objetivos

es la sedimentación de estos materiales, los cuales

pueden complementar la protección de la orilla.

Aunque no existen criterios ciento por ciento confiables

para el diseño de espigones y obras hidráulicas

laterales, se conocen una gran cantidad de

planteamientos empíricos que permiten un diseño

relativamente adecuado, el cual debe adaptarse a las

condiciones del sitio.

Debe tenerse mucho cuidado de comprobar que el

procedimiento utilizado es realmente válido para el

caso para el cual se están diseñando las obras. Los

diseños deben obedecer a criterios simples,

conceptuales después de haber analizado toda la

problemática de la corriente de acuerdo a los criterios

explicados en el capítulo 3.

Los espigones pueden ser construidos de diversos

materiales tales como enrocado, bloques

prefabricados de concreto, geotubos rellenos de

material, gaviones, o de productos orgánicos como

troncos de árboles o bambú (Figura 12.1).

Debe tenerse en cuenta que los espisones son

estructuras muy vulnerables a la destrucción por efecto

de la socavación. Su cimentación comúnmente es

poco profunda y por su localización dentro del cauce

se producen socavaciones de gran magnitud.

Bambú Nigalo

1.50mt

aprox.

Fondo del

cauce

1.50mt

(mínimo)

Rivera Bambú

Corriente

Cauce

Nigalo

Bambú

Rivera

Nigalo

Cauce

Corriente

Alzada

Planta a 90º

Planta a 70º

12.1 DISEÑO DEL CANAL DE UNA CORRIENTE

FIGURA 12.1 Espigones de Bambú (Jonson 1982).

Para el diseño adecuado de las estructuras hidráulicas

laterales se requiere diseñar el canal del río tanto en

su ancho, como forma en planta y profundidad. Para

minimizar el ataque de la corriente sobre las obras de

estabilización y rectificación se recomienda que el

alineamiento del río consista en una serie de curvas.

Debe evitarse las orillas rectas o ligeramente curvas

debido a que existe la tendencia de flujo a divagar de

lado a lado de la orilla.

El radio óptimo de las curvas debe ser

aproximadamente el de las curvas estables del río en

la zona. Como una norma de diseño este debe

adaptarse a las curvaturas naturales del río. Un estudio

de las curvas naturales del río debe determinar cuáles

deben ser las formas del nuevo río; sin embargo, debe

tenerse en cuenta que las curvas demasiado fuertes

son difíciles de estabilizar y requieren estructuras muy

costosas de construir y mantener (Przedwojski y otros,

1995).

CAPÍTULO 12. ESPIGONES 465

Flujo

Espigones

Erosión

Carretera a protejer

Canal deseado

Zona que se espera remover

con los espigones

Agua máxima

Agua mínima

Hincar por debajo de

la socavación

esperada

a) Planta

b) Frente

La planeación del nuevo alineamiento depende de la

morfología del río, de las condiciones geológicas pero

también depende de los requerimientos de

asentamientos humanos, establecimientos

industriales, muelles, ríos tributarios, etc.

La localización de los puentes determina en buena

parte las posibilidades de diseño. Debe evitarse la

localización de puentes en las zonas de transición

donde el río es muy difícil de controlar.

Los tributarios deben en lo posible entregarse al nuevo

río a ángulos entre 25º y 45º por la parte cóncava de

la orilla.

Generalmente los diseños se trabajan utilizando curvas

de coseno, utilizando la información de las curvas del

río original. Con valores seleccionados de radio y

longitud de onda, las curvas de coseno generadas

pueden implementarse en la mayoría de los ríos

meándricos (Chang, 1988).

Criterios de diseño

Para el diseño de una canalización se recomienda

seguir los siguientes criterios (Keller y Brookes- 1983):

1. Estimar la estabilidad o comportamiento de la

corriente después de la canalización. Esto se

requiere para realizar las recomendaciones

necesarias especificas de las obras de protección

adicionales que se requieren para garantizar la

estabilidad de la corriente.

FIGURA 12.2 Espigones en pilotes.

CAPÍTULO 12. ESPIGONES 466

2. Diseñar un canal teniendo en cuenta dos

escenarios: el primero

...