Manual Espigones Esp

Embed Size (px)

Citation preview

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    1/85

    Obras de sistematizacin uvial en torrentes y

    ros con Espigones Manual Tcnico

    MaccaferridoBrasilLtda.-2013

    MM130005-05/13

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    2/85

    Aut or:

    Ing. Gerardo Fracassi

    Co-Autores:

    Ing. Daniele Martin OjeaIng. Javier Herrera Hernndez

    Ing. Nelson A. Berrospid Aguilar

    1 Edicin

    Febrero / 2012

    Maccaferri do Brasil Ltda.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    3/85

    PRESENTACIN

    Cuando nio, pasaba parte de mis vacaciones de verano en las montaas, lo que ms me encantaba no

    era tanto la magnca vista de las montaas sino los torrentes que bajaban de ellas burbujeantes y el ruido que

    estos producan. El mismo efecto lo tenan cursos de agua menores, los pequeos canales profundos pocos cen-

    tmetros que los campesinos haban cavado para regar sus campos. Pasaba horas acompaando el recorrido delagua, saltando de una piedra a otra en el cauce de los torrentes, acompaando sus tortuosidades, observando

    las piedras mayores que haban sido transportadas en primavera durante el deshielo y que mostraban la fuerza

    del agua y me preguntaba como la misma agua que trasportaba rocas enormes poda transportar los diminutos

    granos de arena de las minsculas playas que encontraba a veces en las mrgenes. Nada era ms divertido que

    colocar pequeos obstculos y desviar la corriente hacia donde quera o represarla, poder controlar una fuerza

    tan grande me daba una sensacin al mismo tiempo de poder y de paz.

    Este inters me condujo, aos despus, hacia los estudios de Ingeniera Hidrulica y el destino me llev a

    trabajar en la Maccaferri que me permiti continuar a jugar con el agua en el campo a cielo abierto, que permite

    mirar, tocar, meter las manos en ella a diferencia de la hidrulica en tuberas que nunca me interes por el agua

    estar encerrada, oculta y lejos.

    No fue solamente lo que estudi en la Facultad y durante mi trabajo en Maccaferri lo que me permiti

    aprender a entender como trabajar en y con los ros sino las experiencias de decenas de ingenieros que conoc

    en toda Amrica Latina. Desde mi primer viaje en Amrica Central al comienzo de los aos 80 consegu confron -

    tar mis teoras con sus experiencias; una de las primeras preguntas que mi hicieron fue sobre espigones y preci -

    samente cuando estos deban ser inclinados aguas arriba y cuando aguas abajo, mi respuesta fue basada en el

    sentido comun pero coincidi con sus experiencias de campo, lo cual me dio ms conanza en m mismo y me

    hizo aprender a interrogarme, cuestionar lo que saba y a comparar mis convicciones basadas en estudio con las

    observaciones basadas en la prctica. Algunas de las valiosas informaciones que recopil en todos estos aos

    hacen parte de este manual y lamento no haberlas anotado todas porque seguramente me olvid de muchas.

    Quiero entonces agradecer a todos estos ingenieros que me ayudaron en aumentar mi experiencia, lo cual

    fue muy provechoso en las decisiones que tuve la oportunidad de tomar posteriormente y evitaron que incurriese

    en demasiados errores en el transcurso de estos aos.

    Ing. Gerardo Fracassi

    Gerente de Desarrollo de Nuevas Soluciones para Amrica Latina

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    4/85

    PRESENTACIN

    Cuando nio, pasaba parte de mis vacaciones de verano en las montaas, lo que ms me encantaba no

    era tanto la magnca vista de las montaas sino los torrentes que bajaban de ellas burbujeantes y el ruido que

    estos producan. El mismo efecto lo tenan cursos de agua menores, los pequeos canales profundos pocos cen-

    tmetros que los campesinos haban cavado para regar sus campos. Pasaba horas acompaando el recorrido delagua, saltando de una piedra a otra en el cauce de los torrentes, acompaando sus tortuosidades, observando

    las piedras mayores que haban sido transportadas en primavera durante el deshielo y que mostraban la fuerza

    del agua y me preguntaba como la misma agua que trasportaba rocas enormes poda transportar los diminutos

    granos de arena de las minsculas playas que encontraba a veces en las mrgenes. Nada era ms divertido que

    colocar pequeos obstculos y desviar la corriente hacia donde quera o represarla, poder controlar una fuerza

    tan grande me daba una sensacin al mismo tiempo de poder y de paz.

    Este inters me condujo, aos despus, hacia los estudios de Ingeniera Hidrulica y el destino me llev a

    trabajar en la Maccaferri que me permiti continuar a jugar con el agua en el campo a cielo abierto, que permite

    mirar, tocar, meter las manos en ella a diferencia de la hidrulica en tuberas que nunca me interes por el agua

    estar encerrada, oculta y lejos.

    No fue solamente lo que estudi en la Facultad y durante mi trabajo en Maccaferri lo que me permiti

    aprender a entender como trabajar en y con los ros sino las experiencias de decenas de ingenieros que conoc

    en toda Amrica Latina. Desde mi primer viaje en Amrica Central al comienzo de los aos 80 consegu confron -

    tar mis teoras con sus experiencias; una de las primeras preguntas que mi hicieron fue sobre espigones y preci -

    samente cuando estos deban ser inclinados aguas arriba y cuando aguas abajo, mi respuesta fue basada en el

    sentido comun pero coincidi con sus experiencias de campo, lo cual me dio ms conanza en m mismo y me

    hizo aprender a interrogarme, cuestionar lo que saba y a comparar mis convicciones basadas en estudio con las

    observaciones basadas en la prctica. Algunas de las valiosas informaciones que recopil en todos estos aos

    hacen parte de este manual y lamento no haberlas anotado todas porque seguramente me olvid de muchas.

    Quiero entonces agradecer a todos estos ingenieros que me ayudaron en aumentar mi experiencia, lo cual

    fue muy provechoso en las decisiones que tuve la oportunidad de tomar posteriormente y evitaron que incurriese

    en demasiados errores en el transcurso de estos aos.

    Ing. Gerardo Fracassi

    Gerente de Desarrollo de Nuevas Soluciones para Amrica Latina

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    5/85

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    6/85

    PREFACIO

    Desde el comienzo de sus actividades, a nales del siglo XIX, la empresa Maccaferri estuvo presente en el

    sector hidrulico uvial con sus productos. No es una coincidencia que la primera obra construida con gaviones

    metlicos en 1882 fue un dique longitudinal para proteger de las inundaciones una margen del ro Reno en Italia

    cerca de la primera fbrica de Maccaferri.

    Muy pronto los gaviones pasaron a formar parte de las obras uviales en espigones en las cuales eran

    usados con la asesora tcnica de Maccaferri.

    Desde entonces Maccaferri acumul una gran experiencia en este sector como lo demuestran el millar de

    obras similares realizadas hasta ahora.

    En la bsqueda por conocer mejor el comportamiento de las estructuras construidas con sus productos,

    desde la segunda mitad de siglo pasado realiz estudios e investigaciones en laboratorios propios, particulares

    y de Universidades como: Sogreah (Grenoble, Francia), Hydraukic Laboratory, Engineering Researh Center,

    Colorado State University (Fort Collins, EUA), I.N.A. Instituto Nacional del Agua (Ezeiza, Buenos Aires, Argenti-

    na), Universit di Bologna (Italia), Universit di Brescia (Italia), Fundao Centro Tecnolgico de Hidrulica (So

    Paulo, Brasil).

    En el caso de los espigones, la mayora de los estudios fue llevada a cabo en el INCyTH (actual INA).

    Incluso algunos de los resultados de las investigaciones fueron presentados en congresos y usados actualmente

    en los pre-diseos que usualmente Maccaferri ofrece a sus clientes. Podemos mencionar:

    Inuencia de la presencia de espigones en la variacin del coeciente de rugosidad de un canal presenta-

    do en el XV Congreso Latinoamericano de Hidrulica, de J. Brea, H. Hopwood, M. Yaez, G. Amores, relacionado

    a ensayos realizados en el Laboratorio de Hidrulica Aplicada INCyTH, Argentina.

    Parmetros de diseo de protecciones de mrgenes mediante serie de espigones, presentado en el XV

    Congreso Latinoamericano de Hidrulica, por J. Brea, H. Hopwood, G. Amores, relacionado a ensayos realizados

    en el Laboratorio de Hidrulica Aplicada INCyTH, Argentina.

    Este manual est basado en una minuciosa revisin de la literatura existente sobre espigones, la experien-

    cia personal en el diseo y acompaamiento de la construccin, as como en las observaciones del comporta-

    miento de estas estructuras a lo largo del tiempo. La intencin del autor es reunir en un nico documento cantidad

    de informacin til para que sea tenida en cuenta en el diseo.

    Recordemos que en todos los casos es siempre preferible, antes de asumir el diseo como nal, vericar

    las hiptesis usadas en un modelo de prueba, debido a la naturaleza difcilmente previsible del comportamiento

    de los ros. En el caso que esto no fuera posible, es siempre recomendable acompaar el comportamiento de

    los espigones durante algunas crecidas para que, a partir de la observacin de su comportamiento, se puedan

    tomar las medidas correctivas que sean necesarias. Por este motivo se recomienda prever en el presupuesto de

    la obra un adicional para eventuales intervenciones posteriores.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    7/85

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    8/85

    NDICE

    1 - INTRODUCCIN ............................................................................................................................................7

    2 - LOS ESPIGONES ..........................................................................................................................................9

    3 - DIMENSIONAMIENTO ..................................................................................................................................11

    3.1 - Localizacin en planta de los espigones .........................................................................................12

    3.2 - Separacin o espaciamiento entre espigones (S) ...........................................................................12

    3.2.1 - Tramos rectos ..........................................................................................................................14

    3.2.2 - Tramos en curva ......................................................................................................................16

    3.3 - Cantidad de espigones ....................................................................................................................19

    3.4 - Longitud de los espigones ...............................................................................................................19

    3.5 - Forma de los espigones ...................................................................................................................20

    3.6 - Seccin longitudinal y transversal del espign ................................................................................23

    3.6.1 - Seccin longitudinal .................................................................................................................23

    3.6.2 - Seccin transversal ..................................................................................................................24

    3.6.3 - Cabeza de los espigones .........................................................................................................25

    3.7 - Empotramiento en la orilla ...............................................................................................................25

    3.8 - ngulo de orientacin respecto a la corriente ..................................................................................26

    3.9 - Tipo y dimensiones de la proteccin antisocavante .........................................................................28

    4 - ESPIGONES EN GAVIONES ........................................................................................................................35

    4.1 - En el diseo .....................................................................................................................................35

    4.2 - En la construccin ............................................................................................................................41

    5 - ESPIGONES PERMEABLES CONTRUIDOS CON TRONCOS, MALLAS Y CABLES ................................456 - CASOS HISTRICOS ..................................................................................................................................47

    Ro Challuayacu - SAN MARTN - PER ................................................................................................48

    Ro Huallabamba - SAN MARTN - HUICUNGO - PER ........................................................................50

    Ro Huallaga - SAN MARTN - CAMPANILLA - PER ............................................................................52

    Ro Huallaga - SAN MARTN - JUANJUI - PER ....................................................................................54

    Ro Huallaga - SAN MARTN - PICOTA - PER ......................................................................................56

    Ro Sisa - SAN MARTN - SAN PABLO - PER ......................................................................................58

    Carretera Trinidad - SAN BORJA - BENI - BOLIVIA ................................................................................60

    Ro Chimore - COCHABAMBA - BOLIVIA................................................................................................62Ro Bermejo - TARIJA - BOLIVIA .............................................................................................................64

    Ro Azul - CHUBUT - ARGENTINA ..........................................................................................................66

    Ro Lules - TUCUMN - ARGENTINA .....................................................................................................68

    Ro Pescado - SALTA - ARGENTINA .......................................................................................................70

    Ro Jiboa - SAN VICENTE - EL SALVADOR ...........................................................................................72

    Ro Lempa - USULUTN - EL SALVADOR ..............................................................................................74

    Ro Paz - AHUACHAPN - EL SALVADOR .............................................................................................76

    7 - BIBLIOGRAFA..............................................................................................................................................79

    8 - SIGLAS Y SMBOLOS ..................................................................................................................................819 - NDICE DE LAS FOTOS Y DISEOS...........................................................................................................83

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    9/85

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    10/85 7

    1- INTRODUCCIN

    Antes de entrar en el tema de este manual es importante recordar algunos conceptos relativos a la erosin

    y sedimentacin en cursos naturales de agua.

    La erosin del fondo se verica cuando la fuerza de traccin del agua supera la fuerza resistente del ma-terial que constituye el fondo. La distribucin de las velocidades en una misma seccin, su direccin y la poca

    homogeneidad del material de fondo, pueden provocar la inestabilidad de este y su posterior desplazamiento

    hacia aguas abajo. Al cambiar las condiciones de la corriente aguas abajo, pueden darse las condiciones para

    que el material arrastrado sea depositado.

    Las erosiones en los mrgenes provocan desplazamientos laterales de los mismos y pueden tener origen

    en diferente factores:

    1. En las curvas son generalmente provocados por la aparicin en este sector de una fuerza centrfuga

    que provoca una sobre elevacin del nivel del agua en la margen externa. Esto causa, a su vez, una corriente,

    cerca del fondo, del extrads hacia el intrads. El encuentro de esta corriente con la del ujo longitudinal del ro,

    crea un movimiento helicoidal en el agua. Como se ha mencionado, si la fuerza resultante de las dos corrientes

    supera la fuerza resistente (fuerza mnima por la cual se produce el movimiento del material del fondo) existirn

    las condiciones para que se produzca el desplazamiento del material del fondo hacia el intrads y consecuen-

    temente, hacia aguas abajo. Este mecanismo es fcilmente perceptible en las curvas, en las cuales podemos

    observar que en el margen externo se concentra la erosin, mientras que en el margen opuesto se forma un

    depsito. El eje de la corriente se desplaza al mismo tiempo hacia el extrads aumentando la profundidad en las

    proximidades de la orilla. Como consecuencia del aumento de la profundidad, aumentar la pendiente del mar-

    gen, facilitando as su desestabilizacin y acelerando el desplazamiento del material del fondo hacia el centro del

    ro y el arrastre del mismo hacia aguas abajo.

    2. En los tramos rectos, ms a menudo los desplazamientos son provocados por modicaciones del

    rgimen hidrulico del ro, el surgimiento de meandros, la distribucin de velocidades en la seccin, la presencia

    de materiales de distinta resistencia al arrastre, la presencia de obstculos naturales (grandes rocas) o articia-

    les (rboles cados, pilas de puentes, bocatomas, etc.) que obstruyen la seccin provocando el aumento de la

    velocidad del agua. Tambin en estos casos la desviacin del ujo de la corriente principal y el surgimiento de

    corrientes radiales puede direccionar la corriente en un determinado punto en el cual, si su fuerza supera la fuer-

    za de arrastre podr producirse el desplazamiento del material del fondo hacia aguas abajo.

    Para evitar o controlar las erosiones en los mrgenes, en tramos curvos o rectos, normalmente se recu-

    rre a estructuras longitudinales paralelas a las mismas, que se interponen entre el ujo y el margen y, por tener

    mayor resistencia que esta, interrumpen el fenmeno de erosin. En alternativa, es posible usar estructurastransversales que corren de un margen a otro (diques) y cuya funcin es reducir la velocidad de la corriente a ni -

    veles que no solamente no provoquen erosiones sino que causen sedimentaciones. Otra manera de controlar la

    erosin es recurrir a estructuras localizadas en un solo margen (espigones) con la funcin de desviar la corriente

    para alejarla del rea en erosin.

    La eleccin entre una u otra solucin se dene en funcin de las condiciones locales y de las necesidades

    del proyecto: ancho, pendiente y rgimen del ro, conformacin de los mrgenes, necesidad de mantener la acce-

    sibilidad al agua, etc.

    Finalmente, la erosin puede ser una exigencia del proyecto, por ejemplo en ros navegables donde se

    quiera aumentar el calado en un sector; en estos casos, la solucin elegida son los espigones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    11/85

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    12/85 9

    2 - LOS ESPIGONES

    Desde el comienzo de los tiempos el hombre estableci su residencia en las orillas de los cursos de agua

    para su aprovechamiento como fuente de abastecimiento de agua para pescar y movilizarse fcilmente. La ne-

    cesidad de construir defensas en los mrgenes como consecuencia de la inestabilidad uvial se present desde

    entonces y, an hoy, esta necesidad est presente en la mayora de los cursos de agua naturales.

    Al igual que otras obras de ingeniera, los espigones probablemente empezaron a ser usados despus de

    la observacin de fenmenos naturales, por ejemplo, la cada de un rbol desde el margen. Los efectos produ-

    cidos por la cada en el agua de un rbol o de una piedra son fcilmente perceptibles; el obstculo a la corriente

    creado por las ramas del rbol o por cualquier otro objeto produce en general varios efectos:

    1. Desvo del ujo hacia el centro del cauce;

    2. Aumento local de la velocidad de la corriente debido a la reduccin de la seccin y el consiguiente

    aumento de la turbulencia con la creacin de remolinos;

    3. Sedimentacin del material de transporte inmediatamente aguas abajo del mismo en las proximida-

    des del misma margen, interrumpiendo su eventual erosin;

    4. Socavacin local del fondo que evoluciona hacia el centro del cauce con el consiguiente aumento

    del tirante;

    5. Surgimiento de otras fosas de erosin, al lado del obstculo, generalmente localizadas aguas arriba.

    Posiblemente por estas razones los primeros espigones de los cuales se tiene noticia fueron construidos

    en Europa en el siglo XIX para profundizar el lecho y mantener as un calado suciente para la navegacin.

    Los espigones son estructuras construidas a partir de los mrgenes hacia el centro del ro con el objetivo

    de:1. Estabilizar el curso del ro;

    2. Reducir la velocidad del ujo en las inmediaciones del margen, aguas arriba y aguas abajo, a valores

    tales que no pueda producirse erosin;

    3. Favorecer la sedimentacin del material de arrastre entre los mismos, en este caso y en el anterior

    usualmente son denidos como espigones retardadores del ujo;

    4. Desviar el ujo hacia el centro del cauce alejndolo de eventuales zonas crticas, para prevenir ero -

    siones;

    5. En caso de ros navegables, centralizar la corriente para profundizar el cauce; en este caso usual-

    mente se les dene como espigones deectores.

    En los dos primeros casos son una interesante alternativa a las protecciones longitudinales ya que, a dife-

    rencia de estas, permiten el acceso al ro de animales y personas y, en general, requieren una menor inversin.

    En el tercero, son la solucin ms econmica hoy disponible.

    Los espigones son clasicados como espigones de repulsin y espigones de sedimentacin, en funcin

    de su comportamiento. Pueden ser del tipo permeable o impermeable, dependiendo si dejan o no uir el agua al

    travs de su cuerpo.

    Los permeables, al facilitar la sedimentacin, son ms indicados en ros con transporte slido importante.

    En este caso el agua, cargada de sedimentos nos, pasa a travs de los mismos y, debido a la reduccin de su

    velocidad, deposita los sedimentos en la zona comprendida entre los espigones que ir rellenndose y creando

    as una nueva lnea de margen. Algunos autores arman que, por esta razn, puede ser incrementada la distan-

    cia para este tipo de espigones en relacin a los impermeables.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    13/8510

    2 - Los Espigones

    En general para su construccin son usados materiales vegetales como troncos de rboles, enfajinados

    y ramas o soluciones mixtas en las cuales son usados troncos unidos por mallas metlicas y cables de acero o

    varillas. Estas soluciones no tienen una larga vida til, pero son usadas debido a su menor costo.

    Los espigones impermeables, por provocar mayor socavacin, son ms indicados cuando se desee au-mentar la profundidad del cauce en el caso de ros navegables. Su funcin principal es centralizar el ujo; simul -

    tneamente alejan el ujo de la margen creando las condiciones para que esta quede protegida de la erosin.

    Pueden ser construidos con rip-rap (piedras sueltas), concreto, pilotes, geocontenedores (tubos de geotex-

    til) y gaviones. Esta ltima solucin es la preferida en la mayora de los pases latinoamericanos por la facilidad

    de ejecucin y por permitir, cuando se considere necesario, el uso intensivo de mano de obra no calicada, redu -

    ciendo al mnimo el uso de maquinarias.

    La disponibilidad de materiales cerca del local de implantacin muchas veces condiciona la eleccin del

    diseador. Por ejemplo, independientemente de consideraciones econmicas, la falta de piedras de grandes di-

    mensiones en las cercana impide el uso del rip-rap, mientras que la disponibilidad de piedras de menor tamao

    favorece la utilizacin de los gaviones, de la misma forma la disponibilidad o falta de arena condiciona el uso

    de los geocontenedores. De la misma forma la existencia de programas gubernamentales de erradicacin de la

    pobreza que requieran de uso intensivo de mano de obra puede inuir en la decisin, haciendo descartar solucio -

    nes con gran uso de maquinaria, como en el caso del rip-rap y preferir otras que pueden requerir el uso masivo

    de obreros no calicados, que pueden ser entrenados rpidamente en el lugar, como en el caso de los gaviones.

    El diseo de los espigones ha sido muy estudiado en el ltimo siglo, han sido presentados varios trabajos,

    pero existe muy poca literatura disponible, talvez porque difcilmente los resultados obtenidos en laboratorio o en

    un caso prctico puedan ser generalizados. Por esta razn, hasta hoy, la experiencia y el sentido comn son las

    mejores fuentes de inspiracin para el proyectista.

    La intencin de esta publicacin, como se mencion anteriormente, es resumir algunos conceptos bsicos,

    fruto de la experiencia de Maccaferri y del autor en obras hidrulicas.

    En adelante sern usadas las siguientes deniciones para especicar las distintas partes que constituyen

    un espign independientemente del material usado para su construccin (gura 2.1).

    Punta, cabeza, nariz o extremidad externa;

    Barra o parte media;

    Cresta, corona o supercie superior;

    Anclaje, empotramiento o extremidad enterrada;

    Paramento lateral de aguas arriba;

    Paramento lateral de aguas abajo;

    Cimiento contra la socavacin, formado a travs de la profundizacin de la estructura o por una pro -

    teccin horizontal (cubriendo el lecho).

    Figura 2.1 - Defnicin de las partes que constituyen el espign.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    14/8511

    3 - DIMENSIONAMIENTO

    Para un correcto dimensionamiento de los espigones, en general deben ser considerados los siguientesaspectos:

    a. Variables del ujo:

    i. Tirante de aguas mnimas, medias y mximas;

    ii. Cantidad y tipo de material de arrastre;

    iii. Rgimen hidrulico.

    b. Parmetros del cauce:

    i. Pendiente;

    ii. Dimensiones y forma;

    iii. Caractersticas morfolgicas.

    Para la eleccin del material de construccin se debe tener en cuenta:a. Su disponibilidad y distancia de transporte;

    b. Disponibilidad de mano de obra y de maquinaria necesarias para la construccin;

    c. Costos del material, mano de obra y maquinaria;

    d. Plazo de tiempo necesario para la construccin;

    e. Nivel del agua durante la construccin.

    Una vez disponible tales informaciones es posible disear el conjunto de la obra, para la cual debern ser

    denidos:

    1. Localizacin en planta de los espigones;

    2. Separacin o espaciamiento entre espigones;

    3. Cantidad de espigones;

    4. Longitud de cada espign;

    5. Forma del espign;

    6. Seccin longitudinal y transversal, elevacin de la cresta, pendiente de la corona, inclinacin de losparamentos laterales;

    7. Empotramiento en la orilla;

    8. ngulo de orientacin respecto a la corriente;

    9. Tipo y dimensiones de la proteccin antisocavacin.

    En lo posible, deben siempre ser respectadas algunas simples reglas dictadas por la experiencia:

    1. Evitar el uso de espigones en cursos de agua con pendiente superior al 2%;

    2. Nunca usar espigones aisladamente, sino en grupos, con un mnimo de tres a cuatro unidades;

    3. Optar por espigones exibles que puedan acomodarse en caso de socavaciones o asentamientos di-ferenciales en su fundacin ya que en este caso, muy comn, la estructura podr adaptarse a la nueva

    situacin sin sufrir daos. Hay que recordar que difcilmente se dispone de estudios del suelo del fondoy que este vara con frecuencia sus caractersticas en pocos metros, por esta razn la exibilidad del

    espign es una ventaja adicional;

    4. Evitar que la construccin de los espigones estrangule el cauce, especialmente durante las crecidas,

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    15/8512

    3 - Dimensionamiento

    para evitar efectos indeseables en la margen opuesta;

    5. Posicionar el primer espign aguas arriba del punto a partir del cual empieza la erosin que se quieracontrolar;

    6. Disear el primer espign aguas arriba ms corto que los siguientes y con mayor empotramiento;

    7. Aumentar gradualmente la longitud de los dos espigones siguientes hasta alcanzar la longituddeseada a partir del cuarto;

    8. Disear los espigones de tal manera que no produzcan cambios bruscos en la direccin del ujo;

    9. A partir del empotramiento, la cresta/corona deber ser ms baja que la margen;

    10. Igualmente, la cresta en la zona de empotramiento deber ser ms alta que el mximo nivel de

    crecida, de tal manera que no quede completamente sumergida durante las mismas y ejerza su funcin

    para cualquier crecida;

    11. La cresta, en la zona de punta, deber ser ms alta que el nivel mnimo previsto, de tal manera que

    no quede completamente sumergido durante el perodo de estiaje;

    12. Empezar la construccin de los espigones desde aguas arriba hacia aguas abajo. Cuando la cons-

    truccin es en seco, los primeros espigones, ya terminados, pueden proteger los siguientes en caso decrecidas inesperadas que se produzcan durante su construccin. Cuando la construccin se realice enaguas profundas, permiten construir los siguientes en aguas ms calmadas.

    Hechas estas consideraciones preliminares examinaremos separadamente los aspectos que fueron men-cionados anteriormente.

    3.1 - Localizacin en planta de los espigones

    Depende de la nalidad de la obra. Si es para proteger un margen de la erosin, los espigones debern

    ser colocados nicamente en este margen, con el cuidado de colocar el primero siempre aguas arriba de la zonaerosionada a ser protegida. Si, por el contrario, se desea profundizar el calado del ro en su parte central, debernser colocados en ambos mrgenes.

    Cuando sea posible, es aconsejable hacer coincidir la localizacin de los espigones con puntos del margen

    que presenten mayor resistencia, por ejemplo unas rocas, para reducir la longitud del empotramiento.

    Particular cuidado deber tomarse para no provocar alteraciones en el margen opuesto como ser explica-do ms adelante. Por este motivo, cuando sea posible, es recomendable construir espigones cortos cuya longitud

    pueda ser aumentada posteriormente, claro est, si esto fuese necesario, una vez vericado su funcionamiento.

    Al observar el comportamiento del ro durante las primeras crecidas despus de la construccin de los espigo-

    nes es posible vericar si las hiptesis iniciales estaban correctas, dando lugar a realizar eventuales ajustes a la

    nueva situacin.

    La facilidad de modicar las estructuras posteriormente a su construccin es uno de los motivos por el cual

    se preere el uso de gaviones en esta aplicacin.

    Est directamente relacionada con la longitud de los espigones, su forma, su localizacin (si estn ubica-

    dos en un tramo recto del ro o en el lado externo de una curva) y su orientacin.

    Tambin es importante la presencia de un adecuado empotramiento, ya que su presencia puede permitirun aumento del espaciamiento de hasta 20% en relacin a espigones no empotrados.

    3.2 - Separacin o espaciamiento entre espigones (S)

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    16/8513

    3 - Dimensionamiento

    La separacin se mide hacia aguas abajo entre el punto de arranque en el margen de dos espigones con -secutivos y depende de la longitud del espign de aguas arriba.

    La separacin entre los espigones es sumamente importante porque, de esta dependern los resultados

    obtenidos, es decir:

    Una separacin muy corta es solucin que provoca gran sedimentacin entre los espigones y consecuen-temente la plena recuperacin del margen erosionado. Seguramente ser una solucin antieconmica.

    Una separacin corta provoca la sedimentacin entre los espigones y consecuentemente la recuperacin

    del margen erosionado. Ser la mejor solucin, si esta es la nalidad de la obra.

    Una separacin media es una solucin que solamente evita el avance de la erosin sobre el margen; encaso de ser necesario, puede ser fcilmente corregida prolongando los espigones o construyendo espigonesadicionales, ms cortos, en los sitios amenazados.

    Una separacin grande es una solucin que puede evitar el avance de la erosin sobre el margen en creci-

    das menores, no necesariamente en crecidas ms importantes. Es una solucin con alto riesgo y, en caso de sernecesario, puede ser reducida la separacin prolongando los espigones al detectar fallas en su comportamientoo construyendo espigones adicionales, ms cortos, en los sitios amenazados. Hay que tener en cuenta que, eneste caso, puede ser necesario reconstruir parte de los espigones con el consiguiente aumento en los costos.

    Una separacin muy grande es una solucin que no altera considerablemente las condiciones hidrulicasdel ro, llegando a ser intil. En este caso debe ser re-estudiado el proyecto.

    Las investigaciones realizadas por Adami y De Deppo en 1970 conrmaron que la regin de separacinaguas abajo del espign est ocupada por un remolino y que en las proximidades del margen la direccin del

    vector de velocidad es invertida respecto a la de la corriente y su intensidad es de aproximadamente el 50% dela corriente aguas arriba del obstculo. Por lo tanto, si es posible establecer esta situacin, la reduccin de ve-locidad provocada por la suma de las dos velocidades en sentido inverso favorecer la sedimentacin entre losespigones.

    Para calcular la posicin del remolino entre los dos espigones, existen algunas indicaciones. A principios

    del siglo pasado Winkel, por ejemplo, indic que el nguloentre la recta que une las puntas de dos espigones

    sucesivos y la tangente al remolino antes mencionado que pasa por la punta del espign aguas arriba, puedevariar entre los 5 y 7 (gura 3.2.1). Al imponer que la tangente encuentre el eje del espign siguiente, es posible

    calcular la distancia Sentre los mismos.

    Figura 3.2.1 - Separacin entre espigones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    17/8514

    3 - Dimensionamiento

    Fierro, en Limpiego dei pennelli nelle sistemazioni uviali: indicazioni e criteri progettuali, propone, bajo

    algunas condiciones, la siguiente ecuacin:

    En realidad el correcto dimensionamiento de la separacin entre los espigones depende tambin de la

    conguracin del ro, pudindose diferenciar la forma de clculo dependiendo si el trecho a intervenir se localizaen un tramo recto del ro o en una curva.

    Para denir Sen los tramos rectos se tiene en cuenta el ngulo de desviacin terica del ujo medido en

    la punta del espign (gura 3.2.1.1).

    Algunos autores recomiendan que, si la orientacin de los espigones es entre 70 y 90, S= 5.2 a 6,4 Lp

    si la orientacin de los espigones es de 60, S= 5.7 a 6,9 Lp.

    Maza recomienda, en caso de espign perpendicular al margen, que la distancia est comprendida entre4-6,3 L

    p, equivalente a un ngulo de desviacin = 9 a 14.

    Algunos autores recomiendan las siguientes relaciones entre separacin y longitud de los espigones oancho del ro (tabla 3.2.1.1). La variedad de los valores recomendados permite entender cun difcil es gene-ralizar los resultados obtenidos en laboratorio (en canal de ensayo) u obtenidos en un ro en particular a casosgenerales.

    3.2.1 - Tramos rectos

    en la cual:

    Smax

    = separacin entre los espigones.

    q= gasto.

    B = ancho estable del ro.

    dm

    = dimensin caracterstica del sedimento en el fondo del ro.

    Smax

    =0,717q0,66

    10,33B0,427dm0,233

    ~

    ~

    Figura 3.2.1.1 - Separacin entre espigones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    18/8515

    3 - Dimensionamiento

    Distancia entre esp igones Tipo de margen Referencia Comentarios

    5/7B Recta Vippiani, 19194/14B Curva

    3L- 5L Strom, 1941

    3L Cncova Grant, 1948

    2L- 4L Curva lvarez, 1948

    4,29L Recta Ahmad, 1951

    5L Curva Ahmad, 1951

    1L CncavaNaciones Unidas,

    1953Prctica general

    2L- 2,5L Convexa

    Naciones Unidas,

    1953 Prctica general2L- 3L Mamak, 1956

    4L Directamente

    Altunin, 1962

    90 -> 75

    3L Para 0,005 i 0,01

    2L Para i 0,01

    1,5L Matheus, 1956

    3L- 5L Strom, 1962

    0,5B Cncava

    Macura, 19665/4 Convexa

    3/4 - 1B Directamente

    3L- 4L Acheson, 1968Dependiendo de la curvatura y de

    la inclinacin de la corriente

    2L- 2,5LCentral Bd. Of Irriga-tion and Power, 1971

    2L- 2,5L Joblekar, 1971 Espigones en contra la corriente

    2LNeil, 1973

    Dos o ms espigones

    4L

    2L- 6L

    Richardson et al.,

    1975

    Para proteccin de mrgenes

    3L- 4LEspigones en T para canales

    navegables

    1,5L- 2LCaneles profunos para la navega-

    cin

    1L Cncava Bendegom (Samideand Beckstead, 1975)2L- 2,5L Convexa

    1,5L Mathes, 1975

    2LU.S. Army (Samide

    and Beckstead, 1975)Para el ro Mississippi

    3,5L Blench et al., 1976

    1B- 2BJansen, 1979

    0,5B- 1B En ros estrechos

    5L Mohan y Agraval, 1979Espigones sumergidos y de altura

    un tercio de la profundidad

    Tabla 3.2.1.1 - Algunas frmulas empricas propuestas para denir la separacin entre espigones (Klingeman, P et al/1984)(Obras uviais/2001 Giorgio Brighetti), (River Trainng Techniques/1995 B. Przedwojski et al.) - Donde L indica la longitud delespign y B el ancho del ro.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    19/8516

    3 - Dimensionamiento

    1,5L CncavaDistrito de Los nge-

    les, 1980Con proteccin de margen en

    enrocado2L Recta

    2,5L Convexa

    4L- 6L Cncava

    Richard & Simons,

    1983

    El margen puede necesitar de

    proteccin adicional

    1L- 2L Kovacs et al., 1983 Ro Danubio

    0,9B- 1B CurvaAkantisz et al., 1983,

    1986, 1989

    Para a= 45 - 50 /B= 8 - 13,5

    1,1B Curva Para a= 55 /B= 8

    1,1B- 0,9B Curva Para a= 55 /B= 13,5

    5,1L- 6L Recta

    lvarez, 1989

    Para orientaciones = 90 a 70

    5L- 6,9L Recta Para orientaciones = 60

    2,5L- 4L Curva Espigones con cresta en declivepara proteccin de mrgenes5,1L- 6,3L Directamente

    >3L Cncava Copeland, 1983

    3LKondap y Prayag,

    1989Para espigones con longitud

    0,2 B

    2,5L- 3L Jica

    4L- 5L Recta Fracassi, 2007Ms de dos espigones en ga-viones de seccin transversal

    decreciente

    En los tramos en curva algunos autores recomiendan S= 2,5 4 Lp, el valor de Saumenta con el radio de

    la curva. En general se preere recurrir a mtodos grcos.

    Algunos de los mtodos grcos ms usados son detallados a continuacin (guras 3.2.2.1 y 3.2.2.2).

    3.2.2 - Tramos en curva

    Mtodo I

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    20/8517

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.2.2.1 - Mtodo grco para denir la separacin entre espigones.

    Este mtodo es utilizado desde la dcada de los 80. A continuacin se presenta el proceso paso a paso.

    Paso 1. Identicada la zona donde se inicia la erosin, el primer espign, que llamaremos I, es posiciona-

    do inmediatamente aguas arriba, en general perpendicular al margen y con una longitud del orden del 10% delancho del ro.

    Paso 2. Del punto de arranque del espign I, es diseada hacia aguas abajo una recta perpendicular alradio de la curva. En el punto en el cual la recta corta en dos partes iguales el segmento de radio comprendido

    entre las lneas del margen actual (erosionado) y la deseada, identicamos el punto de posicionamiento del espi-gn II. Su longitud deber ser entre el 25 y el 30% del ancho del ro. Su orientacin depender de la decisin delingeniero (ms adelante se exponen algunas consideraciones al respecto).

    Paso 3. Pasando por la punta de los espigones Iy IIes diseada hacia aguas abajo una recta. En el puntoen el cual la recta corta en dos partes iguales el segmento de radio comprendido entre las lneas de la margen

    actual y la deseada, identicamos el punto de posicionamiento del espign III. Su longitud deber ser del mismoorden que el anterior.

    Paso 4. Para identicar la posicin del espign IVdebe ser repetido el proceso indicado en el Paso 3.

    Pasos siguientes. El proceso es repetido para localizar los espigones siguientes hasta llegar en las proxi-

    midades del n de la zona no afectada por la erosin.

    Mtodo II

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    21/8518

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.2.2.2 - Mtodo grco para denir la separacin entre espigones (Mamposteria gavionada en la proteccin Hidro-lgico Forestal, CONAF, septiembre de 1982, pag. 18).

    Paso 1. Despus de haber identicado el inicio de la erosin, es prolongado el eje del ro en el tramo aguas

    arriba. En la interseccin del eje con el margen externo, identicamos el punto Ay es posicionado el primer es-

    pign, que llamaremos I, en general perpendicular al margen y cuya longitud debe ser del orden de 15% - 20%del ancho del ro.

    Paso 2. De la punta del espign, es trazada hacia aguas abajo la paralela al eje anteriormente mencionado.

    En el punto en el cual la recta intercepta el margen actual (erosionado) identicamos el punto B. Multiplicamospor dos la distanciaAB y denimos la posicin Cen el cual ser posicionado el espign II. Su longitud deber serentre el 25 y el 30% del ancho del ro. Su orientacin depender de la decisin del ingeniero.

    Paso 3. De la punta de los espigones Iy IIes diseada hacia aguas abajo una recta. En el punto de inter-

    cepcin con el misma margen, identicamos el punto de posicionamiento del espign III. Su longitud deber serdel mismo orden que el anterior.

    Paso 4. Repetimos el proceso indicado en el Paso 3 para identicar la posicin del espign IV.

    Pasos siguientes. El proceso es repetido hasta alcanzar la zona del margen no afectado por la erosin.

    ltimo paso. Aguas arriba del espign Ia la distanciaAB es ubicado el espign K, cuya funcin es protegerel empotramiento del espign I. Su longitud deber ser menor que la de todos los otros espigones del ordem del10% del ancho del ro y su empotramiento mayor.

    Mtodo III

    Este mtodo, mucho ms simple y conservador, tiene en cuenta las recomendaciones ya mencionadas encuanto a considerar un ngulo de desviacin jo= 9 a 14 y posicionar el espign siguiente hacia aguas abajo

    en la intercepcin entre el margen externo del rio y la recta que se origina de la cabeza de cada espign, for-mando el ngulo con la tangente al radio de la curva en esa posicin, segn se representa en la gura 3.2.2.3.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    22/8519

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.2.2.3 - Mtodo grco para denir la separacin entre espigones.

    Es necesario recordar que es siempre conveniente que los diferentes radios Rde la curva del margendeseado sean siempre de tamao decreciente de tal manera que este se reduzca lo ms suave posible. De lamisma manera, conviene que el (los) radio (s) de la curva sea (n) siempre 2,5 B< R< 8Bporque, para radiosmenores, se vuelve ms conveniente econmicamente sustituir los espigones con una defensa longitudinal,

    mientras que, para radios mayores, no existe la seguridad que todos los espigones trabajen ecientemente.

    En general el nmero de espigones debe ser siempre mayor que 2. Algunos autores recomiendan unmnimo de 4 espigones (Derrick). La cantidad de los espigones depende del tramo a ser protegido y, como ya

    se mencion, de la longitud y forma de los mismos. Es necesario un atento examen para decidir la mejor opcin

    entre un nmero menor de espigones largos o un nmero mayor de espigones cortos; para esto deben ser toma-dos en cuenta adems de los aspectos tcnicos normales, los econmicos, logsticos y prcticos relacionados

    en general a la seccin transversal del ro, a la posibilidad de ejecucin en seco o en aguas profundas y a la

    reduccin del ancho durante el estiaje.

    La longitud total del cuerpo del espign Les convencionalmente dividida en dos partes: la longitud de

    anclaje Le, que queda enterrada en el margen y la longitud activa L

    a, que queda expuesta a la accin de la

    corriente; a su vez es denida longitud de trabajo Ltcomo la proyeccin de L

    aen sentido perpendicular al eje de

    la corriente, equivalente a la distancia entre la margen y el punto del espign ms alejado del margen, medida

    perpendicularmente al eje del ro.

    El valor mximo de Ltest siempre relacionado al ancho del ro en el cual el espign est ubicado. En

    general debe estar comprendido entre el 25% y 30% del ancho del cauce para que su presencia no interera en

    el margen opuesto.

    El valor menor es usado preferencialmente para espigones de altura constante (pendiente de la corona p 20), en general construidoscon gaviones. La diferencia se debe a que, al aumentar pdisminuye la reduccin de la seccin mojada del rio

    durante las crecidas, consecuentemente menores sern las alteraciones en el ujo durante esta situacin, entrelas cuales la ms relevante es la velocidad del ujo del agua que, a su vez, est directamente relacionada con la

    capacidad erosiva en el fondo y en la margen opuesta.

    3.3 - Cantidad de espigones

    3.4 - Longitud de los espigones

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    23/8520

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.4.1 - Deniciones de las longitudes del espign.

    3.5 - Forma de los espigones

    Existen varias formas en planta:

    Forma recta o en asta simples;

    Forma en L o en bayoneta;

    Forma en T o en martillo;

    De cabeza redondeada;

    De doble ngulo;

    Curvados, tipo hockey.

    Las primeras tres son las ms comunes y dieren entre s por la mayor o menor eciencia en la proteccin

    de la orilla y en la localizacin de las reas de sedimentacin y erosin provocadas por el espign.

    Por ejemplo, los tipo en L y en T en general concentran la socavacin a lo largo de la cara paralela al ujo

    y, por lo contrario, promueven mayor sedimentacin en las reas entre la cabeza y el margen que quedan msprotegidas contra el efecto de la corriente. El tipo recto, a su vez, concentra la erosin en la punta e inmediata-

    mente agua abajo de esta.

    Como es intuitivo, en el caso de los espigones en L y en T es posible aumentar la separacin entre losespigones, el aumento es aproximadamente equivalente a la proyeccin sobre el margen de los mismos o a laextensin de su cabeza, respectivamente.

    El tipo en L es en general, pero no necesariamente, doblado hacia aguas arriba.

    En el caso de construccin en presencia de agua, los espigones en forma de T y L son en general los mscostosos, ya que su extremidad hacia el centro del ro debe construirse en la zona ms profunda del ro.

    La eleccin entre los tres tipos es generalmente inuenciada por el tipo de rgimen del ro y el aspecto

    econmico.

    A continuacin algunos ejemplos de los tres tipos (guras 3.5.1 hasta 3.5.6).

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    24/8521

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.5.1 - Espign en asta simples.

    Figura 3.5.2 - Espign en asta simples.

    Figura 3.5.3 - Espign en bayoneta.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    25/8522

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.5.4 - Espign en bayoneta.

    Figura 3.5.6 - Espign en martillo.

    Figura 3.5.5 - Espign en martillo.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    26/8523

    3 - Dimensionamiento

    3.6 - Seccin longitudinal y transversal del espign

    3.6.1 - Seccin longitudinal

    La cresta en general es decreciente, es decir que la cota del espign decrece de la orilla hacia el centrodel ro, en casos muy particulares han sido usados espigones con cresta horizontal. La reduccin de la alturadel espign desde la margen hacia el centro del ro es considerada preferible debido a que la seccin con cres-

    ta decreciente funciona de la misma manera que aquella horizontal con niveles de agua mnima mientras queinterere menos en el rgimen de las aguas durante la crecidas. La presencia de los espigones diculta parcial -mente la circulacin de las aguas altas y por esta razn, cuanto menos estos reducen la seccin del ro durantelas crecidas mayores, menor ser el estrangulamiento del ro y menor la erosin en el fondo del cauce y en lamargen opuesta.

    Es importante recordar que la seccin con cresta inclinada longitudinalmente puede signicar un ahorro del

    30% al 60% del volumen de material necesario para la construccin.

    La pendiente es denida por la cota del anclaje (ver el tem siguiente), la longitud del espign y la cota dela extremidad que en general es de 0,5 m o poco superior al tirante de aguas mnimas. Al respetar esta regla lapendiente puede variar entre 5% a 25%. En espigones de material suelto o concreto la pendiente puede variar

    de 2% a 2,5% (guras 3.6.1.1 y 3.6.1.2).

    En el caso de usar gaviones tipo caja la cresta puede ser escalonada (gura 3.6.1.3), mientras que en los

    otros casos y si el material usado lo permite, como por ejemplo los geocontenedores, es rectilnea (gura 3.6.1.4).

    Figura 3.6.1.1 - Seccin longitudinal de espign en concreto.

    Figura 3.6.1.2 - Seccin longitudinal de espign en piedra suelta.

    Figura 3.6.1.3 - Seccin longitudinal de espign en gaviones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    27/8524

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.6.1.4 - Seccin longitudinal de espign en geocontenedores.

    3.6.2 - Seccin transversal

    Es recomendable disear la seccin transversal en forma trapecial de manera que su baricentro sea lo

    ms bajo posible; esto es extremadamente importante debido a que el terreno de los cauces en general no tiene

    buenas caractersticas geotcnicas y la capacidad de soporte no es homognea (gura 3.6.2.1). Esta recomen -dacin es especialmente importante cuando los espigones deban ser construidos en presencia de agua por ladicultad de controlar la real conguracin en aguas generalmente poco transparentes.

    La cresta tiene anchos variables de 1m a 3,5m, pudiendo llegar hasta 6m; en el caso de espigones cons-

    truidos con material suelto, debe ser sucientemente ancha para permitir la circulacin de los vehculos que

    transportan el material usado para la construccin del espign.

    En el caso de espigones construidos con material suelto, en general las pendientes laterales varan desde

    3H:1V en la parte ms cercana a la orilla a 5H a 1V. Esto resulta en un volumen importante de material que, encaso de obras construidas en agua, tiende a aumentar an ms. Por esta razn se preere el uso de los gaviones

    que permite una sensible reduccin del material usado en ambos casos.

    En el caso de obras construidas en seco, los gaviones caja por ser amarrados entre s, permiten una obra

    monoltica con una seccin mas esbelta geomtricamente denida con pendientes laterales del orden del 2H:1V

    a 1H:1V (guras 3.6.2.2 y 3.6.2.3). En el caso de construccin en agua, los gaviones cilndricos no solamente

    permiten usar piedras de tamao reducido de ms fcil transporte y manipuleo sino permiten pendientes lateralesms empinadas con consecuente reduccin del volumen necesario. En este caso las costuras entre los gaviones

    cilndricos no son necesarias ya que la inter-trabazn de las piedras en la supercie del gavin y la friccin entre

    los mismos son sucientes para garantizar la estabilidad de la obra.

    Al usar los geocontenedores, su disposicin longitudinal deber siempre ser de forma piramidal como esta

    representado a continuacin (gura 3.6.2.4).

    Figura 3.6.2.1 - Seccin transversal de espign en concreto.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    28/8525

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.6.2.2 - Seccin transversal de espign en enrocado.

    Figura 3.6.2.3 - Seccin transversal de espign en gaviones y Colchones Reno.

    Figura 3.6.2.4 - Seccin transversal de espign en gecontenedores.

    3.6.3 - Cabeza de los espigones

    3.7 - Empotramiento en la orill a

    La cabeza de los espigones es en general la parte ms expuesta a daos causados por el material dearrastre y a la socavacin del fondo, siendo que ha sido observado que las mayores erosiones en el fondo se

    verican alrededor de la misma. Por esta razn debe ser mayormente protegida que el resto del cuerpo del espi -gn, aumentando la proteccin contra la abrasin y la profundidad de la fundacin o la longitud de la plataformaantisocavacin.

    Es la parte del espign construida dentro de la orilla para evitar eventuales anqueos o rodeos de la es-

    tructura que podran comprometer su estabilidad (gura 3.7.1). En terrenos muy duros, como roca, no es nece-

    sario, siendo suciente garantizar la continuidad entre terreno y espign. En los otros casos su profundizacin

    es denida generalmente en proporcin a la longitud del espign; ha dado buenos resultados usar en el primer

    espign aguas arriba la profundidad de 25 a 40% de Lt, mientras que en los siguientes, entre el 15% y 20% (gu-

    ra 3.7.2). La razn de la diferencia, es que la funcin del primer espign es bsicamente proteger el anclaje del

    siguiente y, en caso de fallar, podra exponer el empotramiento del segundo a erosiones y as comprometerlo; asu vez esto podra generar el mismo problema en cadena en los siguientes. Cuando el proceso de excavacinpara empotrar los espigones sea costoso, es posible reducirla al mnimo y reducir la distancia entre los espigo-nes. Como alternativa a la profundizacin del empotramiento, es posible revestir el margen a ambos lados del

    espign, por ejemplo con un revestimiento en Colchones Reno

    o un muro longitudinal en gaviones (gura 3.7.3).

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    29/8526

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.7.1 - Colapso del espign de gaviones por falla del em -potramiento.

    Figura 3.7.3 - Revestimiento del margen a ambos lados del es-pign.

    Figura 3.7.2 - Profundidad del empotramiento.

    El espign puede ser diseado con su eje direccionado en contra de la corriente (> 90), perpendicular(= 90) o a favor (< 90). El ngulo es medido desde el margen aguas abajo hasta el eje del espign. La incli -

    nacin del espign en relacin al eje del ro es importante porque modicar el rea protegida.

    En el primer caso (> 90) diversos autores indican que esta orientacin incrementa la sedimentacin yalgunos recomiendan ngulos entre 100 y 120 (Beckstead). En el segundo caso (= 90), esta orientacin es

    la preferida porque permitir reducir la longitud del espign en relacin a los otros casos an si algunos autores in-dican que es la que produce la mayor erosin en la punta (Kwan y Kandasamy) y a largo plazo (Collell, Cardoso,Martn Vide y Bateman, 1999). En el tercero algunos autores recomiendan ngulos alrededor de 70 (Maza), es-pecialmente en tramos en curva y, para pequeos radios, valores menores de 70 pudiendo alcanzar hasta 40.No existe una clara sugerencia para recomendar la direccin del espign que no sea relacionada a la ubicacin

    3.8 - ngulo de orientacin respecto a la corriente

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    30/8527

    3 - Dimensionamiento

    del rea a ser protegida en relacin al espign, como ha sido mencionado anteriormente.

    En observaciones en laboratorio y en campo es posible vericar que en el caso de espigones en contra

    de la corriente (gura 3.8.1 A) el rea mayormente protegida por el espign es distribuida inmediatamente aguas

    arriba del mismo, cuando es perpendicular (gura 3.8.1 B), el rea queda distribuida entre aguas arriba y abajodel mismo y, cuando es a favor de la misma (gura 3.8.1 C), el rea mayormente protegida es distribuida inme-diatamente aguas abajo del mismo.

    El autor ha observado, por otro lado, que los espigones en contra la corriente parecen tener un mejor

    comportamiento en ros de corriente rpida (de montaa) y aquellos a favor en ros de corrientes ms lentas (dellanura).

    Figura 3.8.1 - Espigones a favor de la corriente (A), perpendiculares (B) y contra la corriente (C).

    En la tabla 3.8.1 est relacionado el ngulo entre el espign y el margen recomendado por distintosautores (Klingeman, P et al, 1984).

    A

    B

    C

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    31/8528

    3 - Dimensionamiento

    ngu lo recomendado entre el

    espign y la orillaReferencia Comentarios

    100 - 120 Naciones Unidas, 1953Espigones inclinados hacia aguas

    arriba

    100 - 110 Mamak, 1964

    110 Macura, 1966 Margen cncava

    100 Directamente

    90 Margen convexa

    90 Franco, 1967

    90 Lindner, 1969 Desvo

    90 Lindner, 1969, ro Missouri Sedimentacin

    75 - 90 Lindner, 1969, ro Red y Arkansas

    90 US Army, Corps of engineers, 1970100 - 120

    Central Board of Irrigation andPower, 1971

    100 - 120Joglekar, 1971

    30 - 60

    90 Richardson y Simons, 1973

    100 - 110 (orilla convexa) Samide y Beckstead, 1975

    100 (orilla cncava) Samide y Beckstead, 1975

    75US Army, Corps of engineers, Los

    Angeles District, 1980

    ~ 90 Copeland, 198370 - 90

    Alvarez, 198330 Para curvas cerradas

    90US Army, Corps of engineers,

    Memphis and Vicksburg District,1983

    90 US Army, Corps of engineers, 1983

    65 Akanyisz et al., 1983, 1986, 1989Para a = 45 55 y /B = 8 - 13,5

    margen convexa

    Tabla 3.8.1 - ngulo entre el espign y la orilla por algunos autores.

    3.9 - Tipo y dimensiones de la proteccin antisocavanteComo ya se mencion, la presencia de los espigones provoca en general un estrechamiento del cauce

    y un consecuente aumento de la velocidad del agua. Los efectos son sentidos en las inmediaciones de los es-

    pigones; en especial aguas arriba y delante de la punta del espign se puede vericar un sensible aumento de

    la velocidad y remolinos que, en el caso de que la composicin y granulometra del fondo del cauce lo permita,provocarn erosiones a veces muy profundas que, de no ser consideradas en la fase de diseo pueden provocarel vuelco o hasta la destruccin del espign. Por lo anterior, es siempre necesario un minucioso clculo de lasocavacin que pueda producirse en el cauce naturalmente y la que ser provocada por el espign.

    A mediados del siglo pasado, Amhad investig la erosin provocada por obstculos y mostr las diferentes

    conformaciones de las fosas de erosin en un espign en funcin de su inclinacin respecto a la corriente y desu forma, como muestra el diseo (gura 3.9.1).

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    32/8529

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.9.1 - Distribucin de la erosin en vuelta de un espign en funcin de su inclinacin y forma.

    Un nmero importante de investigaciones fue llevada a cabo desde entonces, entre las cuales, son lasms conocidas: Jansen, Garde, Awazu, Ving, Mukhameder et al., Gill. Queremos tambin mencionar las rea-

    lizadas por Maccaferri en el laboratorio del INCyTH. Todas ellas, an si ayudaron a un mejor entendimiento del

    problema, no permiten llegar a expresiones generales que permitan calcular con la suciente precisin la mxima

    profundidad de la erosin.

    Algunos autores proponen frmulas para calcular la erosin:

    Melville propone la siguiente expresin para espigones y estribos de puentes:

    Hs max

    / L = (Ky, K

    f, K

    D, K

    , K

    s, K

    , K

    g)

    siendo:

    Hs max

    = mxima erosin local;

    L= longitud del estribo;

    = funcin que involucra a los parmetros adimensionales Ki;

    Ky= tirante;

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    33/8530

    3 - Dimensionamiento

    Kf= intensidad del ujo, u/uc, donde ues la velocidad media y ucla velocidad media crtica o de principio

    de movimiento;

    KD= tamao del material de arrastre;

    K= grado de uniformidad del material de arrastre;

    Ks= forma del espign;

    K= alineacin del espign;

    Kg= geometra del canal.

    Buy Ngok propone la siguiente frmula:

    donde:

    H= profundidad relativa de socavacin = (z+h)/h;

    z= profundidad de socavacin;

    mS= pendiente del paramento lateral (1: m

    S) del espign;

    n= relacin de contraccin n = La/ B;

    = ngulo de inclinacin del espign en relacin a la corriente;

    hg= altura del espign;

    h = profundidad del agua sin considerar la socavacin;

    1(Cd) y 2(Cd)= factores que dependen de la traccin sobre los granos;Fr= Nmero de Froude.

    Maza, al utilizar el criterio de Latuischenkov propone la siguiente ecuacin:

    Hs max

    = 0,855 h(4,17 + n q1/q) e(0,0028a-0,24k)

    donde:

    Hs max

    = erosin provocada por el espign medida desde la supercie libre del agua hasta el fondo, [m];

    h= profundidad del agua en la parte del espign no afectada por la erosin, [m];

    q1= gasto terico que podra pasar por la zona ocupada por el espign, [m3/s];

    q= gasto con perodo de retorno de 25 y 50 aos, [m3/s];

    = ngulo formado por el eje longitudinal del espign y la direccin de la corriente, medida desde aguas

    abajo, [];

    k= inclinacin del paramento da la punta del espign, k= cotg ( );

    = ngulo formado por el paramento de la punta del espign y la horizontal, [].

    Dependiendo del tipo de material usado, deber ser prevista una proteccin que puede asumir diferentes

    conguraciones.

    a. En el caso de estructuras en concreto se vuelve necesaria la profundizacin de las fundaciones hasta

    una cota no alcanzada por la erosin (guras 3.9.2 y 3.9.3), requiriendo as una sobre excavacin del fondo.

    H =1,09-0,075(ms+1)

    1 - n0,3x x x

    0,410,2

    1(Cd) x (Fr)2 (Cd)

    90

    hgh

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    34/8531

    3 - Dimensionamiento

    Figura 3.9.2 - Proteccin antisocavacin de espign de concreto.

    b. En el caso de materiales sueltos: es necesario el aumento de la seccin y el mantenimiento peridico

    mediante recarga con nuevo material que substituya el que hubiera sido transportado hacia aguas abajo por la

    corriente (gura 3.9.4), requiriendo as un volumenextra.

    c. En el caso de gaviones: es habitualmente usada la colocacin de una plataforma antisocavacin de

    Colchones Renoalrededor del espign y cuyo ancho sea proporcional a la mxima profundidad de erosin pre-vista, en general 2 veces dicha profundidad (guras 3.9.5, 3.9.6 y 3.9.7). Por la experiencia acumulada en obras

    reales y en ensayos de laboratorio, se ha vericado que el ancho de la plataforma debe ser siempre mayor en la

    lateral aguas arriba y en la extremidad, por ser estas las regiones donde se verican las mximas erosiones. La

    ejecucin de la plataforma evita la excavacin del fondo, en general muy costosa, para llegar a una profundidad

    no alcanzada por la erosin.

    Figura 3.9.3 - Colapso del espign de concreto porfalla de la proteccin antisocavacin.

    Figura 3.9.4 - Diseo esquemtico de espign en rip-rap y de la proteccin antierosin.

    Figura 3.9.5 - Diseo esquemtico de espign en gaviones y de la proteccin antierosin.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    35/8532

    3 - Dimensionamiento

    d. En el caso de geocontenedores de geotextil tejido, es necesario recurrir a plataformas antisocava-

    cin en geotextil del mismo tipo, que cumplen la misma funcin de aquellas en Colchones Reno(guras 3.9.8 y3.9.9).

    Figura 3.9.6 - Proteccin antierosin de espign en gaviones.

    Figura 3.9.7 - Proteccin antierosin de espign en gaviones.

    Figura 3.9.8 - Seccin longitudinal esquemtica de espign en geocontenedores.

    Figura 3.9.9 - Seccin transversal esquemtica de espign en geocontenedores y proteccin antierosin.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    36/8533

    3 - Dimensionamiento

    Para terminar esta rpida resea, cabe mencionar las modalidades de construccin de los espigones ya

    que, por ser ubicados dentro del cauce del ro, estas son inuenciadas por el tipo de suelo y la eventual presencia

    de agua.

    En el caso que sea posible trabajar en seco, para el cuerpo del espign se preere recurrir al uso delos gaviones tipo caja, por sus caractersticas de exibilidad y monoliticidad y por permitir secciones denidas

    geomtricamente conforme las necesidades. Para los cimientos se recurre al uso de los Colchones Renoque,

    por su exibilidad y continuidad, estn en condicin de acompaar las erosiones del fondo evitando que estas

    puedan alcanzar el cuerpo del espign. El uso de los gaviones permitir adicionalmente realizar eventuales mo-

    dicaciones posteriores de la seccin si fueran necesarias.

    En el caso que sea necesario construir el espign en presencia de agua, especialmente si en aguasprofundas, es posible recurrir a material suelto de dimensiones adecuadas o a gaviones tipo saco. El materialsuelto es usado cuando se disponga de una cantera en las cercanas en condicin de proveer las piedras en lasdimensiones y cantidades necesarias, lo cual por otro lado se est volviendo cada vez ms raro. La necesidad de

    mantener pendientes suaves en los taludes laterales hace necesario el uso de un volumen importante de piedras.Los gaviones saco, al contrario, permiten usar piedras o guijarros de pequeas dimensiones y permiten realizar

    secciones ms regulares con taludes ms empinados y controlar el volumen del material lanzado.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    37/85

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    38/8535

    4 - ESPIGONES EN GAVIONES

    Los gaviones se adaptan particularmente a ser usados en la construccin de los espigones por sus ca-

    ractersticas: facilidad y rapidez de construccin, permitir la construccin en seco y en agua, exibilidad, uso

    intensivo de mano de obra (si fuera necesario), etc. Adems de las consideraciones que pueden ser hechas visi -

    blemente en obra, un interesante trabajo Ricerca sperimentale sul comportamento di pennelli di vario tipo nellesistemazioni uviali, Migliorini P., Milano V., Viti C. (Istituto di Idraulica della Facolt di Ingegneria dellUniversit

    di Pisa - LEnergia elettrica N12, 1984) compara el comportamiento hidrulico entre espigones construidos con

    diferentes materiales al cambiar la inclinacin, distancia y forma de los mismos llegando a la conclusin que la

    exibilidad de los gaviones permite absorber eventuales asentamientos provocados por la erosin del fondo, en

    especial en la punta.

    A seguir sern listadas algunas recomendaciones y sugerencias adicionales para el diseo y la cons-

    truccin de espigones en gaviones.

    4.1 - En el diseo

    La posibilidad de usar elementos modulares permite disear las ms variadas secciones, con cresta recta

    o escalonada; paramentos laterales verticales, inclinados o escalonados; secciones curvas, ngulos, etc. Para

    mayor rapidez en la construccin sugerimos que sea dada preferencia a una cresta y paramentos escalonados

    en lugar de inclinados, ya que el corte y adaptacin del gavin para ajustarlo a la seccin deseada requieren de

    ms tiempo que el habitual (gura 4.1.1). Por el mismo motivo es preferible formar curvas con una secuencia

    de ngulos y no redondeando los gaviones con dobleces o cortes. An as, es posible construir estructuras cur-

    vas, si fuera considerado necesario. Reportamos a seguir algunas maneras adoptadas para crear secciones no

    rectangulares (guras 4.1.1, 4.1.2 y 4.1.3).

    Figura 4.1.1 - Diseos esquemticos de espigones fabricados con gaviones rectangulares y moldados.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    39/8536

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.1.2 - Proceso para moldar los gaviones.

    Figura 4.1.3 - Proceso para moldar los Colchones Reno.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    40/8537

    4 - Espigones en gaviones

    En el lado hacia aguas arriba es preferible usar, en el caso de ros con transporte slido importante,

    gaviones tipo Caja Fuerte (elementos especialmente desarrollados para estas situaciones), en los cuales la

    cara frontal y una de las laterales son producidas con alambres ms gruesos que los habituales para resistir ms

    al impacto del material transportado por la corriente (guras 4.1.4 y 4.1.5).

    Por otro lado, es posible proteger la cara aguas arriba del espign que queda expuesta al impacto del ujo

    y el material de arrastre con una proteccin de troncos (gura 4.1.6) o plantando vegetacin arbustiva (gura

    4.1.7) que, al crecer, formar una barrera a la accin del ujo y aumentar la adherencia entre los ColchonesReno y el suelo.

    Figura 4.1.4 - Diseo esquemtico del gavin Caja Fuerte.

    Figura 4.1.5 - Obra construida con gaviones CajaFuerte.

    Figura 4.1.6 - Protecciones con troncos contra la abrasin de espigones de gaviones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    41/8538

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.1.7 - Proteccin con vegetacin contra

    la abrasin de espigones de gaviones.

    Queda a juicio del diseador que los Colchones Renoque conforman la eventual plataforma antisocava-

    cin sean no prolongados por debajo del cuerpo del espign; siempre que sea posible recomendamos que, si

    no totalmente, por lo menos una parte de la plataforma quede cubierta por el cuerpo del espign, para garantizar

    una mayor continuidad entre las dos partes debido en este caso al amarre al peso de los gaviones sobre los

    Colchones Reno, y a la friccin entre la base del espign y la tapa de la plataforma (gura 4.1.8).

    Figura 4.1.8 - Diferente posicin de los Colchones Renopara conformar la plataforma antisocavacin.

    La funcin de la plataforma antisocavacin en Colchones Renoes doble. Por un lado desplaza lejos del

    espign la erosin, siendo una estructura armada en la cual las piedras estn connadas entre mallas metli-

    cas y pueden resistir sin daos a los remolinos o corrientes rpidas; por el otro, debido a su exibilidad, puede

    acompaar el perl de la fosa de erosin que se creara a su lado acorazndola, evitando que pueda alcanzar

    el cuerpo del espign. Por esto es importante calcular la longitud de la plataforma para que la erosin no pueda

    pasar por debajo y alcanzar el espign. Para evitarlo, la longitud deber ser por lo menos 1,5 veces la mxima

    profundidad de erosin prevista.

    El valor sugerido de 1,5 es resultado de ensayos realizados por Maccaferri en el laboratorio de la Sogreah

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    42/8539

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.1.9 - Comportamiento de la plataforma antisocavacin en Colchones Renoa proteccin de estructuras en gaviones.

    Figura 4.1.10 - Plataforma antisocavacin recin cons-

    truida.

    Figura 4.1.11 - Plataforma despus de pequeas cre-

    cidas.

    en los cuales fue vericado que la mxima inclinacin a la cual el Colchn Reno pierde su eciencia, es 41.

    Considerando que la conguracin alcanzada por la plataforma en equilibrio puede ser considerado la inclina-

    cin de la hipotenusa de un tringulo rectngulo cuyo lado sea la profundidad de la erosin, en consecuencia

    entonces la longitud de la hipotenusa y, consecuentemente, de la plataforma debe medir 1,41 veces la medida

    de la profundidad de erosin. Al no permitir que sea superado este ngulo, tenemos entonces la seguridad quela plataforma protege el espign de la erosin (guras 4.1.9 hasta 4.1.13 ).

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    43/8540

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.1.12 - Plataforma despus de las primeras

    erosiones.

    Figura 4.1.14 - Profundizacin de la fundacin para prevenir solapamientos.

    Figura 4.1.13 - Plataforma despus de mayores ero-

    siones.

    Si el trasporte slido es importante y puede causar daos al espign, no es conveniente el uso de Col-

    chones Renoya que la tapa de los mismos se desgastara rpidamente por esto. En estos casos es preferible

    usar fundaciones directas profundizando la estructura en gaviones hasta una profundidad que no pueda ser

    alcanzada por la erosin (gura 4.1.14).

    A seguir algunas fotos de espigones en gaviones construidos en Amrica Latina con plataforma antisoca-

    vacin en Colchones Reno(guras 4.1.15, 4.1.16 y 4.1.17).

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    44/8541

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.1.18 - Espigones en gaviones apoyados so-

    bre una camada de piedras sueltas.

    Figura 4.1.17 - Espign en gaviones con plataforma

    antisocavacin en Colchones Reno despus de al-gunos meses.

    Otra alternativa es apoyar el cuerpo del espign en gaviones sobre una camada de piedras sueltas de

    tamao adecuado (gura 4.1.18).

    4.2 - En la construccin

    En el caso de ros con caudales que no permitan trabajar en seco, para la construccin de los espigones escomn usar gaviones cilndricos. Estos gaviones, como indica el nombre, tienen formato de cilindro, son llenados

    en tierra rme con piedras de tamao adecuado y posteriormente izados y colocados en agua con una gra. En

    la primera camada los gaviones cilndricos son siempre colocados paralelamente al eje del ro. En el caso que el

    fondo del cauce sea constituido por terrenos nos, es aconsejable extender por arriba del fondo un geotextil no-

    Figura 4.1.15 - Espigones en gaviones con plataforma

    antisocavacin en Colchones Reno.

    Figura 4.1.16 - Espign en gaviones con plataforma

    antisocavacin en Colchones Renodurante la cons-

    truccin.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    45/8542

    4 - Espigones en gaviones

    tejido, arriba del cual sern colocados los gaviones. La no necesidad de amarres hace la operacin muy simple,

    requiriendo solamente que los gaviones cilndricos sean colocados uno al lado del otro, sin dejar espacio entre

    los mismos. Las camadas siguientes son colocadas una tras la otra hasta llegar a la cota del nivel del agua; a

    partir de ah podr continuarse con gaviones cilndricos o gaviones caja. En el primer caso ser suciente man-

    tener el proceso usado hasta entonces mientras que en el segundo los gaviones debern ser colocados vacos,amarrados entre s, llenados con piedras y cerrados. De esta forma ser posible obtener formas ms regulares

    y geomtricas y reducir el volumen de la estructura. Adicionalmente los amarres volvern a la estructura ms

    monoltica siendo que su continuidad ser garantizada no solamente por el encaje y la friccin entre los gavio -

    nes, sino tambin por los amarres (guras 4.2.1 hasta 4.2.5). En algunos casos, an con aguas profundas, se

    ha recurrido al uso de gaviones caja colocados vacos, jados al fondo y llenados bajo agua, siendo para esto

    necesario el uso de buzos.

    Figura 4.2.1 - Colocacin en agua de gaviones saco.

    Figura 4.2.3 - Colocacin en agua de gaviones saco.

    Figura 4.2.2 - Colocacin en agua de gaviones saco.

    Figura 4.2.4 - Espign construido en agua con gavio-nes saco.

    Figura 4.2.5 - Espign en gaviones construido en agua

    en dos etapas: bajo agua con gaviones saco y en seco

    con gaviones caja.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    46/8543

    4 - Espigones en gaviones

    En el caso de ros que tengan perodos de estiaje que permite la construccin en seco, para construir la

    plataforma antisocavacin es necesaria solamente la regularizacin de fondo del cauce con la retirada de unos

    0,30-0,50m de tierra. En primer lugar es colocado, en terrenos nos, un geotextil no-tejido. A seguir, sobre este

    es montada la plataforma antisocavacin colocando los Colchones Reno, amarrndolos entre s, colocando

    tensores verticales para reducir el movimiento de las piedras provocado por la corriente y aumentar la vida tilde los mismos, llenndolos y cerrndolos con las respectivas tapas. A continuacin es construido el cuerpo del

    espign con los gaviones caja colocados vacos, amarrados unos a los otros, llenados (no olvidando colocar los

    tensores horizontales para un mejor acabado) y nalmente cerrados. Es importante recordar que, en la medida

    de lo posible, es aconsejable no dejar Colchones Renoo gaviones sin rellenar al nal del horario de trabajo ya

    que, una crecida imprevista, podra daarlos.

    Una ventaja adicional al usar gaviones en la construccin de los espigones es permitir, como ya se men -

    cion, la adaptacin de la seccin a nuevas exigencias que surgieran de la observacin de su comportamiento

    durante crecidas subsecuentes a la construccin ya que es extremadamente fcil amarrar nuevos gaviones a los

    existentes sin solucin de continuidad y continuar la construccin, an despus de algunos meses. Incluso, si

    fuera necesario reducir la longitud o el ancho de los espigones, es posible desarmar los gaviones ya colocados

    recuperando las piedras de relleno y los elementos metlicos.

    Muchas veces no han sido los aspectos tcnicos o econmicos que hicieron elegir las estructuras en gavio-

    nes, sino un importante aspecto social. Para la construccin de los gaviones se puede elegir desde la alternativa

    de usar mquinas hasta el uso intensivo de mano de obra. Esta no debe ser cualicada, puede ser contratada en

    las poblaciones localizadas en los alrededores del lugar de ubicacin de los espigones y ser rpida y fcilmente

    entrenada para alcanzar buena productividad y acabamiento prolijo. Por esta razn, inmeras veces fue preferi -

    do el uso de los gaviones debido a necesidades sociales locales o a programas de nanciamiento de obras con

    uso de mano de obra intensivo. Esta caracterstica conlleva otro benecio: cuando un porcentaje importante del

    costo de la obra es canalizado hacia la mano de obra y esta vive en las cercanas, consecuentemente mayoresrecursos son gastados localmente, beneciando as la economa de la microrregin y, en particular, el comercio,

    y por consecuencia, un nmero mayor de personas sin costos adicionales para el poder pblico.

    A continuacin son mostrados algunos ejemplos de espigones en gaviones construidos en distintos pases

    latinoamericanos (guras 4.2.6 hasta 4.2.11).

    Figura 4.2.6 - Espigones en gaviones. Figura 4.2.7 - Espigones en gaviones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    47/8544

    4 - Espigones en gaviones

    Figura 4.2.10 - Espigones en gaviones. Figura 4.2.11 - Espigones en gaviones.

    Figura 4.2.8 - Espigones en gaviones. Figura 4.2.9 - Espigones en gaviones.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    48/8545

    5 ESPIGES PERMEVEIS CONSTRUDOS COM TRONCOS, MALHAS E CABOS

    Como mencionado no item 2, em algumas situaes se recorre a estruturas permeveis de baixo custo.

    Geralmente so conformadas com troncos cravados verticalmente no fundo do canal ou formando pirmides por

    sua vez preenchidas de pedras, cabos ou barras de ao estendidas entre os troncos, e malhas metlicas fxadas

    a estes para formar uma barreira de reteno do material arrastado pelo rio durante as enchentes. So soluesno defnitivas que requerem constante manuteno. Esta soluo muito usada na Bolvia (fguras de 5.1 a

    5.4).

    Figura 5.1 Espiges em material misto. Figura 5.2 Espiges em material misto.

    Figura 5.4 Espiges em material misto.Figura 5.3 Espiges em material misto.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    49/8547

    6 - CASOS HISTRICOS

    A seguir, nalizando esta publicacin, reportamos algunos de los proyectos de espigones en gaviones y

    Colchones Renorealizados en los ltimos aos en Amrica Latina, con la esperanza que estas experiencias de

    pases tan distintos como Argentina, Bolivia, El Salvador y Per sean de inters del lector. Mayores informaciones

    sobre tales obras podrn ser solicitadas directamente a las liales de Maccaferri de los distintos pases cuyasdirecciones podrn ser encontradas en el Site: www.maccaferri.com.br.

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    50/8548

    6 - Casos Histricos

    RO CHALLUAYACU

    Solucin:OBRA FLUVIAL DEFLECTORAProductos:Gavin Caja y Colchn Reno

    Durante la obra

    Solucin:

    El Proyecto Especial Alto Huallaga, una entidad dedicada aapoyar en construcciones a los pueblos ms alejados del Permejorando la calidad de vida de las poblaciones, decidi atendereste problema debido a su importancia y urgencia.El Proyecto Alto Huallaga luego de familiarizarse con las Solucio-nes Maccaferri, decidi trabajar junto al Departamento Tcnico

    de Maccaferri de Per en la elaboracin del Diseo.El benecio de dar trabajo a mano de obra no calicada del dis-trito, el bajo costo total de la solucin y su excelente performancetcnica propici que se eligiera construir espigones conformadospor muro de gaviones de tres metros de alto como la solucina ser considerada. Los espigones fueron distribuidos en cuatrokilmetros del recorrido del ro, con un espaciamiento de sesenta,ochenta y ciento veinte metros, con su respectiva plataformaantisocavacin de Colchones Reno.

    Nombre del Cliente:Proyecto Especial Alto Huallaga

    Productos usados:

    Problema:

    El Ro Challuayacu est ubicado en el distrito La Plvora,provincia de Tocache, la cual se encuentra en la cuenca alta delro Huallaga al sur de la regin San Martn. El principal problemade este ro radica en que sus laderas se vieron afectadas debidoa su accin erosiva y energa.

    PER, SAN MARTN

    Ant es de l a obra

    Durante la obra

    Gaviones en malla tipo 10x12 alambre 2.7 mm Galfan + PVC:100 tColchones Renoen malla tipo 10x12 alambre 2.7 mm Galfan+ PVC

    Fecha de la Obra:Construccin:Trmino:

    Diciembre/2005Septiembre/2006

    Proyecto e Consultora:Proyecto Especial Alto Huallaga

    Constructora:Proyecto Especial Alto Huallaga

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    51/8549

    6 - Casos Histricos

    Obra concluida

    Representacin esquemtica

    Durante la obra

    Obra concluida

    Durante la obra

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    52/8550

    6 - Casos Histricos

    RIO HUALLABAMBA

    Solucin:

    OBRA FLUVIAL DEFLECTORAProductos:Colchn Renoy MacTex

    Durante la obra

    Solucin:

    La Municipalidad distrital de Huicungo solicit apoyo a laempresa HIDROCONSULT E.I.R.L quien, luego de familiarizarsecon nuestras soluciones, decidi trabajar junto al DepartamentoTcnico de Maccaferri de Per en la elaboracin del Diseo.

    Un factor importante tambin fue el bajo costo total de la soluciny su excelente performance tcnica.El proyecto consta de cinco (05) espigones cuyas longitudesoscilan entre los 25 y 120 metros.

    Nombre del Cliente:Municipalidad Distrital de Huicungo

    Productos usados:

    Problema:

    El Ro Huallabamba est ubicado en el distrito Huicungo, pro-vincia Mariscal Cceres - Juanjui, la cual se encuentra a orillas delro Huallaga al sur de la regin San Martn. El principal problemade este ro radica en que sus laderas se vieron afectadas debidoa su accin erosiva y energa.

    PER, HUICUNGO - SAN MARTN

    Durante la obra

    Durante la obra

    Colchones Renoen malla tipo 10x12, alambre 2.7 mm Galfan+ PVCGeotextil no tejido MacTexN40.1

    Fecha de la Obra:

    Construccin:Trmino:

    19991999

    Proyecto e Consultora:HIDROCONSULT E.I.R.L Maccaferri de Per S.A.C

    Constructora:Municipalidad Distrital de Huicungo

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    53/8551

    6 - Casos Histricos

    Obra concluida

    Representacin esquemtica

    Obra concluida

    Obra concluida

    Obra concluida

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    54/8552

    6 - Casos Histricos

    RO HUALLAGA

    Solucin:OBRA FLUVIAL DEFLECTORAProductos:Colchn Renoy MacTex

    Durante la obra

    Solucin:

    Debido al peligro que corra la poblacin del distrito de Cam-panilla, el municipio se vio en la necesidad solicitar al empresaHIDROCONSULT E.I.R.L apoyo en la solucin del problema yesta a su vez decidi trabajar junto al Departamento Tcnico deMaccaferri de Per en la elaboracin del Diseo.Se determin la construccin de espigones debido al bajo costo

    total de la solucin y su excelente performance tcnica, as comoel factor importante de no necesitar mano de obra especializadapara su construccinSe decidi construir ocho (08) espigones deectores de ujo, deseccin trapezoidal, conformados por un ncleo de roca pesadarecubiertos con colchones Reno, cuyas longitudes varan entre35 y 50 metros.

    Nombre del Cliente:

    Municipalidad Distrital de Campanilla

    Productos usados:

    Problema:

    El Ro Huallaga est ubicado en la localidad de Campanilla,el distrito de Campanilla, provincia Mariscal Cceres, regin SanMartn. El principal problema de este ro radica en que su margenizquierda se vio afectada debido a su accin erosiva y energaa causa de las fuertes lluvias poniendo en peligro la localidad.

    PER, CAMPANILLA - SAN MARTN

    Ant es de l a obra

    Durante la obra

    Colchones Renoen malla tipo 10x12, alambre 2.7 mm Galfan+ PVCGeotextil no tejido MacTexN40.1

    Fecha de la Obra:Construccin:Trmino:

    20102010

    Proyecto e Consultora:HIDROCONSULT E.I.R.L Maccaferri de Per S.A.C

    Constructora:Municipalidad Distrital de Campanilla

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    55/8553

    6 - Casos Histricos

    Obra concluida

    Representacin esquemtica

    Durante la obra

    Obra concluida

    Obra concluida

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    56/8554

    6 - Casos Histricos

    RO HUALLAGA

    Solucin:OBRA FLUVIAL DEFLECTORAProductos:Colchn Renoy MacTex

    Durante la obra

    Solucin:

    Por esta razn la Municipalidad Distrital de Juanjui solicitasesora a la empresa HIDROCONSULT E.I.R.L, la cual deciditrabajar junto al Dpto. Tcnico de Maccaferri de Per en laelaboracin del Diseo.Se eligi construir espigones debido al bajo costo total de lasolucin y su excelente performance tcnica, los mismos estn

    conformados por un ncleo de roca pesada recubierto por colcho-nes Reno. El proyecto est conformado por tres (03) espigonescuyas longitudes oscilan entre los 25 y 85 metros.Durante los trabajos de transporte de roca para conformacin delcuerpo de los espigones se pudo comprobar que este sistemanos permite trabajar con grandes caudales tal como se puedeapreciar en las imgenes (gran caudal del ro Huallaga duranteel proceso constructivo).

    Nombre del Cliente:

    Municipalidad Distrital de Juanjui

    Productos usados:

    Problema:

    El Ro Huallaga est ubicado en el distrito de Juanjui, provinciaMariscal Cceres, al sur de la regin San Martn. El principal pro-blema de este ro radica en que sus laderas se vieron afectadasdebido a la accin erosiva y energa de la corriente.La velocidad del agua que presenta el Ro Huallaga en susmximas crecientes y la grande cantidad de material que arrastraerosiona las mrgenes, afectando tambin los cultivos de laschacras cercanas al ro y caseros aledaos.

    PER, JUANJUI - SAN MARTN

    Antes de la obra

    Durante la obra

    Colchones Renoen malla tipo 10x12, alambre 2.7 mm Galfan+ PVCGeotextil no tejido MacTexN40.1

    Fecha de la Obra:Construccin:Trmino:

    20102010

    Proyecto e Consultora:HIDROCONSULT E.I.R.L Maccaferri de Per S.A.C

    Constructora:Municipalidad Distrital de Juanjui

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    57/8555

    6 - Casos Histricos

    Obra concluida

    Representacin esquemtica

    Obra concluida

    Obra concluida

    Obra concluida

  • 5/25/2018 Manual Espigones Esp

    58/8556

    6 - Casos Histricos

    RO HUALLAGA

    Solucin:OBRA FLUVIAL DEFLECTORAProductos:Colchn Renoy MacTex

    Durante la obra

    Solucin:

    La Tabacalera Villa Toscano para resguardar los cultivosde la creciente del ro H