Análisis Experimental de la Relación entre Velocidades de Flujo y Transporte de Sedimentos en un Canal de Laboratorio con una Bifurcación Lateral y Lecho de Arena
DOI:
https://doi.org/10.29019/enfoqueute.1150Palabras clave:
bifurcación, velocímetro acústico Doppler (ADV), transporte de sedimentos, flujo en canal abiertoResumen
Este estudio experimental investiga la relación entre las velocidades del flujo y el transporte de sedimentos en un canal de laboratorio con una bifurcación lateral de 90 °, equipado con un lecho móvil compuesto por arena media (D₅₀ = 1.06 mm). El experimento se realizó en el Centro de Investigaciones y Estudios en Ingeniería de los Recursos Hídricos de la Escuela Politécnica Nacional (CIERHI-EPN), utilizando un modelo físico de canal abierto con geometría fija, operado en condiciones de flujo subcrítico y con un caudal constante de 40 l/s. El objetivo es establecer correlaciones empíricas validadas experimentalmente entre las estructuras del flujo y la dinámica del sedimento en canales bifurcados. Se registraron velocidades instantáneas del flujo en más de 180 puntos mediante un velocímetro acústico Doppler (ADV), y se realizaron mediciones topográficas del lecho para cuantificar la socavación y la sedimentación. En total, se socavaron 43.3 l de arena (con una profundidad máxima de 15.01 cm), se redepositaron 8.0 l (con espesores de hasta 8.49 cm), y se transportaron 35.3 l más allá del lecho móvil. Los resultados indican que el flujo es predominantemente unidimensional en el canal de aproximación, mientras que la bifurcación induce componentes tridimensionales del flujo (Vₓ, Vᵧ, V𝓏), asociados a capas de corte, formación de vórtices y redistribución de sedimentos. En comparación con estudios previos que se enfocan en lechos fijos o simulaciones numéricas, esta investigación aporta evidencia experimental de alta resolución sobre la relación entre estructuras de flujo secundario y patrones de transporte de sedimentos en condiciones de lecho móvil. Los hallazgos contribuyen a mejorar la capacidad predictiva del comportamiento morfodinámico en bifurcaciones naturales y respaldan el desarrollo de estrategias más eficientes para el control de sedimentos y el diseño hidráulico.
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