Dique

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Dique en Ainaži, Letonia.

Un dique es una construcción para evitar el paso del agua[1]​. Puede ser natural o construido por el ser humano; de tierra, mampostería de piedra u hormigón, y tanto paralelo como perpendicular al curso de un río o al borde del mar.[2]

Diques artificiales[editar]

Los diques artificiales pueden ser utilizados para:

  • Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos o mares; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darles un flujo más rápido. Son conocidos como diques de contención.
  • Protege determinadas áreas contra el embate de las olas.
  • Forman caminos integrando un orden vial.

Diques de contención[editar]

Estos diques tradicionalmente son construidos, amontonando tierra a la vera del río. Amplio en la base y afilados en la cumbre, donde se suelen poner bolsas de arena.

En el altiplano andino, particularmente en la región peruana, antiguamente adrados de tierra vegetal, de unos 30 x 30 cm, con un espesor variable de unos 15 cm. Estas champas, sin eliminar la vegetación se colocaban invertidas, con la intención de que la vegetación al crecer, sobre todo en los bordes libres, consolidarían la estructura. Lamentablemente se ha verificado que el procedimiento no se ha demostrado muy eficiente, y se están lentamente sustituyendo estas estructuras de tierra por estructuras construidas técnicamente.

Partes de un dique en tierra.JPG

Modernamente los diques de defensas ribereñas son construidos siguiendo los criterios técnicos modernos para estructuras de tierra, y en muchos casos su estructura es compleja, comprendiendo una parte de soporte, un núcleo impermeable y drenes de pie para minimizar el riesgo de rupturas.

Existen importantes sistemas modernos de diques a lo largo de los ríos Misisipi y Sacramento en EE. UU.; el Po y el Danubio en Europa.

Partes de un dique de contención contra inundaciones[editar]

La sección transversal que se aprecia al lado es la sección de un dique de contención en tierra, con núcleo impermeable. Sus partes son:

  1. Coronamiento
  2. Borde libre
  3. Nivel de agua de proyecto
  4. Talud de aguas arriba (en este caso, considerando que el agua tiende a infiltrar a través del dique, el talud de aguas arriba es todo aquel que se encuentra al interior del cauce del río.
  5. Nivel del terreno aguas arriba
  6. Corona
  7. Cuerpo de apoyo, aguas arriba. El material utilizado en esta parte del dique puede ser granular y poco permeable.
  8. Núcleo impermeable
  9. Cuerpo de apoyo, aguas abajo. El material debe ser permeable.

Diques rompeolas[editar]

Defensa ribereña construida con champas.

Son estructuras artificiales creadas mediante superposición de capas de elementos de diferentes granulometrías y materiales encaminada a reducir la cantidad de energía proveniente del oleaje que entra en un lugar que se quiere abrigar, por ejemplo un puerto. Contrariamente a los diques de contención, no tienen una función de impedir la filtración del agua.

Existen diferentes tipologías de diques, también llamados espigones:

  • En talud
  • Vertical
  • Flotante
  • etc

Los diques en talud tradicionalmente se han construido mediante un núcleo de todo uno, encima del cual se superponen capas de elementos de tamaño creciente separados por capas de filtro. Actualmente, los elementos mayores (que conforman los mantos exteriores) son piezas de hormigón en masa de diferentes formas (cubos, dolos, tetrápodos, etc), que sustituyen a la escollera. Los diques en talud resisten el oleaje provocando la rotura del mismo.

Los diques verticales están formados por cajones de hormigón armado que se trasladan flotando al lugar de fondeo y se hunden, para después rellenarlos con áridos, de forma que constituyan una estructura rígida. Las ventajas de este tipo de diques son que para una misma profundidad, requieren mucho menos material que los diques rompeolas, y que se pueden prefabricar. Sin embargo, presentan algunas desventajas como son que concentran su peso en una superficie menor, y por lo tanto requieren un suelo más resistente para su colocación; y que reflejan gran parte del oleaje que incide sobre ellos, aumentando los esfuerzos sobre la estructura y dificultando la navegación en las inmediaciones del dique vertical. Además, no presentan una rotura gradual como sus homólogos diques en talud cosa que provoca que se hayan de dimensionar para olas de más altura.

Diques naturales[editar]

Un dique natural resulta del depósito de material arrastrado por el río en el borde del mismo durante las inundaciones. Esto va causando, progresivamente, la elevación de la ribera.

También se denomina dique una formación geológica natural de origen volcánico (diques ígneos intrusivos).

Fallas y rupturas[editar]

Tanto los diques naturales como los construidos por el hombre pueden fallar de varias maneras. Los factores que provocan el fallo de los diques son el desbordamiento, la erosión, los fallos estructurales y la saturación de los diques. El más frecuente (y peligroso) es la rotura del dique. En este caso, una parte del dique se rompe o se erosiona, dejando una gran abertura para que el agua inunde las tierras que de otro modo estarían protegidas por el dique. Una brecha puede ser un fallo repentino o gradual, causado por la erosión de la superficie o por una debilidad subterránea del dique. Una brecha puede dejar un depósito de sedimentos en forma de abanico que se extiende desde la brecha, lo que se describe como separación de meandros. En los diques naturales, una vez que se ha producido una brecha, el hueco en el dique permanecerá hasta que se rellene de nuevo mediante procesos de construcción de diques. Esto aumenta las posibilidades de que se produzcan futuras brechas en el mismo lugar. Las brechas pueden ser el lugar de corte de meandro si la dirección del flujo del río se desvía permanentemente a través de la brecha.

A veces se dice que los diques fallan cuando el agua sobrepasa la cresta del dique. Esto provocará inundaciones en las llanuras de inundación, pero como no daña el dique, tiene menos consecuencias para futuras inundaciones.

Entre los diversos mecanismos de fallo que provocan la rotura de los diques, la erosión del suelo es uno de los factores más importantes. Predecir la erosión del suelo y la generación de socavación cuando se produce el rebase es importante para diseñar diques y muros de contención estables. Se han realizado numerosos estudios para investigar la erosionabilidad de los suelos. Briaud et al. (2008)[3]​ utilizaron la prueba del Aparato de Función de Erosión (EFA) para medir la erosionabilidad de los suelos y, posteriormente, utilizando el software Chen 3D, se realizaron simulaciones numéricas en el dique para averiguar los vectores de velocidad en el agua de rebase y la socavación generada cuando el agua de rebase incide en el dique. Mediante el análisis de los resultados de la prueba EFA, se elaboró una tabla de erosión para clasificar la erosionabilidad de los suelos. Hughes y Nadal en 2009[4]​ estudió el efecto de la combinación del desbordamiento de las olas y el desbordamiento de la marea de tormenta en la erosión y la generación de socavación en los diques. El estudio incluyó parámetros hidráulicos y características del flujo, como el espesor del flujo, los intervalos de las olas y el nivel de la marejada sobre la corona del dique, para analizar el desarrollo de la socavación. De acuerdo con las pruebas de laboratorio, se derivaron correlaciones empíricas relacionadas con la descarga media de desbordamiento para analizar la resistencia del dique contra la erosión. Estas ecuaciones solo podían ajustarse a la situación, similar a las pruebas experimentales, mientras que pueden dar una estimación razonable si se aplican a otras condiciones.

Osouli et al. (2014) y Karimpour et al. (2015) llevaron a cabo una modelización física de diques a escala de laboratorio para evaluar la caracterización de la puntuación de diferentes diques debido al desbordamiento de muros de contención.[5][6]

Otro enfoque aplicado para prevenir los fallos de los diques es la tomografía de resistividad eléctrica (ERT). Este método geofísico no destructivo puede detectar con antelación las zonas críticas de saturación en los diques. Así, la ERT puede utilizarse en la monitorización de los fenómenos de infiltración en las estructuras de tierra y actuar como un sistema de alerta temprana, por ejemplo, en las partes críticas de los diques o terraplenes. [7]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Henry Petroski (2006). «Levees and Other Raised Ground». American Scientist 94 (1): 7-11. doi:10.1511/2006.57.7. 
  2. «dique». Diccionario Español de Ingeniería (1.0 edición). Real Academia de Ingeniería de España. 2014. Consultado el 5 de mayo de 2014. 
  3. Briaud, J., Chen, H., Govindasamy, A., Storesund, R. (2008). Erosión de diques por rebase en Nueva Orleans durante el huracán Katrina. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 134 (5): 618-632.
  4. Hughes, S.A., Nadal, N.C. (2009). Estudio de laboratorio del desbordamiento combinado de olas y mareas de tempestad de un dique. Coastal Engineering.56: 244-259
  5. Karimpour, Mazdak; Heinzl, Kyle; Stendback, Emaline; Galle, Kevin; Zamiran, Siavash; Osouli, Abdolreza (2015). «Scour Characteristics of Saturated Levees Due to Floodwall Overtopping». IFCEE 2015. pp. 1298-1307. ISBN 9780784479087. doi:10.1061/9780784479087.117. 
  6. [https: //www. researchgate.net/publication/275033990 «Potencial de erosión y socavación de diques debido al rebase de muros de contención (descarga en PDF)»]. ResearchGate. 
  7. Arosio, Diego; Munda, Stefano; Tresoldi, Greta; Papini, Monica; Longoni, Laura; Zanzi, Luigi (2017- 10-13). «Un sistema de resistividad personalizado para la monitorización de la saturación y la infiltración en diques de tierra: instalación y validación». Open Geosciences 9 (1): 457-467. Bibcode:2017OGeo....9...35A. ISSN 2391-5447. doi:10.1515/geo-2017-0035. 

Enlaces externos[editar]