Cuál es su origen? Cuál es el comportamiento del flujo de lodo

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Valentín Poblete Villanueva
hace 5 años
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1 CONFERENCIA: PREVENCIÓN DE HUAICOS Aplicación del modelo numérico FLO-2D en la Quebrada Cansas, Ica-Perú Ing. Leonardo F. Castillo Navarro Pre-Docente del Departamento de Hidráulica e Hidrología, FIC-UNI. lcastillonavarro@yahoo.es Febrero, 2009

2 Cuál es su origen? Cuál es el comportamiento del flujo de lodo a lo largo de una quebrada? Qué significa un plan de prevención y mitigación en las quebradas? Se debería simular el fenómeno mediante un modelo matemático? Existen sistemas informáticos que nos faciliten el modelamiento del fenómeno?

3 Modelos numéricos que analizan fluidos no-newtonianos Modelo Descripción Página web NWS-FLDWAV Modelo unidimensional de flujo no permanente. Puede analizar fluidos del tipo Bingham. h/fld_avail.htm htm DAN-W Es un software geotécnico usado para el análisis de tránsito dinámico en deslizamientos y avalanchas. DBF-1D FLO-2D AVAL-1D Es un nuevo modelo de flujo de escombros unidimensional que analiza 2 fases. Predice las velocidades del flujo, tirantes, distancia recorrida y presiones de impacto. Es un modelo de tránsito dinámico de avenidas en 2 dimensiones, que simula flujo en canales, superficies no confinadas y flujo en calles. Su aplicación es para flujos de avenida, flujos hiperconcentrados y flujos de escombros. Es un programa exclusivo para análisis dinámico de avalanchas unidimensional que predice las distancias recorridas, velocidades del flujo y presiones de impacto d-de.ehtml

4 Antecedentes en el Perú del FLO-2D El Instituto Geológico Minero y Metalúrgico del Perú (INGEMMET), a cargo del Departamento de Geología Ambiental obtuvo la licencia del modelo FLO-2D versión 2003 como parte del PMA:GCA. Qpaihua=Ocurrido escenario 2 Qrimac=80m3/s (Cv<20%) 3er Escenario 2do Escenario Qpaihua=34.3 m3/s (Cv=22%-35%) Qrimac=27m3/s (Cv<20%) Proyecto: Quebrada Paihua (Lima)

5 Antecedentes en el Perú del FLO-2D Proyecto: Quebrada Runtumayo (Cusco) Proyecto: Quebrada Tingo (afluente del río Marañon)

6 Antecedentes en el Perú del FLO-2D En el año 2007, el Proyecto Especial Tambo-Caracocha (PETACC) obtuvo el modelo FLO-2D versión Convenio Universidad de Miami-PETACC. Proyecto: Quebrada Cansas (Ica)

7 Modelo numérico FLO-2D FLO-2D 2-Dimensional Flood Routing Model Jimmy S. O'Brien - President/Creator of FLO-2D Reinaldo García - GDS and Mapper Developer Craig Jorgensen - Software Engineer Página web :

8 Hidráulica Fluvial Hidrología Aplicada Flujo en Quebradas

9 Fuente: User s Manual FLO-2D

10 Aplicación Quebrada Cansas Metodología de Análisis y Modelamiento

11 Chanchajalla Tinguiñaiñ Parcona Ica Análisis de la problemática de la Quebrada Cansas

12 Aplicación Quebrada Cansas Parámetros Geomorfológicos Subcuenca de la Quebrada Cansas

13 Discretización del terreno Formato CAD (*.dwg) Archivo texto (*.PTS) Grid Developer System (GDS) Mallas cuadradas de 20x20 m

14 Discretización del terreno Configuración de mallado en zona de diques actuales

15 Caracterización Hidrológica Descargas máximas simuladas por HFAM Fuente: ATA S.A Hidrograma de avenida líquido, Quebrada Cansas Fuente: ATA S.A Análisis de frecuencias, Distrib. Gumbel Fuente: ATA S.A

las cuales, cada vez que llueve en la cuenca, son transportadas hacia la parte baja hasta llegar al río Ica.

limos). También el cauce presenta una granulometría gruesa en toda se extensión.

16 Caracterización Geotécnica Según ATA S.A, la quebrada Cansas tendría acumulado en su cuenca un volumen del orden de 300 x 10E6 m3 de arena (volumen potencial de la quebrada), las cuales, cada vez que llueve en la cuenca, son transportadas hacia la parte baja hasta llegar al río Ica. De los resultados se puede decir, gran parte del material dentro de la quebrada es grava con arena con un porcentaje de finos (arcilla y limos). También el cauce presenta una granulometría gruesa en toda se extensión. Para la simulación ió inicial i i con el FLO-2D según las características principales del material dentro del cono de deyección, nos aproximamos a una muestra tipo Glenwood2 (Ver Cuadro 4.3) que presenta en su mayor proporción el material de grava y arena. Resultados de pruebas geognósticos en Cansas Fuente: ATA S.A

17 Simulación del flujo Parámetro de entrada: INFLOW

18 Parámetro de entrada: OUTFLOW Simulación del flujo

En la parte baja de la quebrada, en la zona de encauzamiento se observan tirantes de hasta 4m debido a la disminución de la pendiente y el encajonamiento que se

19 Análisis e Interpretación de Resultados Se puede observar que los tirantes máximos en la zona del cauce o garganta son de hasta 3.7 m debido a la acumulación de material aguas arriba de los diques existentes. En la parte baja de la quebrada, en la zona de encauzamiento se observan tirantes de hasta 4m debido a la disminución de la pendiente y el encajonamiento que se presenta antes de llegar a la confluencia con el río Ica. Velocidades máximas (m/s) Tirantes máximos (m) Se observan las velocidades máximas simuladas en la quebrada Cansas, donde se observan que llegan a los 6 m/s en la zona de garganta y 4 m/s en la parte baja de la quebrada.

Análisis e Interpretación de Resultados Realizando un zoom en la zona de diques existentes podemos

8 se muestra el detalle de los diques donde los tirantes máximos se encuentran en el orden de los 3.

crestas lo que nos da una idea del estado actual de esos diques.

podemos observar que las velocidades máximas que salen de los diques 2 y 4 alcanzan los 9 m/s debido a

20 Análisis e Interpretación de Resultados Realizando un zoom en la zona de diques existentes podemos verificar el funcionamiento de los mismos y los tirantes de acumulación de material. En la figura 6.8 se muestra el detalle de los diques donde los tirantes máximos se encuentran en el orden de los 3.7 m. También se observa que en el caso de los 4 primeros diques el flujo llega a sobrepasar las crestas lo que nos da una idea del estado actual de esos diques. Velocidades máximas (m/s) Tirantes máximos (m) Realizando un zoom en la zona de los diques existentes podemos observar que las velocidades máximas que salen de los diques 2 y 4 alcanzan los 9 m/s debido a una fuerte pendiente en esos tramos y a la inestabilidad de los diques. En los diques restantes las velocidades máximas se encuentra en el orden de los 4.3 m/s

21 Análisis e Interpretación de Resultados

22 Recomendaciones y conclusiones Se recomienda estudios adicionales técnicos para el diseño de 13 diques que propone el PETACC, con la finalidad de determinar la viabilidad del proyecto. Desde el punto de vista hidráulico, la conformación de una batería de diques ayudaría a la disminución de la velocidad y minimizaría la energía del flujo antes de llegar a la confluencia con el río Ica. Se recomienda elaborar un plan de mantenimiento de los diques ubicados en la garganta de la quebrada Cansas, con el objeto de en eventos futuros cumplan su función de retención de sedimentos. El mantenimiento puede consistir de limpieza del material acumulado aguas arriba de los diques y reestructuración del material del dique en las zonas inestables. Se recomienda para un mejor análisis en el cono de deyección tener la topografía completa de la parte baja, con la finalidad de ubicar las posibles zonas afectadas ante un evento de huayco en la quebrada Cansas. Esto sería el paso inicial para elaborar un plano de amenaza en el pueblo de La Tinguiña

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