Frenos de caudal

Cuando existe el riesgo de importantes precipitaciones de agua de lluvia o de deshielo rápido en alguna sección de tramo es muy recomendable la utilización de infraestructuras que tengan la capacidad de frenar el flujo de agua para reducir los posibles efectos adversos de desbordamiento de los cauces.

Dependiendo de la frecuencia de las precipitaciones, en forma de agua o de nieve, la estrategia a seguir para reducir la velocidad del agua en el cauce puede ser muy diferente. Cuando se trata de un clima con una frecuencia de precipitación regular y abundante a lo largo del año hay que buscar un diseño de infraestructuras que permita almacenar de forma temporal excedentes de caudal que puntualmente puedan aparecer. Si se trata de un clima con una frecuencia de precipitación irregularmente distribuida a lo largo del año o escasa, el diseño de infraestructuras debe estar orientado hacia la retención del caudal en los periodos de precipitación y al almacenamiento, ya sea de superficie o subterráneo.

Dentro de las infraestructuras que utilizan en los tramos de cauce artificial para la retención de caudal se pueden distinguir dos grandes grupos, no necesariamente excluyentes:

1) Ampliadores de la rugosidad.

2) Mejoradores de la infiltración.

Los ampliadores de la rugosidad incrementan el tiempo en que el agua que fluye corriente abajo esta en contacto con las paredes y fondo del cauce. La velocidad del agua se reduce porque se pierde más energía potencial en el rozamiento con paredes y fondo del cauce, ya sea porque el recorrido sea más largo, por la configuración del cauce o por los materiales empleados.

Los mejoradores de la infiltración lo que hacen es reducir el flujo de agua que va corriente abajo, favoreciendo la infiltración a través de las paredes y fondo del cauce. La velocidad del agua se reduce porque se pierde caudal en el tránsito por el tramo que es infiltrado hacia capas más profundas del terreno o drenado hacia otros cauces o sistemas de almacenamiento.

Las infraestructuras que se va a describir a continuación pueden ser ampliadoras de la rugosidad, mejoradoras de la infiltración o ambas cosas a la vez en diferentes proporciones. En muchas ocasiones se suelen utilizar este tipo de infraestructuras dentro de otras infraestructuras de tramo como pueden ser los decantadores, los serpenteos, las derivaciones o los saltos de cauce y rara vez por si solas. Entre las diversas alternativas posibles se encuentran las siguientes:

1) Serpenteos o meandros artificiales.

2) Incremento de la rugosidad del cauce.

3) Incremento de la amplitud del cauce.

La utilización de serpenteos o meandros artificiales es una de las primeras opciones que pueden considerarse tanto por su sencillez constructiva como por su eficiencia a la hora de reducir el caudal instantáneo. Los serpenteos aumentan el recorrido de agua, reduciendo el caudal por la mayor longitud del cauce, por el uso de materiales que incrementan la superficie de rozamiento y por la mejora de la infiltración en cauces permeables.

FRENO DE SERPENTEO: Puede utilizar algún tipo de material rígido para proteger las riberas y el fondo del cauce.

Cuando no se quiere actuar sobre el trazado o recorrido del cauce, se puede optar por un incremento de la rugosidad del cauce. Para ello hay diferentes alternativas y combinaciones que pasan por utilizar diferentes materiales resistentes (lajas de piedra, piezas de hormigón, gaviones, etc) en paredes y fondo del cauce. En este caso, la reducción de velocidad se debe tanto al incremento de la superficie de rozamiento como a la mejora de la infiltración en cauces permeables.

AMPLIADORES DE RUGOSIDAD: Colocación de materiales que incrementan la rugosidad de las riberas sin que sea necesario modificar el cauce.

AMPLIADORES DE RUGOSIDAD (II): Colocación de materiales que incrementan la rugosidad en el fondo del cauce y que pueden ayudar a la mejora de la infiltración en superficie.

AMPLIADORES DE RUGOSIDAD (III): Realizado con gaviones, consiste en disponerlos adecuadamente en el fondo del cauce y las riberas para reducir los efectos de la erosión en caso de fuertes precipitaciones o deshielo rápido.

 Como tercera alternativa se encuentra el incremento de la amplitud del cauce que incrementa la superficie de contacto del flujo de agua y reduce de esta forma el caudal instantáneo. Es muy frecuente que el incremento de la amplitud del cauce vaya acompañado de la utilización de diques, azudes o saltos para mejorar el efecto de reducción de caudal.

AMPLIACIÓN DE CAUCE: Se reduce puntualmente la velocidad de la corriente que circula por el cauce, tanto por efecto de la ampliación del cauce como por la utilización de los azudes en secuencia.

DERIVACIÓN DE CAUCE
SERPENTEOS O FRENOS DE CAUCE
DECANTADORES DE TRAMO
FRENOS DE CAUCE.

HIDRÁULICA AGRICOLA : Instalaciones de gestión de la recarga