Modelamiento numérico del cuadro de flujo en una curva de río utilizando ANSYS: optimización de la distribución de velocidades mediante espigones

• Autor: Rios Poicon, Carlos Orlando
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad de Piura
• Repositorio: UDEP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:pirhua.udep.edu.pe:11042/7290
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/11042/7290
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: ANSYS (Programa para computadores) -- Aplicación; Erosión fluvial -- Modelos matemáticos -- Investigaciones; Espolones -- Simulación por computadores; 627.88; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

El colapso de estructuras hidráulicas debido a la erosión en los márgenes de los ríos, especialmente en zonas de curvas o estrangulamientos, pone de manifiesto la urgencia de desarrollar soluciones eficaces para mitigar estos riesgos. Este estudio se centra en cómo mitigar los impactos de las altas velocidades del flujo de agua, que son responsables de la erosión en las orillas, representando un peligro para las áreas adyacentes al cauce. El objetivo principal de la investigación fue analizar y optimizar la distribución de velocidades en una curva de río, implementando espigones estratégicamente mediante modelación numérica en ANSYS. La finalidad fue trasladar el eje de mayor velocidad del río hacia el centro, reduciendo así el riesgo de erosión en los márgenes y protegiendo las zonas circundantes. La metodología empleada en este estudio utilizó ANSYS CFX para modelar una sección genérica de río bajo diversas condiciones. A través de simulaciones realizadas en este software, se evaluó el comportamiento del flujo en el tramo seleccionado, primero sin espigones y luego con variaciones en el diseño de los espigones. Se analizaron los resultados mediante gráficos y capturas obtenidas del software, permitiendo verificar si se lograba una distribución de velocidades que cumpliera con los objetivos establecidos. Los resultados obtenidos demostraron que, mediante la implementación de espigones en los márgenes del río, se logró una distribución óptima de las velocidades, sin alterar el flujo al salir de la curva. Esto permitió controlar la erosión en los márgenes, los cuales comenzaron a recuperarse gradualmente mediante sedimentación. Este hallazgo cumple con el propósito de la investigación y proporciona una base sólida para futuros proyectos enfocados en la protección y estabilización de ríos con características similares. En conclusión, la distribución optima de velocidades en zonas de curvas de ríos tiene un impacto significativo en la estabilización del lecho fluvial y la mitigación de la erosión, lo que representa una solución efectiva y sostenible para la protección de infraestructuras y ecosistemas ribereños.