Modelo hidráulico 2D

Clic en una celda para ver sus valores. El flujo va de sur a norte (el puente proyectado queda aguas arriba del puente Comercio). Fuente: modelo HEC-RAS 2D del estero Coihueco (malla no estructurada de 2×2 m en el cauce y 3×3 m en planicie). Las velocidades en celdas de estructuras se acotan a 10 m/s.

Cota del eje hidráulico en la zona del puente proyectado (msnm)

Valores del modelo (máximo en el tiempo de la cota aguas arriba del puente, o franja de celdas en el eje cuando el puente no existe) frente a los publicados en el Cuadro 5.5-1 de la memoria. Diferencias de hasta 6 cm vienen de dónde se lee la cota; la memoria las lee sobre el perfil longitudinal.

Situación	T	Q (m³/s)	Modelo	Memoria	Δ vs. sin proyecto (modelo)	Área mojada (ha)

La situación «con proyecto» considera la cepa intermedia de 1,5 m de diámetro. Los planes sin cepa se conservan como pruebas previas y se ven activando la opción en el mapa. La memoria recomienda diseñar con 249,80 msnm (con proyecto, sin alcantarilla) y sumar al menos 1 m de revancha.

Objetivo y ubicación

Determinar el comportamiento hidráulico del estero Coihueco y recomendar condiciones para el nuevo puente sobre el estero, en su cruce con la calle Sargento Aldea, de modo que resista el paso de las crecidas.

Mapa de ubicación del puente proyectado — Figura 5.1-1 de la memoria. Ubicación del puente proyectado.

Antecedentes

Caudales del estudio hidrológico: 353 m³/s para T = 100 años (situaciones actual y de diseño) y 370 m³/s para T = 150 años (verificación). La topobatimetría cubre 310 m del estero con secciones cada 20 a 40 m y se procesó en Civil 3D para generar el modelo digital de elevación del modelo.

Figura 5.2-1. Modelo de elevación digital del área de estudio.

Puente Sargento Aldea (proyectado). Largo 36,04 m, esviaje de 22° y pendiente longitudinal de 0,35 %. Dos tramos con una cepa intermedia de 1,5 m de diámetro formada por 3 pilotes; calzada de 8,0 m y pasillos de 2,20 m (norte) y 5,24 m (sur); 6 vigas de 0,85 m de altura con losa de 0,20 m. Puente calle Comercio (existente): 44 m, dos tramos, cota fondo de viga 248,05 m.

Planta general del puente — Figura 5.2-4. Planta general de la estructura.

Modelo y supuestos

Modelación bidimensional en HEC-RAS 6.0, siguiendo la Guía de Presentación y Aprobación de Proyectos de Modificación de Cauces (DGA, 2016) y el Manual de Carreteras Volumen 3 (MOP, 2020). Malla no estructurada de 3×3 m en general y 2×2 m dentro del estero.

Condición de borde aguas abajo: altura normal con pendiente de la línea de energía igual a la media del cauce, 0,0145 m/m. Rugosidad de Manning del lecho por el método de Cowan.

Cobertura de suelo	n de Manning
Estero Coihueco	0,035
Árboles y arbustos	0,045
Áreas de cultivo	0,045
Zona urbana	0,060
Calles	0,016

Malla del modelo — Figura 5.3-4. Mallado del modelo HEC-RAS 6.0.

Situación sin proyecto

Con T = 100 años (353 m³/s) la caja del estero se desborda hacia la planicie. El cauce se estrecha al inicio del tramo y a la altura del puente Comercio, y se ensancha en la zona del puente proyectado y aguas abajo del puente Comercio, donde bajan la profundidad y la velocidad. En la zona del proyecto hay desborde sobre terrenos de terceros con alturas de agua entre 0,6 y 1,5 m, y las velocidades no superan 3,2 m/s. La cota de agua en el puente proyectado es 249,29 msnm; con T = 150 años sube 2 cm.

Profundidad sin proyecto T100 — Figura 5.4-1. Álveo de inundación sin proyecto, T = 100 años.

Figura 5.4-3. Perfil longitudinal sin proyecto, T = 100 años.

Situación con proyecto

El puente y su terraplén estrechan la caja del estero y desconectan buena parte de la planicie de inundación. Como solución se propone una alcantarilla que reconecte la zona de inundación del poniente. Con 1, 2 y 3 alcantarillas, la primera baja el eje 11 cm y las siguientes aportan poco, por lo que se adopta una sola. No hay diferencias importantes de velocidad en la zona del proyecto con o sin alcantarilla.

Estrechamiento por el puente — Figura 5.4-7. Reducción de la caja del estero a la altura del puente proyectado.

Eje hidráulico con proyecto T100 — Figura 5.4-12. Eje hidráulico con proyecto, T = 100 años, con y sin alcantarilla.

Conclusiones

Cota eje hidráulico (msnm)	T = 100	T = 150
Sin proyecto	249,29	249,31
Con proyecto, sin alcantarilla	249,80	249,89
Con proyecto, con alcantarilla	249,69	249,79

El puente eleva el eje 51 cm sin alcantarilla; con ella la diferencia baja a 40 cm. Se recomienda proyectar la alcantarilla para mantener la continuidad de la planicie, pero diseñar la estructura con la cota más desfavorable, 249,80 msnm, y sumar un mínimo de 1 m de revancha.

Canal de descanso y alcantarilla

Se proyecta un canal trapezoidal excavado aguas arriba del puente y una alcantarilla tipo cajón de hormigón armado de 2,5 m de alto por 3 m de ancho bajo la calzada. El caudal de diseño del canal es el caudal de porteo promedio de seis secciones, 3,59 m³/s; el canal está hoy en desuso. Se modelaron 228 m de canal, incluida la alcantarilla.

Canal y alcantarilla — Figura 5.6-1. Ubicación del canal y la alcantarilla proyectados.

Socavación

La socavación total es la suma de la general y la local, redondeada en franjas de 0,5 m.

Socavación (m)	Pila	Estribo poniente	Estribo oriente
Local	2,5	2,4	1,7
General	1,0	1,0	1,0
Total adoptada	3,5	3,5	3,0

Fuente: Capítulo 5, Estudio Hidráulico, informe final versión 1. Cifras y figuras reproducidas de la memoria; los valores del mapa vienen de los archivos del modelo.