Evaluación de la cimentación del Puente Billinghurst : evaluación hidrológica para la determinación del caudal máximo de diseño

Abstract

Se ha efectuado el estudio hidrológico del río Madre de Dios para el diseño del puente presidente Billinghurst, uno de los puentes colgantes más largos del país, con 722.95 m de longitud total y de los cuales 528 m corresponden a una estructura de acero colgante. La cuenca del río Madre de Dios tiene un área de 76,648 km2 hasta la ubicación del puente, donde el río se configura como uno típico de la Selva, de cauce ancho, muy caudaloso y de baja pendiente. En el presente informe se ha considerado importante recopilar las pautas a seguir para optar por una u otra de las metodologías de estimación del caudal máximo de diseño disponibles, de acuerdo con la información que se tiene para la cuenca, como registros de precipitación o caudales, variación de la precipitación en el espacio y/o el tiempo, características fisiográficas de la cuenca, entre otros. Se ha descrito en forma resumida pero valiosa tales metodologías y se puede concluir que tanto el método Racional como el método del Hidrograma Unitario, no son aplicables a la cuenca del río Madre de Dios. En el primer caso debido a que el método está formulado para cuencas pequeñas, donde la precipitación se considera uniforme en el tiempo y espacio, lo cual evidentemente no describe a la cuenca estudiada y en el segundo caso debido a que el método está formulado para cuencas medianas, donde se considera la variación de la precipitación en el tiempo pero se considera que ésta es uniforme en el espacio y en una cuenca tan grande como la del río estudiado se presentan variaciones de precipitación en su extensión. Es decir, la cuenca del río Madre de Dios, con su extensión y características, definitivamente califica como una cuenca grande. Respecto a la información de precipitación que se dispone, algunas estaciones se ubican en el área de la cuenca, pero se encuentran relativamente alejadas entre sí, con algunas zonas importantes y extensas sin información, por ejemplo, la parte alta de la cuenca de los ríos Manu y Las Piedras. Además, debido a que no se cuenta con estaciones hidrométricas, tampoco se puede debido a que los métodos Racional e Hidrograma Unitario no son aplicables para la cuenca del río Madre de Dios, y dado que no es posible hacer un simple análisis de frecuencia por no contarse con información apropiada, se buscó un método alternativo que considere la información disponible. Dicho método es el Análisis Regional de las Avenidas en los Ríos del Perú estudiado por el Dr. Wolfang Trau y el lng. Raúl Gutiérrez y publicado por el INRENA. Este método presenta parámetros regionales y una ecuación de regresión para determinar el caudal máximo a partir del área de una cuenca según su ubicación en las diferentes regiones en las que ha sido dividido el país, de tal forma que teniendo el área de una cuenca sin registros hidrométricos se puede estimar el caudal máximo para diferentes periodos de retomo. También es importante mencionar que tanto el método Racional como el método del Hidrograma Unitario pueden ser aplicables a la cuenca en estudio siempre y cuando se consiga particionar la cuenca en áreas que cumplan dichas metodologías, claro que eso traerá como consecuencia un arduo trabajo debido a las características de la cuenca. El Método Regional utilizado también ha requerido la partición de la cuenca total en subcuencas también grandes, esto se ha considerado conveniente en atención a los límites de aplicabilidad del método indicados por sus autores. Luego de la aplicación del método regional se obtuvo caudales en la zona del puente presidente Billinghurst para los periodos de retomo de 100 y 500 años los caudales fueron 15,324 m3/s y 20,680 mis respectivamente. Con estos caudales, el especialista en Hidráulica Fluvial determina el tirante de flujo, así como la socavación en los pilares.