A. In oducción
El Pabellón Puen e de la Exposición In e nacional
Za agoza 2008, uno de los más isi ados po el público
de la mues a, se ha cons i uido en uno de sus iconos
así como el símbolo de la Za agoza del s. XXI. Diseña-
do po la a qui ec a i aquí Zaha Hadid, p emio P i zke
de A qui ec u a, ha supues o un e o écnico sin p e-
ceden es pa a la p ác ica o alidad de las especiali-
dades implicadas en su ejecución ( ig.1). Desde su ci-
men ación, con pilo es de 2 m de diáme o y p o un-
didades de más de 70 m, has a sus acabados in e io-
es, pasando po la es uc u a, un complejísimo puzzle
de más de 62.000 piezas o su achada, o mada po
más de 27.000 paneles, han supues o una con inua su-
pe ación de di icul ades écnicas, logís icas, o ganiza-
i as, e c., ag a adas po los exiguos plazos disponi-
bles.
Den o de dichas especialidades la hid áulica lu-
ial ha ocupado un papel que se ha e elado am-
bién como c í ico en el p oceso de ejecución de las
ob as. El Pabellón Puen e se apoya en una pila cen-
al cimen ada sob e una pequeña isla na u al ce ca-
na a la ma gen izquie da del ío. Po su o ma y ama-
Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497 53
53 a 68
La audacia del Pabellón Puen e en el ío Eb o (Expo 2008):
consecuencia en e osión lu ial
y exigencias de p o ección y auscul ación
Recibido: no iemb e/2008. Ap obado: no iemb e/2008Se admi en comen a ios a es e a ículo, que debe án se emi idos a la Redacción de la ROP an es del 30 de mayo de 2009.
Resumen: El a ículo a a del iesgo de e osión lu ial en una pila compleja de g an anchu a, cons uida en
el cauce del ío Eb o en Za agoza. Se desc ibe el p oblema de e osión local en la pila, las ca ac e ís icas del
modelo ísico ensayado y los man os de escolle a que consiguen de ene la e osión, así como la ejecución y
auscul ación de es a p o ección.
Abs ac : The pape deals wi h he isk o scou ing a a e y wide complex pie buil wi hin he channel o Eb o
i e a Za agoza (Spain). The main poin s desc ibed in he pape a e: he local scou p oblem, he
cha ac e is ics o he phisical model used and he ip ap ap on able o s op scou ing, as well as he execu ion
and moni o ing o his p o ec ion.
Juan Ped o Ma ín-Vide. D . Ingenie o de Caminos, Canales y Pue os
Ca ed á ico de Ingenie ía Hid áulica. (UPC) Depa amen o de Ingenie ía Hid áulica, Ma í ima y Ambien al,
E.T.S.I.C.C.P. Ba celona. [email p o ec ed]
C is ina M. S. Fael. D a. Ingenie a Ci il
P o eso a de Hid áulica. (UBI) Uni e sidade da Bei a In e io , Co ilhã (Po ugal). [email p o ec ed]
F ancisco Núñez González. Ingenie o Ci il
In es igado . (UPC) Depa amen o de Ingenie ía Hid áulica, Ma í ima y Ambien al, E.T.S.IC.C.P. Ba celona.
[email p o ec ed]
Ca les Fe e i Boix. Ingenie o de Caminos, Canales y Pue os
In es igado . (UPC) Depa amen o de Ingenie ía Hid áulica, Ma í ima y Ambien al, E.T.S.IC.C.P. Ba celona.
[email p o ec ed]
Fe nando Gu ié ez Ca e a. Ingenie o de Caminos, Canales y Pue os
EPTISA Se icios de Ingenie ía. [email p o ec ed]
F ancisco-Ja ie Goyeneche Vázquez de Seyas, Ingenie o de Caminos, Canales y Pue os.
EPTISA Se icios de Ingenie ía. [email p o ec ed]
Palab as Cla e: E osión local en puen es; Modelo ísico; Escolle a
Keywo ds: B idge pie scou ; Physical Model; Rip ap
Ciencia y Técnica
The da ing B idge Pa illion (Pabellón Puen e) o e he Ribe Eb o (Expo 2008):
a ec on i e e osion and p o ec ion and auscul a ion equi emen s
de la Ingenie ía Ci il
ño se a a de un elemen o de g an exposición al lujo
del ío, lo que susci a una de las p oblemá icas más
impo an es en hid áulica de puen es: la soca ación
de la cimen ación po el agua. Conscien e de dicha
impo ancia, la Sociedad Expoagua enca gó a la em-
p esa Ep isa Se icios de Ingenie ía, S.A. que enía de-
sa ollando los abajos de Ges ión de Cons ucción
así como el Con ol y Seguimien o del Pabellón Puen-
e, el es udio en de alle de la e osión pa a desa olla
una solución cons uc i a.
La complejidad de la pila se puede en ende me-
jo a pa i de las ca ac e ís icas geomé icas de su ci-
men ación (encepado y pilo es), de la pieza que la
ecub e uniéndose al able o del puen e (llamada el
cáliz) y del p opio able o que apoya sob e el ence-
pado ( ig.2). La cimen ación es á o mada po 10 pilo-
es de diáme o 2.0 m eunidos en un cabezal o ence-
pado con o ma en plan a poligonal, de longi ud má-
xima 24,43 m, 9,90 m de anchu a y con un can o de
3.40 m. Su alineación es oblicua con espec o a la di-
ección de las aguas. La p o undidad de cimen ación
alcanzada con los pilo es es ex ao dina ia: incluso su-
pe io a 60 m, siendo odo ese espeso ma e ial alu-
ial.
El p oyec o a qui ec ónico ha implicado la cons-
ucción del cáliz, que en uel e el cabezal o ence-
pado ab azando los pilo es y soldándose al able o
po debajo. Según los es udios hid áulicos p e ios, el
cáliz, así como una pa e in e io del able o, esul an
mojados po la a enida de p oyec o (T=500 años)
del ío Eb o. En al caso la obs ucción del lujo iene
unos 28 m de longi ud al ni el del ondo del cauce y
unos 80 m de longi ud a ni el de la supe icie lib e. La
p eocupación su ge an e las g andes dimensiones
de es e obs áculo en en ado al lujo.
En las p ime as ases se conside ó pa a la cimen a-
ción de la pila un espeso de e eno no colabo an e
en el cálculo de los pilo es de sólo 6 m, con ado des-
de la pa e supe io de la isla. Es a ci a es mucho me-
no que la e osión o al que puede desa olla se. En el
p oyec o cons uc i o p e io sob e las ca ac e ís icas
especiales de la ob a se analizó y e aluó la e osión
lu ial po encial di idiéndola en las siguien es compo-
nen es:
•La e osión gene al del ío que ocu e independien-
emen e del puen e, po que la co a del lecho des-
ciende ansi o iamen e du an e las a enidas. Las
llamadas ó mulas de égimen (Blench, Lacey,
Lisch an-Lebedie ) es iman el calado en equilib io
dinámico, al que se es a el calado del es udio hi-
d áulico ( ondo ijo). En es e caso se ob u o 0.54 m
de e osión gene al pa a la a enida de p oyec o.
•La e osión en la sección del puen e y sus inmedia-
ciones, debida al es echamien o causado po el
puen e espec o a la anchu a ocupada po la a e-
nida an es del puen e. Debido a la g an obs uc-
ción de la sección na u al po el able o y la pila se
es imó una e osión del o den de 2.0 m po es e con-
cep o.
•La e osión local o iginada en pilas y elemen os ode-
ados po la co ien e. Es a es la componen e más
ele an e. Usando la ó mula de Lau sen: e=1,5 •
B2/3 •y1/3 ecomendada en España [1] y la de Ri-
cha dson [2] e= 2 •k1•B0,65 •y0,35 •F 0,43 ecomen-
dada en EE.UU., donde ees e osión, Bes anchu a
de pila, yes calado, F es núme o de F oude y k1
coe icien e de o ma, se ob iene, usando la anchu-
a de pila en la base, e= 25,7 m y e= 24,5 m espec-
i amen e. Un de ec o de es as ó mulas es que so-
b ees iman la e osión si B/y >5 (pila ancha) como
ocu e en es e caso. Po es e mo i o, y po a a se
de una pila compleja (pila o mada po us e, ence-
pado y pilo es), se p ocedió al cálculo con me odo-
logías más especí icas[3] [4], que die on alo es más
ealis as como p e isión de la e osión local: 17,1 m y
22,4 m, oda ía muy g andes.
En esumen, a p io i se es imaba la e osión po en-
cial en o no a los 25-27 m. Po o a pa e, la eloci-
Juan P. Ma ín-Vide, C is ina M.S. Fael, F ancisco Núñez, Ca les Fe e , Fe nando Gu ié ez, F ancisco-Ja ie Goyeneche
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Fig.1 Pabellón
Puen e. Aguas
a iba: el
Puen e del
Te ce Milenio.
A la de echa:
Expo.
dad calculada en la sección del puen e e a 3,8 m/s.
De ahí, una p o ección median e man o de escolle-
a[1] debe ía se un anillo de 30 m de anchu a ode-
ando la pila, de 3 m de espeso y peso de unas 5 o-
neladas (diáme o ≈ 1.50 m). La magni ud de la e o-
sión po encial, las dimensiones de la ob a de p o ec-
ción (ex ensión y peso) y el in e és de Expoagua2008
po conoce el uncionamien o hid áulico de la nue a
es uc u a sob e el ío Eb o mo i ó un con enio de Ep-
isa con la UPC pa a el es udio en modelo educido
de la e osión local y los medios de p o ección con
man os de escolle a. El es udio se aco dó en ma zo
de 2008 con echa de inalización el 10 de mayo de
2008, a endiendo a la echa de inaugu ación de la
Exposición.
Un puen e lu ial debe ía abo da el es udio de los
aspec os hid áulicos, en pa icula la e osión, desde
sus p ime as ases, pues o que un 50% ap oximada-
men e de los allos de g andes puen es iene su causa
en la soca ación[2]. T azado, es uc u a, cimen ación
e hid áulica lu ial se debe ían es udia conjun amen-
e. La ingenie ía lu ial no debe se la úl ima disciplina
en in e eni , so pena de no o ece más que solucio-
nes insa is ac o ias. Que el p oblema de e osión del
Pabellón Puen e se emedie aho a con un man o de
escolle a no debe hace nos ol ida que la segu idad
del puen e depende de la cimen ación, ya que la es-
colle a no es más que un medio ungible pa a com-
ba i la e osión local (no la gene al ni la de es echa-
mien o), que no o ma pa e insepa able de la es uc-
u a, sino que es g anula y mó il. Po ello, pod ía pe -
de se o se a ec ada po o as ob as en el ío algún
día. Pa a man ene su unción de e i a la soca ación
de la cimen ación hay que igila la y e en ualmen e
epone el man o con nue o ma e ial. Es o lle a a la
necesidad de auscul ación del puen e.
El obje i o del modelo es desa olla la idea adi-
cional (y co ec a) de comba i la e osión local po
medio de la escolle a. La geome ía an pa icula del
cáliz y able o del puen e jun o al núme o y posición
La audacia del Pabellón Puen e en el ío Eb o (Expo 2008): e osión lu ial y exigencias de p o ección y auscul ación
Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497 55
Fig.2. A iba:
co e
longi udinal del
puen e con
cáliz, encepado
y pilo es.
Cen o: co e
según dos ejes
pe pendicula es
del encepado.
Abajo: plan a
de la
cimen ación.
de los pilo es y a la o ien ación del conjun o con es-
pec o al ío hace aconsejable el es udio del p oble-
ma median e un modelo ísico ( educido). Los cálcu-
los de e osión local en pilas complejas no pueden da
un esul ado cuan i a i o p eciso. Los modelos ma e-
má icos po su pa e no han alcanzado oda ía la ca-
pacidad de esol e un lujo idimensional sob e on-
do e osionable con en aja en e a un modelo ísico.
Del modelo ísico se espe a el dimensionamien o del
peso y de la ex ensión en plan a de los man os de es-
colle a, así como un mejo conocimien o de la e osión
y del lujo.
B. Desc ipción del modelo
Un modelo ísico no puede se una éplica exac a
de la ealidad, pe o sí una écnica de análisis supe io
a un modelo ma emá ico sob e odo en el caso de
lujo idimensional, con p esencia de un lecho alu ial
y cuando exis e una in e acción en e el agua, el on-
do y una es uc u a de geome ía compleja. La seme-
janza en modelos educidos des inados al es udio de
es os enómenos[5] se puede esumi en cua o pun os
p incipales: i) que el modelo sea no dis o sionado,
pues de lo con a io se dis o sionan los obs áculos, el
lujo y los osos de e osión; ii) que se emplee la seme-
janza de F oude ap opiada pa a mo imien os con su-
pe icie lib e; iii) que el lujo en el modelo sea u bulen-
o desa ollado como lo es en el p o o ipo, condición
que se exp esa po medio de un núme o de Reynolds
mínimo de 2.500 a 5.000 y signi ica que las ue zas is-
cosas en el modelo no aumen an de impo ancia an-
o como pa a al e a el ipo de mo imien o y i ) que
el diáme o del ma e ial g anula en el modelo e i e
e ec os cohesi os y o mas de ondo de ipo izos o
a ugas, pa a lo cual se exige que el núme o de Rey-
nolds g anula enga un alo mínimo en modelo de
70 a 400. Cuando el ma e ial de un ío es muy g ueso
o el modelo es g ande en elación al p o o ipo es os
p oblemas no ocu en, sino que se puede aplica al
ma e ial alu ial del p o o ipo la misma escala única
del modelo.
En la semejanza de la e osión local se ap o echa
ambién que el anspo e sólido iene poca in luen-
cia. No se ep esen a en el modelo el anspo e sólido
del ío Eb o, sino que se ensaya el modelo con la éc-
nica de “agua cla a”, es deci con agua sin ma e ial
sólido. Los ensayos se ealizan con una a ena ina que
pa a el caudal de ensayo se encuen a ce ca de su
umb al de inicio de mo imien o. Es o signi ica que la
a ena del modelo no se mue e, o sólo inap eciable-
men e, cuando ci cula es e caudal. Así pues, no se
alimen a con a ena el modelo pe o ampoco el agua
a as a de mane a gene al la a ena, sino sólo la es-
ca ba localmen e. Los ensayos se acili an po que no
es necesa ia la alimen ación de a ena en cabece a.
El modelo no es plenamen e de lecho mó il o “mo o-
dinámico” sino localmen e e osionable (más sencillo)
ya que sólo la zona de in luencia de la e osión local es
mó il y sólo son eales las o mas di ec amen e asocia-
das al oso de soca ación. Una di e encia en e la
e osión en agua cla a y la eal es que la p ime a se
desa olla más len amen e en el iempo[4]. Po ello, los
ensayos ienen que se de la ga du ación. Pe o si se
hace así, se ha demos ado que es a condición de
agua cla a al bo de del inicio del mo imien o es la
que p oduce la máxima e osión local, mayo que la
de una a enida eal que mo iliza odo el lecho. La
la ga du ación de los ensayos de agua cla a es po
an o un a i icio pa a ga an iza que el ensayo quede
del lado de la segu idad.
El modelo se ha implan ado en una ins alación ex-
is en e p epa ada pa a el ensayo de enómenos lo-
cales. Es o e a poco menos que una necesidad pa a
un abajo en modelo educido con un plazo an co -
o. Es un canal ec o de labo a o io de 4 m de anchu-
a y 28 m de longi ud, con ondo y pa edes de 1 m de
al u a. Cuen a con un á ea más p o unda que el es o
(una zanja), pa a albe ga los osos de soca ación y
los man os de escolle a, de 3 m de longi ud, 65 cm de
p o undidad y la anchu a comple a (4 m). En la sec-
ción inal una compue a aba ible si e pa a la egu-
lación del ni el de agua. El ci cui o de bombeo p o-
po ciona caudales desde 0 a 180 l/s. El caudal desea-
do se alcanza len amen e pa a man ene sin e osión
el expe imen o du an e la pues a en ma cha. La ins a-
lación se encuen a en la Uni e sidad da Bei a In e io
en Co ilhã (Po ugal).
El ma e ial alu ial del ío Eb o en Za agoza pa ece
se una g a a media-g uesa de amaño D50 = 16.6
mm y des iación ípica adimensional σD= 3.83 (Dxes
un pe cen il al que el x% del peso es meno y σD=
(D84 /D16)1/2. Al se σD> 3 debemos conside a que es
posible el aco azamien o del ma e ial alu ial. Pa a el
modelo se ha elegido una a ena media, na u al y
muy uni o me con D50 =1.28 mm y σD= 1.47, con la
que no hay ue zas cohesi as ni ampoco o mación
Juan P. Ma ín-Vide, C is ina M.S. Fael, F ancisco Núñez, Ca les Fe e , Fe nando Gu ié ez, F ancisco-Ja ie Goyeneche
56 Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497
de a ugas. El amaño de la a ena no espe a la se-
mejanza geomé ica con las g a as del ío Eb o; si se
hubie a espe ado, la a ena del modelo hab ía sido
an ina (del o den 0.3 mm) que no se ga an iza ía la
ausencia de cohesión y a ugas y además se ía a -
as ada po el lujo (como la g a a del p o o ipo en
a enida). La escala del amaño de g ano (16.6/1.28)
es al ededo de la cua a pa e de la escala ge-
omé ica del modelo, o sea que el ma e ial g anula
en el modelo es á exage ado en amaño unas cua o
eces. Se c ee que es e ipo de exage ación no al-
e a la semejanza en la e osión local, excep o en el
caso de pilas muy g andes en elación al g ano[6],
donde se ha is o que la e osión no se inc emen a
an o con la anchu a como se pod ía espe a . Se de-
duce que el modelo puede da po es e mo i o e o-
siones más g andes que el p o o ipo (donde la pila es
muy g ande en elación al g ano). La uni o midad de
la a ena (a di e encia de la g a a de p o o ipo) ase-
gu a que en el modelo no se p oduce eno a la
e osión local po aco azamien o del lecho. La e osión
en el expe imen o puede se mayo po es e mo i o
que la eal, es deci de nue o el modelo es a ía del la-
do de la segu idad.
Con espec o a los man os de escolle a, la seme-
janza se alcanza si la g anulome ía y la o ma de los
escollos es semejan e y si es igual el coe icien e de o-
zamien o (mecánico) de la pied a. Fal a conside a el
si onamien o o pé dida del subs a o po el lujo en e
los escollos, uno de los mo i os de allo de los man os.
Es más p obable el si onamien o en el p o o ipo que
en el modelo po que el subs a o del modelo iene un
amaño exage ado. En el p o o ipo es necesa io el il-
o con más mo i o que en el modelo. Como se iba a
usa en ob a un il o de ipo geo ex il en e la escolle-
a y el subs a o, se op a po usa ambién il o geo-
ex il en el modelo y deja así de simula el allo po si-
onamien o. Es e il o no gua da con el p o o ipo se-
mejanza en cuan o al espeso o la lexibilidad.
El modelo debe selecciona la pa e del ío que in-
luya sensiblemen e en los enómenos que se es u-
dian. La a ención a la pila hace apa ece menos ele-
an e el meand o de Ranillas ( ig.3), saliendo del cual
el ío se encamina ec o has a el Pabellón Puen e a lo
la go de una dis ancia su icien e pa a que el lujo en
cu a no sea ele an e. Aguas a iba, el ano del
puen e del Te ce Milenio ma ca además una di ec-
ción ec a a la co ien e de ap oximación ( ig.1). Un
es udio bidimensional[7] p obó que el ío apenas des-
bo da espec o a su cauce con el caudal de p oyec-
o. Es o acili a el es udio po que no hay que conside-
a planicies inundables sino ap o echa oda la an-
chu a del canal ec o como cauce del ío. Siguiendo
con la geome ía lu ial, se desp ecian di e sas i egu-
la idades del ondo excep o la isla, quizás e íme a pe-
o no an i ele an e como o as o mas. Si se oma un
lecho plano sin isla, se puede es udia de una mane a
más di ec a la e osión, pe o el esul ado inal aplica-
ble a la ob a debe conside a la. La ma gen izquie da,
an ce cana a la pila que la ma gen y la pila pueden
llega a in lui se, la o illa de echa cuya posición da la
anchu a o al del ío y inalmen e la isla, se ep esen-
an en el modelo.
El calado y la elocidad del lujo en el ío pa a el
modelo se oman de la sección de Hec-Ras si uada
inmedia amen e aguas abajo del puen e (a 20 m)
pa a el caudal de 500 años de pe iodo de e o no del
ío Eb o en Za agoza: 5.222 m3/s. Se suma 0.54 m al
calado pa a ene en cuen a la e osión gene al ansi-
o ia. El modelo po sí mismo no puede simula de nin-
guna mane a es a e osión, que exis i ía en el ío po
e ec o del lujo y el anspo e sólido du an e la ci cu-
lación de una a enida. Pe o en onces su gen dos di i-
cul ades: i) pa a man ene la semejanza de F oude en
es a sección e osionada hay que modi ica la eloci-
dad media y el caudal de ensayo, ya que el á ea se
ha inc emen ado po e osión del ondo y ii) nada pue-
de deci se con segu idad de la o ma de la sección
e osionada. Pa a esol e las se ha op ado po asimila
la sección del ío a una sección apecial equi alen e
( ig.4). Po ello, de Hec-Ras se oma: el calado medio
ym= A/B = 7.67 m, en donde A es el á ea de lujo y B =
La audacia del Pabellón Puen e en el ío Eb o (Expo 2008): e osión lu ial y exigencias de p o ección y auscul ación
Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497 57
Fig.3. Meand o
de Ranillas.
Abajo en el
cen o se
ap ecia la isla.
234 m es la anchu a de la supe icie, la elocidad me-
dia = Q/A = 2.90 m/s, en donde Q es el caudal de
p oyec o y el núme o de F oude 0.33. El calado me-
dio, á ea, elocidad y caudal del modelo se ob ienen
a pa i de los alo es inc emen ados po la e osión en
p o o ipo. El núme o de F oude se man iene igual en-
e p o o ipo sin y con e osión gene al, en e p o o ipo
y modelo y en e sección eal y sección equi alen e
en modelo. Es o implica que no cambie A ni B, ni su
cocien e ym; ampoco cambia la elocidad, pe o sí el
calado. La segunda componen e de la e osión, po
es echamien o, sí se simula. En luga de impone su
alo de cálculo se espe a ob ene la del modelo. Es a
e osión es ambién impo an e po que se ecomienda
que las p o ecciones de escolle a se si úen a la p o-
undidad que esul a de la suma de la e osión gene al
y po es echamien o. Así no se obliga a un man o de
escolle a local a adap a se ambién a los e ec os del
descenso gene al del ondo. An e es a acción, la es-
colle a puede o no esis i , pe o en odo caso el man-
o al ededo de una pila no se p oyec a con a esa
amenaza.
Los ac o es pa a elegi la escala del modelo e-
ducido son: i) que la a ena elegida es é en el inicio
del mo imien o; ii) el ap o echamien o máximo de
la anchu a del canal; iii) el caudal disponible en el
labo a o io ( ≈ 180 l/s); i ) la ga an ía de p ecisión
en las medidas e icales (de e osión y sob eele-
ación), muy sensibles en un modelo pequeño y )
que el mo imien o sea u bulen o desa ollado. El
caudal inc emen ado po inco po a la e osión an-
si o ia es el ac o limi an e. En e las escalas posi-
bles, del o den de 65, se ha elegido inalmen e la
escala 62.5 pa a acili a la cons ucción de los 10
pilo es de diáme o 2.0 m usando ubo come cial
de PVC de 3.2 cm de diáme o ex e io . Con es a
escala el inicio del mo imien o se alcanza con un
de ec o del 1-5% con espec o a la elocidad c í i-
ca obse ada que ale 0.36 m/s. El calado medio
de p o o ipo ym= 7.67 + 0.54 = 8.21 m se con ie e
inalmen e en ym= 9.69 m (15.50 cm en el modelo)
de un apecio. Es a es la condición de con o no
aguas abajo. La u bulencia es desa ollada pues
Re > 5000, aunque el núme o de Reynolds g anula
ale ≈ 30. Es o implica que los e ec os iscosos en el
ondo del modelo son ele an es, pe o sólo en el le-
cho ue a del oso, ya que en los enómenos de
e osión local, dominados po el sis ema de ó ices
que se gene an al ededo del obs áculo, las ue zas
iscosas son desp eciables[8]. Al ensaya ce ca del
inicio de mo imien o, no hay necesidad de espe a
la mo ilidad del ma e ial en gene al sino que bas a
ija se en el enómeno local.
Se dis inguen en el Pabellón Puen e las pa es
mojadas (cáliz y pa e del able o) y las no moja-
das. La ig.5 son las secciones ho izon ales del obje-
o ep esen adas una en el in e io de la o a. La p i-
me a ebanada es el plano de a anque de los pilo-
es; la úl ima se co a a la co a 200.00, mien as
199.44 es la co a de la supe icie lib e del agua
aguas abajo del puen e. El can o de la pieza moja-
do po el agua es 6.94 m aguas abajo y el can o o-
al es 7.50 m (12 cm en el modelo). La masa de la
maque a en e dos plan illas de made a, supe io e
in e io , es de espuma. Con capas de esina y ib a
de id io sob e es e cue po se ha ido c eando la su-
pe icie ex e io con la debida p ecisión, esis encia
e impe meabilidad. La ebanada supe io del mo-
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58 Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497
Fig.4. Sección del
ío y sección
apecial
equi alen e
Fig.5. De inición geomé ica de la pila po medio de
secciones ho izon ales cada medio me o y sección de
los pilo es (izquie da). Fo o del modelo is o desde aguas
abajo y ma gen izquie da (de echa).
delo se epi e igual a sí misma 9 mm más a iba. Es o
si e pa a da consis encia y igidez a una pieza
que de lo con a io se ía aguda y ina como un cu-
chillo. Asimismo es e cen íme o de más en el can o
si e pa a con ene el agua que, p ác icamen e
pa ada en con ac o con la pila, epa ía y pasa ía
así po encima de la plan illa supe io .
El modelo colocado en la zanja de a ena deja
un espacio e osionable de 85 m aguas a iba, 105 m
aguas abajo y más de 40 m de p o undidad en p o-
o ipo. No se ep oduce la pendien e de ene gía
del ío Eb o (20 cm/km) po que el e o come ido
con el canal ho izon al es mínimo. Las má genes se
han cons uido en made a (con alud 1:0.27 y la u-
gosidad ap opiada), conside ando que su e en ual
e osión no iene e ec o en el desa ollo de la soca-
ación en la pila ni en el compo amien o de los
man os de escolle a. Se usa pa a los man os á ido
de cons ucción de machaqueo con a is as agu-
das. El le an amien o de los ondos e osionados en
los ensayos se ealiza con opog a ía adicional. La
medida de elocidades se hace con un elocíme-
o acús ico Dopple (ADV) que de e mina las es
componen es del ec o . La ecuencia de medida
ha sido 25 Hz. No es posible medi más ce ca de 4
cm de la supe icie lib e ni más ce ca de 3 cm del
ondo; es as son las dis ancias “ciegas” pa a el ins-
umen o. La medida de la supe icie lib e y del on-
do (y como es a de ambas, la medida del calado)
se hace con limníme o p o is o de nonius ( esolu-
ción 0.1 mm).
C. Ensayos y p o ección ecomendada
Los ensayos del modelo se han ealizado en e el
18 de ab il y el 12 de mayo de 2008. El p ime o ha si-
do sin puen e pa a comp oba el inicio del mo i-
mien o de la a ena y la dis ibución uni o me del lu-
jo en la ap oximación. El p ime ensayo p opiamen-
La audacia del Pabellón Puen e en el ío Eb o (Expo 2008): e osión lu ial y exigencias de p o ección y auscul ación
Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497 59
Fig.6. Ensayo de
e osión local.
Fo o omada en
las p ime as
ho as de ensayo.
e dicho es el de e osión local de la pila, en un cau-
ce equi alen e ( apecial con la e osión gene al). El
calado de 9.69 m aguas abajo ab aza 2.75 m de pi-
lo es más los 6.94 m del can o de la pila. En cuan o
comienza el ensayo, de 48 h, se ap ecia el mo i-
mien o de a ena en el en e del cáliz que a des-
cub iendo los pilo es ( ig.6). El agua se ajus a casi
exac amen e con la ebanada supe io de la pieza.
Se aglome a y epa un poco en la zona de pa ada
sin supe a la. La supe icie lib e es á bas an e agi a-
da de ás del obs áculo y en la es ela de emolinos
desp endidos po el ex emo izquie do.
La máxima e osión bajo el cáliz medida al inal del
ensayo es de 17.5 m, con espec o al ondo inicial (la
longi ud de pilo es descubie a es 17.5 m + 2.75 m =
20.3 m). La p eocupación despe ada po el cálculo
se e pues con i mada po el modelo educido. La o-
pog a ía de allada del ondo ( ig.7) mues a la dis i-
bución de la e osión. Se obse a un solo oso cen a-
do en los diez pilo es, en donde la p o undidad es má-
xima, sin dis ingui se osos de e osión pa icula de ca-
da uno. La o ma de la conca idad pa ece de e mi-
nada po la o ma del cáliz en la pa e in e io y ape-
nas po la o ma an ala gada de la supe io . El alud
máximo de la a ena se da desde el bo de de aguas
a iba del oso has a el ondo, es deci al “en a ” al
oso. Aunque la di e encia es pequeña, los pilo es más
ce canos a la ma gen izquie da y los de la hile a de
aguas a iba es án algo más e osionados que los de-
más. Con la ig.7 se calcula un olumen de ma e ial
e osionado de 43.500 m3, que equi ald ía a un cubo
de más de 35 m de lado. La supe icie o al de ondo
e osionado es algo más de 1 Ha.
El oso único se p olonga aguas abajo po la iz-
quie da alcanzando la ma gen con una pequeña
e osión que hace cae algunas de las pied as que la
ecub ían con el in de c ea ugosidad ( ig.8). Es o in-
dica que la p esencia de la pila no es indi e en e pa a
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60 Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497
Fig.7. Topog a ía
del oso de
e osión local
po planos
aco ados,
e e ida al
ondo inicial del
ensayo (co a
189.75,
p o o ipo). Flujo
de izquie da a
de echa: la
ma gen
izquie da queda
a iba y el
cen o del ío
abajo. Se
ep esen an los
pilo es y las
secciones
ho izon ales
p incipales del
cáliz. La
equidis ancia es
1 m (líneas
inas).
la ma gen aguas abajo del puen e. O o esul ado im-
po an e del ensayo es que lejos de la pila no hay e o-
sión alguna a pesa de la g an obs ucción y de la la -
ga du ación del ensayo. Toda la de o mación del on-
do ocu e en la mi ad izquie da del ío y nada en la
mi ad de echa ( ig.8). La e osión po es echamien o
es nula. Po an o, la co a supe io de colocación de
los man os de escolle a se á la del lecho menos la
e osión gene al ansi o ia (0.54 m).
T as es e ensayo, se ealiza on o os 9 ensayos
pa a p oyec a los man os de escolle a de p o ec-
ción, siguiendo la es a egia de sepa a los dos mo i-
os p incipales de allo: el a as e de escollos y la
al a de una ex ensión su icien e del man o. En los
p ime os ensayos, de allo po a as e, el obje i o es
de e mina el peso de la escolle a que aguan a la
acción del lujo. Que in e ese el peso no signi ica
que se ensaye un sólo elemen o sino un man o com-
ple o, ya que en la esis encia in e iene la in e ac-
ción en e escollos. Pe o pa a que no in luya la ex-
ensión, el man o ocupa oda la zanja de a ena, co-
mo si ue a “in ini o”. Al es a la e osión gene al in-
co po ada en el modelo y se nula la e osión po es-
echamien o, el man o se coloca a la co a del on-
do del cauce equi alen e. El c i e io de allo de la
p o ección es que se ea el mo imien o de algún
escollo, aunque sean pocos. El caudal se deja co-
iendo mucho iempo excep o si se ompe ápida-
men e el man o, en cuyo caso se pasa a la pied a
de peso supe io . La escolle a de 200 kg u o que
echaza se debido a los desplazamien os obse a-
dos, pe o la de 600 kg esis ió po peso la acción del
agua du an e 12 ho as. El espeso del man o no se
in es iga en el modelo po que en el p o o ipo se
an a pone il os pa a comba i el allo po si ona-
mien o, ipo de allo an e el que el espeso o núme-
o de capas es sensible. En los ensayos los man os se
o man siemp e con dos capas de ma e ial sob e el
geo ex il. El espeso del man o pa a el peso de 600
kg es de 1.50 m, espe ando el c i e io de 2D50. Es e
c i e io a iende a la es abilidad del man o pe o am-
bién se conside a necesa io pa a que el geo ex il se
man enga inmó il, sin ocasiona su mo imien o ac-
ciones mecánicas al man o. Se ha con olado que
la g anulome ía en los ensayos cumplie a el huso
es ablecido ( ig.16)[2].
Los siguien es ensayos si ie on pa a de e mina
la ex ensión necesa ia del man o de 600 kg. El man-
o no alla aho a po al a de peso sino po que los
escollos de los bo des son desplazados y caen hacia
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Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497 61
Fig.8. Es ado
inal del ensayo
de e osión local.
Ve la eno me
longi ud de
pilo es
descubie os y la
pequeña
e osión de la
o illa izquie da
aguas abajo de
la pila.
idad de la ob a en el en o no ísico en el que debe
implan a se.
Igualmen e el caso del Pabellón Puen e mues-
a que es ex emadamen e ú il el ensayo en mo-
delo educido de si uaciones de hid áulica lu ial
no habi uales. Las o mulaciones exis en es p o ie-
nen del ensayo de casos ipo. Sólo el modelo ísico
educido de los elemen os especiales puede a o-
ja luz sob e la magni ud de su e osión po encial y
de los medios de p o ección. La simpli icación del
p oyec o de una p o ección de escolle a an o en
ex ensión como en amaño y espeso , educe de
o ma signi ica i a el cos e y los plazos de ejecu-
ción, algo capi al en una ob a como el Pabellón
Puen e de la Exposición In e nacional de Za agoza
2008. ◆
Juan P. Ma ín-Vide, C is ina M.S. Fael, F ancisco Núñez, Ca les Fe e , Fe nando Gu ié ez, F ancisco-Ja ie Goyeneche
68 Re is a de Ob as Públicas/Ma zo 2009/Nº 3.497
Re e encias:
–[1] Témez, J.R. (1988) Con ol de la e osión lu-
ial en puen es. Publicaciones del Minis e io de
Ob as Públicas y U banismo, Mad id.
–[2] Ma ín-Vide, J.P. (2002) Ingenie ía de Ríos.
Ed.UPC, Ba celona.
–[3] Richa dson, E. V. y Da is, S. R. (2001). “E alu-
a ing scou a b idges.” Hyd aulic Enginee ing
Ci cula No. 18 (HEC-18), 4 h Ed., Rep. No. FHWA
NHI 01-001, Fede al Highway Adminis a ion,
Washing on, D.C.
–[4] Mel ille, B. W. y Coleman, S. E. (2000). B idge
scou , Wa e Resou ces Publica ions, Fo Collins,
Colo ado.
–[5] Nicolle , G. Ri e Models. Capí ulo 2 de Ma -
ins, R. (ed) Recen Ad ances in Hyd aulic Physi-
cal Modelling. Na o ASI se ies, Kluwe Academic
Publishe s, Do d ech 1989.
–[6] Sheppa d, D. M.; Odeh, M. y Glasse , T.
“La ge scale clea -wa e pie scou expe i-
men s”. Jou nal o Hyd aulic Enginee ing, 2004,
130, 10,957-963
–[7] “Es udio hid áulico de a enidas del amo
del ío Eb o co espondien e al meand o de
Ranillas (Za agoza)”. Inclam pa a Expoagua
Za agoza 2008, S.A.
–[8] Sima o G., Teixei a, L. y Ca doso, A. H.
(2007) “Flow in ensi y pa ame e in pie scou
expe imen s”. Jou nal o Hyd aulic Enginee ing
Vol. 133, No. 11, 1261-1264.
–[9] Fael, C.M.S. “E osões localizadas jun o de
encon os de pon es e espec i as medidas de
p o eccção”. Tesis doc o al, Uni e sidade da
Bei a In e io , Co ilhã 2007.
Fig.18. A iba:
is a el día 3 de
junio. Abajo:
as el paso de
la c ecida.
