MÓDULO VP

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DIPLOMADO DE ESPECIALIZACIÓN EN 
HIDRÁULICA FLUVIAL
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE DEFENSAS RIBEREÑAS
Por
Ing. LUIS DE FRANCESCH ORTIZ
MÓDULOS
• MÓDULO I : Nociones de Morfología Fluvial.
• MÓDULO II : Hidrología.
• MÓDULO III : Hidráulica Fluvial.
• MÓDULO IV : Topografía.
• MÓDULO V : Encausamientos.
• MÓDULO VI : Diseños y procedimientos constructivos.
• MÓDULO VII: Modelación hidráulica bidimensional de ríos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
DIPLOMADO DE ESPECIALIZACIÓN EN 
HIDRÁULICA FLUVIAL
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE DEFENSAS RIBEREÑAS
MODULO IV
ENCAUSAMIENTOS
DIPLOMADO DE ESPELICIALIZACIÓN 
EN HIDRÁULICA FLUVIAL
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE DEFENSAS RIBEREÑAS
Por
Ing° Luis De Francesch Ortiz 
Introducción
Ing. Luis De Francesch Ortiz
En este modulo abordaremos los conceptos principales para entender y proyectar un
encauzamiento.
La estabilización, la defensa ante inundaciones y la restauración son los objetivos que
serán tratados, así mismo la preocupación por deducir o adivinar los efectos de los
encausamientos (estrechando, reuniendo cauces, acortando su longitud), como
impactos físicos y ambientales.
Introducción
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Introducción
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Encauzamiento significa poner en un cauce,
donde el cauce es el espacio ocupado por el
río, en sentido natural, o el espacio destinado
al río tras una intervención del hombre.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Un encauzamiento, en sentido amplio es
cualquier arreglo o intervención que
toma un tramo de río como su objetivo
de actuación primordial, se excluyen
obras de aprovechamiento del río, como
caudal de agua principalmente,
cualquiera que se su finalidad, los
materiales sueltos usados para la
construcción y las obras de
infraestructura que interacción con el
río, las que pueden ser llamadas, con
mayor y menor propiedad, obras
fluviales.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Cada obra de encauzamiento se debería caracterizar y diferenciar de otras
intervenciones por sus objetivos. Los objetivos posibles de un encauzamiento son:
1. La protección contra las inundaciones, es decir impedir o dificultar que el territorio
se inunde, este objetivo es por la necesidad que produce el daño económico y sobre
la vida humana que causa la inundación. Este daño se localiza en núcleos habitados y
en áreas de gran valor económico (agrícolas, industrial o de servicios).
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
2. La protección (defensa) de las márgenes del río, es decir impedir la destrucción de
terreno, en los limites del cauce, este objetivo puede causar el aumento del valor
del terreno o también los inconvenientes de todo tipo incluso el político que puede
acarrear un cambio en los limites del cauce.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
3. La fijación de un cauce estable para el río, lo cual significa poder asegurar que el río
discurrirá en el futuro de modo permanente por dicho cauce, lo que permitiría evitar
los cambios de cauce del río, también se describe este objetivo con el termino
estabilización.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
4. La mejora de las condiciones de desagüe, en particular el aumento de la capacidad
de desagüe, es decir, asegurar que el mayor caudal de agua pase en las condiciones
deseadas, este aumento de capacidad permitirá hacer más improbable la inundación,
sobre todo en ríos urbanos o ríos encauzados por el hombre.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
5. La formación o fijación de un canal navegable, es decir caracterizar una profundidad
de agua suficiente para la navegación fluvial, sobre todo en obras de encauzamiento
en grandes ríos, (amazonia) que son vías de transporte de mercancías.
Objetivos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
6. La recuperación de los valores naturales de un río, es decir, conseguir que un río
vuelva a tener unos espacios de valor natural o recreativo, aunque limitado a
pequeños ríos, en países desarrollados comienza a ser importante, también se le
puede llamar restauración o renaturalización e cauces.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Para entender los efectos hay que comprender
que los ríos son sistemas dinámicos, es decir, en
ellos se producen cambios o modificaciones en
mediano y largo plazo, como consecuencia de
las acciones exteriores.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Funcionalmente, un cauce o encauzamiento es la vía de circulación de un caudal de agua,
acompañado de material solido, cuando éste último no circula en equilibrio tiene lugar
sedimentaciones o erosiones que van produciendo los cambios del contorno.
Por esta razón puede decirse que el transporte solido es el vehículo de los cambios
fluviales, bien que el ritmo de los cambios es función de la cantidad de material que
transporta el río.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Es preciso estar informado de los efectos de los encauzamientos sobre todo cuando son
inconvenientes y así en tal caso tratar de mitigarlos, mencionaremos dos ejemplos
destacados y dinámicamente opuestos:
• Proteger frente a las inundaciones en regiones llanas próximas a la desembocadura del
río pueden dar lugar a extraños efectos, la tendencia del río es a formar un delta y con
ello aumentar su longitud.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La disminución de la pendiente que esto implica explica la tendencia a la sedimentación en
el propio cauce y esta subida del fondo del cauce principal activa el desbordamiento y la
sedimentación en toda la llanura de inundación.
Los cauces transformados por recrecer más de muros o diques, que son más altos que el
terreno circundante, se llaman cauces colgados, cauces que también pueden encontrarse
naturalmente.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
• Estabilizar y hacer navegable un cauce trenzado ha conducido a efectos dañinos, para
estabilizar el río y aumentar su calado se fuerza al agrupamiento o concentración de los
brazos. El aumento del caudal unitario en el brazo principal provoca la erosión del cauce,
es decir, la incisión y afianzamiento de tal brazo.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Si la acción exterior es desmedida del
descenso del fondo puede ser muy
importante.
El río Rin ha sufrido esta evolución
desde 1815 en su tramo superior, y
en 1950 se llego a incisiones de 7
metros.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La incisión de un cauce por erosión del fondo trae consigo una degradación ambiental
por causa d efectos secundarios como:
• Pérdida de la inundación de las llanuras, que se hace más infrecuente.
• Descenso del nivel freático.
• Pérdida del ecosistema ribereño, como consecuencia de lo anterior.
• Fragilización de las orillas del cauce.
Efectos de un Encauzamiento 
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La incisión de un cauce por erosión del fondo trae consigo, también la socavación en los
cimientos de los muros de concreto ciclópeo y produce el colapso de los mismos.
Caudal de Proyecto
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Como en otras obras de ingeniería hidráulica, nos preguntamos que caudal de proyecto
debemos considerar para un encauzamiento.
Para ello hay que tener en cuenta aspectos económicos y legales.
 El sentido económico de un encauzamiento es que el valor añadido o el daño evitado
con la intervención compense por su costo.
 Cuanto mayor es la magnitud de la intervención es mayor el beneficio y mayor
también el costo, pero uno y otro pueden crecer de manera muy distinta.
 La determinación de la magnitud óptima sería un problema característico de
dimensionamiento económico.
Caudal de Proyecto
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La dificultaddel análisis económico de un encauzamiento esta en cuantificar el
beneficio:
 Es posible valorar económicamente la navegabilidad, pero mucho más difícil hacer lo
mismo con la restauración de un río.
 Y si el río es inestable es muy difícil de evaluar, pues es incierto.
Es más factible precisar el daño evitado al defender las márgenes de la erosión y también
el daño evitado al impedir la inundación, y que se pueden cuantificar porque los niveles
de inundación pueden ser calculados para distintas probabilidades de ocurrencias.
El daño real no solo es función de tirante de inundación sino también de la velocidad del
agua y aparecen daños indirectos (economía local) y daños intangibles (desmoralización)
En todos los casos deberían también considerarse los efectos dañinos a medio o larga
plazo pueden sobrevir como consecuencia de la intervención.
Caudal de Proyecto
Ing. Luis De Francesch Ortiz
El costo económico se debe tomar más bien como indicativo, sin embargo la decisión es
política y refleja un consenso social sobre el riesgo que se acepta y los recursos que se
está dispuesto a gastar.
El caudal de proyecto de encauzamiento en el mundo se elige normalmente con un
periodo de retorno entre 50 y 100 años, en zona urbana los más altos son de 200 años.
Cuando no hay población afectada los periodos de retorno pueden ser de 25 a 50 años.
Caudal de Proyecto
Ing. Luis De Francesch Ortiz
El caudal de proyecto desde el punto legal ya se vio en el Modulo II de Fajas Marginales
(Reglamento para la Delimitación y Mantenimiento de Fajas Marginales), RESOLUCIÓN
JEFATURAL N° 332-2016-ANA y que indica que.
a) En cauces naturales de agua colindantes a terrenos agrícolas, se considera un periodo
de retorno de 50 años.
b) En cauces naturales de agua colindantes a asentamientos poblacionales, se considera un
periodo de retorno de 100 años.
Análisis de Riesgo en Llanura de Inundación
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La inundación es uno de los desastres naturales más grandes, de mayor impacto
económico y humano, que afecta tanto a países desarrollados como no desarrollados.
Por ello, el concepto de riesgo se ha definido de manera muy especifica como la
conjunción de un factor natural aleatorio llamado peligrosidad y un factor
socioeconómico llamado vulnerabilidad.
El primero sería como la solicitación hidráulica, en principio invariable salvo por los
cambios físicos de la cuenca y últimamente por el cambio climático.
El segundo sería como la sensibilidad ante el suceso de la inundación, en cuento afecta
a los bienes y personas.
Si la inundación no compromete a nada o a nadie, el daño sería nulo, por lo tanto el
riesgo es nulo.
Análisis de Riesgo en Llanura de Inundación
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La visión tradicional de la Ingeniería Fluvial ha sido dimensionar de acuerdo a la
solicitación, ya dar soluciones llamadas estructurales, y para que sea efectivo en la
reducción real del riesgo hay que aplicar también medidas para reducir la vulnerabilidad,
llamadas no estructurales.
La medida no estructural más importante es la planificación territorial en la llanura de
inundaciones, es decir es necesario la delimitación de las fajas marginales.
Las obras de protección contra inundaciones son justificadas en áreas consolidadas,
especialmente de vivienda, y ante un riesgo elevado, hay que evitar que se construya
dentro del cauce natural para ganar terreno, ya que pueden desencadenar una ocupación
irresponsable que precisamente aumente la vulnerabilidad.
Análisis de Riesgo en Llanura de Inundación
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Los estudio hidráulicos para la planificación territorial de llanura de inundación se basa en
dos estratos de información superpuestos:
Uno de las acciones hidráulicas, la altura y la velocidad del agua para periodos de retornó
de 10,20,50 y 100 años.
El otro es el de los sometidos al riesgo:
La altura y la velocidad sirven para
caracterizar las condiciones de
peligrosidad para las personas y para
vehículos y edificaciones.
Análisis de Riesgo en Llanura de Inundación
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Condiciones de peligrosidad: Mayor a 1 m. y 1 m/s y su producto de ambas mayor
0.5 m2/s, para bienes materiales se presenta condiciones típicas de daño estructural
de edificios de ladrillo y estructuras ligeras de madera y peligro para vehículos.
Río Trenzado
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Los ríos trenzados plantean al ingeniero problemas particulares, sus cauces de
aguas altas son muy anchos, con una multiplicidad de cursos o brazos menores que
se reparten el caudal durante las aguas bajas.
Toda esta configuración es inestable o cambiante.
Río Trenzado
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Para la preservación de bienes y para el aprovechamiento seguro y permanente de las
aguas se hace necesario reunir o concentrar sus aguas en un cauce estable y único.
Río Trenzado
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Los principios de gradualidad en la ingeniería fluvial, no son exclusivas del
encauzamiento de ríos trenzados, aunque en ellos es más fácil entenderlas y podría
enunciarse así:
• Con pequeñas medidas que modifican el flujo pueden alcanzarse cambios o
correcciones de considerable magnitud.
• Esta medidas pueden aplicarse gradualmente a medida que se comprueban sus
efectos y así intensificarse o detenerse
• Las medidas producen efectos en virtud de principios de la hidráulica fluvial y
toda la gracia en hacer trabajar al río en el mismo sentido d nuestros objetivos
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Mediante la intervención gradual puede conseguirse el encauzamiento de un gran río.
Siguiendo las ideas de Fargue una morfología estable de un encauzamiento seria un
cauce único de suaves curvas alternadas, el cual deberá ser fijado.
Para conseguir esto, las tareas son concentrar el flujo y cerrar los brazos trenzados y
dirigir el flujo, defender las márgenes o suavizar curvas en el caso de ríos
meandriformes.
La protección o defensa se realiza mediante dos tipos de obra: obras longitudinales de
revestimiento de la orilla, pueden ser diques longitudinales y en segundo lugar
mediante obras transversales (espigones), así como tipos mixtos.
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Uso de espigones en el encauzamiento de ríos:
Estructuras fluviales, a manera de diques transversales al cauce, construidos a partir de
una de las márgenes y que ocupan sólo una parte de la longitud de la sección.
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Planta y sección de la implementación de espigones en el cauce principal de 
un río trenzado
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
No se recomienda la instalación de
espigones cuando la pendiente es
muy grande, pues las altas
velocidades atentan contra su
estabilidad.
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Algunos autores mencionan no usar
espigones con pendientes mayores del
2%, pero tiene que examinarse en
función de la totalidad de las
características hidráulicas.
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Usos de los Espigones:
• Defensa y reconstrucción de orillas
• Cambios dinámicos del cauce
• Encauzamientos graduales
• Dar navegabilidad
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Usos de los Espigones:
Defensa y reconstrucción de orillas
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Usos de los Espigones:
Cambios dinámicos del cauce 
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Usos de los Espigones:
Encauzamiento gradual (reagrupación río trenzado)
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Usos de los Espigones:
Navegabilidad
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
• Efecto deflector
• Efecto retardador 
• Efecto de sedimentación entre espigones
Efectos hidráulicos y sedimentológicos:
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Efecto deflector
Espigones orientados hacia aguas abajo
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De FranceschOrtiz
Espigones orientados hacia aguas arriba
Efecto retardador 
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Espigones orientados perpendicularmente al flujo
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Funcionamiento
Márgenes
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Áreas de sedimentación
Márgenes
Áreas de aguas mortas
Funcionamiento
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
EROSIÓN
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
UBICACIÓN EN PLANTA
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Obras longitudinales:
Defensa de Márgenes
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Obras longitudinales:
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Anteriormente hemos indicado que la erosión del fondo o incisión de un cauce, como
resultado de distintas intervenciones, puede remediarse mediante traviesa.
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La traviesa es una pequeña obra transversal en el lecho, de orilla a orilla, de muy
pequeña altura o incluso sin sobresalir del fondo.
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Papel desempeñado por las traviesas en un proceso de erosión lenta
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La obra de encauzamiento ha significado muchas veces ganar un espacio al río.
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
El estrechamiento desencadena una tendencia al descenso del fondo, es decir a al
erosión del lecho.
El Papel de la Traviesas en los Encausamientos
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Esto se puede manifestar a largo plazo y afectar a la cimentación de las obras
longitudinales del encauzamiento, y por lo tanto su colapso, como lo sucedido en un
tramo del río San Lucas de la cuidad de Cajamarca (Enero – Febrero del 2014)
Cauces Estrechados, Río de Montaña y Ramblas
Ing. Luis De Francesch Ortiz
El estrechamiento del cauce es una consecuencia frecuente en muchas obras de
encauzamiento, en un estrechamiento el tirante disminuye (acelera la corriente) y en
un ensanchamiento aumenta.
Cauces Estrechados, Río de Montaña y Ramblas
Ing. Luis De Francesch Ortiz
La razón mas frecuente de encauzar un rambla sobre su abanico aluvial es su radical
inestabilidad
Cauces Estrechados, Río de Montaña y Ramblas
Ing. Luis De Francesch Ortiz
Es preciso crearle un cauce seguro para la circulación esporádica del agua, por lo tanto
la medida mas necesaria para la estabilidad de una rambla es la formación de orillas
resistentes.