Comportamiento hidráulico del barraje fijo – fusible de la captación Tres Molinos – Cajamarca, a nivel de modelo físico

Abstract

En cuencas de alta montaña el agua de los ríos se aprovecha mediante captaciones con barrages fijos, sin embargo estas tienen el problema de verse obstruidas por la acumulación de sedimentos que se produce aguas arriba del barraje. Se han realizado investigaciones anteriores, en la captación Tres Molinos, que muestran como alternativa el uso de un barraje fijo-fusible para contribuir con el acarreo de los sedimentos acumulados, estas investigaciones se realizaron teniendo como caudales de entrada los producidos en periodos de máximas avenidas, sin embargo no se tiene información del funcionamiento de estas estructuras para periodos de estiaje. Es por ello que se realizó esta investigación, la cual tiene la finalidad, analizar el comportamiento hidráulico de un modelo físico a escala 1/25 de la captación Tres Molinos, ubicada en el río Grande de la cuenca del mismo nombre, del distrito y provincia de Cajamarca, con barraje fijo-fusible, el cual no está construido en campo. En dicho estudio se trabajó con caudales de estiaje aforados en los meses de Julio a Diciembre del 2021, para hallar una relación entre el caudal del río y el tirante generado aguas arriba del barrage fijo – fusible: con longitud del 10 % (1.80 m) de la longitud total, en ambos extremos y con longitud del 20 % (3.60 m) de la longitud total en ambos extremos. La construcción del modelo del barraje fusible se realizó con rocas de la misma zona, las cuales fueron seleccionadas a partir de los resultados D90, arrojados de la curva granulométrica realizada con una muestra de 100 rocas extraidas, 200 metros aguas arriba del barraje, y llevadas a escala 1/25. Así mismo, se aplicaron las leyes de Froude y Reynolds modeladas a partir del prototipo de la captación Tres Molinos y 50.00 m de tramo del río Grande aguas arriba de la captación, para verificar las similitudes entre el prototipo y el modelo. Se obtuvo como resultados, que la captación Tres Molinos, con barraje fijo- fusible, funciona correctamente aún en época de estiaje, pues los tirantes de agua cerca al bocal sobrepasan los 30 cm, e ingresa al canal un caudal mayor a 100 l/s, con lo cual la eficiencia de la captación no se ve afectada. Por otro lado el agua, en época de estiaje, filtra a través de la parte de enrocado sin desestabilizar la estructura, y en época de crecida de agua, desde el mes de diciembre, se tienen pequeñas cargas de agua sobre el barrage. Este estudio ayuda a futuras investigaciones pues se presentan gráficas con ecuaciones que permiten obtener el tirante de agua antes del barrage, con datos de caudal de entrada a la captación.