En la presente investigación se evaluó la eficiencia de las pilas de sacrificio en la reducción de la socavación local de pilares cilíndricos y rectangulares de puentes de ríos. Para ello, se realizaron modelaciones numéricas hidrodinámicas, en el software Iber, y se aplicaron las ecuaciones de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) y de Froechlich. En esta investigación, se emplearon los resultados del ensayo físico del pilar cilíndrico aislado de 30mm de diámetro, ensayado en el artículo científico desarrollado por Vahdati et al. (2020). Asimismo, se emplearon los resultados del pilar rectangular de nariz semicircular de 30mm de ancho y 150mm de largo, ensayado en el artículo científico desarrollado por Vijayasree, Eldho, Mazumder y Ahmad (2019). Estos ensayos físicos fueron calibrados para, posteriormente, adicionar las pilas de sacrificio, en diferentes configuraciones, y analizar su eficiencia en la reducción de la socavación local. Las configuraciones propuestas para las pilas son: triangular 30°, triangular 180°, en tandem y en tridem. Para el pilar cilíndrico aislado y para el pilar rectangular de nariz semicircular se obtuvieron porcentajes de reducción de la socavación local de hasta 45.32% y 60.75%, respectivamente. De acuerdo a los resultados, las configuraciones en tridem y triangulares de 180° fueron las más eficientes. Además, se realizó un análisis dimensional para conocer la influencia de las variables que intervienen en el fenómeno de socavación local. A partir de los resultados, se observó que el número de Froude (Fr) es el numero adimensional más influyente. / In this research, the efficiency of sacrificial piles in reducing local scour of cylindrical and rectangular piers of river bridges was evaluated through hydrodynamic numerical modeling (in the Iber software) and the application of the equations of Froechlich and Colorado State University (CSU). The results of the physical test of the 30 mm diameter single cylindrical pier, tested by Vahdati et al. (2020), and the results of the physical test of the rectangular pier with semi-circular nose of 30 mm wide and 150 mm long, tested by Vijayasree, Eldho, Mazumder and Ahmad (2019), were used. These physical tests were calibrated to add the sacrificial piles in different configurations and analyze their efficiency in reducing local scour. The proposed configurations for the piles were: triangular 30°, triangular 180°, tandem and tridem. The maximum percentages of reduction of local scour obtained were 45.32% and 60.75% for the single cylindrical pier and the rectangular semi-circular nose pier, respectively. According to the results, tridem and triangular 180° configurations were the most efficient. Likewise, a dimensional analysis was carried out to determine the influence of the variables involved in the phenomenon of local scour. From the results, the Froude number (Fr) was the most influential dimensionless number. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo evaluar una propuesta para el control de erosión fluvial de la curva externa del rio Rimác ubicada entre los sectores Cantagallo y La Perla en Chosica, verificando su eficacia a través de un modelamiento con fines de calcular la socavación producida para diferentes periodos de retorno y proponer como estructura de control a las paletas sumergidas, comparando ambos resultados obtenidos para evaluar sus beneficios. El tramo escogido presentó fallas en los muros de contención ubicados a lo largo del cauce según un estudio previo realizado por el INGEMMET, por lo que es necesario mejorar la infraestructura ya construida, por lo que la presencia de las paletas sumergidas podría actuar como tal. Por este motivo, el modelamiento hidráulico, realizado en el software Iber, nos permitirá conocer el comportamiento del río para obtener las variables de diseño y conocer los valores de velocidades y esfuerzos cortantes de fondo producidos en la curva externa. Se realizó la simulación para dos escenarios, uno considerando las máximas avenidas producidas en años previos y el segundo despreciando dichos valores. Esto nos permite comparar las dimensiones y comportamiento de ambas estructuras para un futuro diseño. Finalmente, en ambos escenarios se verificó que la presencia de las paletas sumergidas en la curva externa reduce los niveles de erosión local y general producido para los diferentes caudales simulados, por lo que resulta una estructura viable a ser aplicada como medida de control. / The objective of this thesis is to evaluate a proposal for the control of fluvial erosion of the external bend of the Rimac river located between the Cantagallo and La Perla sectors in Chosica, verifying its effectiveness through a modeling in order to calculate the undercut produced for different return periods and propose submerged vanes as a control structure, comparing both results obtained to evaluate their benefits. The chosen section presented failures in the retaining walls located along the channel according to a previous study carried out by INGEMMET, so it is necessary to improve the infrastructure already built, so the presence of the submerged vanes could act as such. For this reason, the hydraulic modeling, carried out in the Iber software, will allow us to know the behavior of the river to obtain the design variables and to know the values of speeds and shear stresses produced in the external bend. The simulation was performed for two scenarios, one considering the maximum avenues produced in previous years and the second disregarding these values. This allows us to compare the dimensions and behavior of both structures for a future design. Finally, in both scenarios it was verified that the presence of the submerged vanes in the external curve reduces the levels of local and general scour produced for the different simulated flows, making it a viable structure to be applied as a control measure. / Tesis

La socavación en las bases de los puentes es una de las principales causas de fallas de estas infraestructuras en el mundo, lo que conlleva a elevados gastos en reparación, aislamiento de poblaciones y pérdidas de vidas humanas. El presente trabajo de investigación tiene como principal objetivo calcular, analizar y comparar la socavación total que se produce en los pilares y estribos del puente Huallaga mediante un modelo unidimensional y un modelo bidimensional. Para lograr este objetivo se recopilaron las diferentes metodologías de cálculo de socavación y se escogieron las óptimas para el presente estudio. Luego, se identificaron los parámetros que tienen mayor influencia en la simulación del proceso de socavación. Después, se calculó la socavación total del puente Huallaga con el modelo 1D (HEC-RAS) y 2D (IBER). Finalmente, se realizó un análisis comparativo entre los resultados obtenidos en ambos programas. Adicionalmente, se obtuvieron como una de las principales conclusiones que los valores calculados de socavación obtenido a partir de los datos del modelo 2D son menores en comparación a los valores calculados de socavación obtenidos a partir de los datos del modelo 1D, haciendo al segundo modelo hasta un 49.8% más representativo para los cálculos de socavación. / The scour of the bases of the bridges is one of the main causes of failure of these infrastructures in the world, which leads to repair costs, isolation of populations and human losses. The main objective of this research work is to calculate, analyze and compare the total scour that occurs in the pillars and abutments of the Huallaga bridge using a one-dimensional model and a two-dimensional model. To achieve this objective, the different scouring calculation methodologies were compiled, and the optimal ones were chosen for the present study. Then, identify the parameters that have the greatest influence on the simulation of the scour process. Then, he calculated the total scour of the Huallaga bridge with model 1D (HEC-RAS) and 2D (IBER). Finally, a comparative analysis was performed between the results obtained in both programs. Furthermore, it was obtained that the calculated values of scour obtained from the data of the 2D model are lower compared to the calculated values of scour obtained from the data of the 1D model, making the second model up to 49.8 more representative for scour calculations. / Tesis