Calculadora Gratuita de Diseño de Bajante de Escollera — Robinson (1998)

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Dimensionamiento de Escollera para Bajante — Robinson, Rice & Kadavy (1998)

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Notas

Ecuaciones de dimensionamiento de roca

Robinson, Rice & Kadavy (1998) desarrollaron dos ecuaciones empíricas para el tamaño mediano de escollera D₅₀ en función de la pendiente del canal y el caudal unitario. La ecuación 1 se aplica a pendientes suaves (S₀ < 0,10); la ecuación 2 a pendientes pronunciadas (0,10 ≤ S₀ ≤ 0,40). Ambas ecuaciones requieren q_t en m²/s y devuelven D₅₀ en mm. El rango validado es 0,02 ≤ S₀ ≤ 0,40.

Caudal unitario

q_t es el caudal unitario total en la cresta del canal (caudal total por unidad de ancho). Para un canal de ancho de plantilla B con caudal total Q, q_t ≈ Q / B, o se calcula a partir de la condición de tirante crítico en la entrada del canal.

Flujo a través del manto de roca

Una fracción del caudal total fluye por los poros de la escollera (caudal de manto q_m); el resto fluye por la superficie de la roca (q_s = q_t − q_m). El tirante d se calcula con la ecuación de Manning aplicada al caudal superficial q_s usando la rugosidad n del canal. La porosidad por defecto n_p = 0,45 es típica para roca triturada angular.

Rango válido de tamaño de roca

Las ecuaciones fueron desarrolladas usando un rango de D₅₀ de 15 mm a 278 mm. Los resultados fuera de este rango son extrapolados y deben usarse con juicio de ingeniería adicional.

Cota del zampeado de salida

La cota de la parte superior de la escollera en el tramo de salida debe estar a la misma cota o por debajo de la plantilla del canal aguas abajo. Si es más alta, la roca de salida será inestable.

Remanso en la entrada

Cuando el tirante normal en el canal de entrada es menor que la carga en el vertedor (H_p) requerida para pasar q_t, ocurre flujo restringido o remanso aguas arriba de la entrada del canal. Esto es generalmente aceptable — el remanso reduce la velocidad y evita la erosión aguas arriba. Para verificarlo: use una calculadora de flujo de vertedor para hallar H_p para el q_t y ancho de cresta dados, y compárelo con el tirante normal del canal de entrada. Si H_p supera el tirante normal, se producirá remanso.

Referencia

Robinson, K.M., Rice, C.E., y Kadavy, K.C. (1998). "Design of rock chutes." Transactions of the ASAE, 41(3), 621–626. El USDA ARS también publica una hoja de cálculo Excel basada en el mismo método.