SIMULACIÓN CFD DE ESTRUCTURAS FLUVIALES

Los dispositivos de paso o escalas para peces son infraestructuras hidráulicas que permiten la libre circulación de la ictiofauna permitiendo salvar barreras fluviales como azudes o pequeñas presas. En este artículo se muestran dos escalas de funcionamientos distintos modelizadas con CFD.

¿POR QUÉ SON NECESARIA ESTAS ESTRUCTURAS?

Una barrera transversal es cualquier tipo de estructura artificial que impide el flujo natural de los ríos. Estas barreras juegan un papel importante en nuestra sociedad, permitiendo derivaciones de agua para el riego, el abastecimiento y la gestión hídrica; no obstante, estos elementos suponen un obstáculo infranqueable para muchas especies de fauna acuática, que realizan migraciones a lo largo del río durante su ciclo vital.

Incluso grupos de peces con gran capacidad de salto como los salmónidos, ven impedido su ascenso en el río por las barreras. Es por ello que deben construirse dispositivos de paso que permitan el tránsito de la fauna mientras se mantiene la funcionalidad y servicios que ofrece el azud.

FACTORES A TENER EN CUENTA EN SU DISEÑO

Existen distintos dispositivos de paso con funcionamientos muy distintos, pero el dimensionado de todos ellos debe tener en cuenta los siguientes factores:

  • Especie objetivo: se debe estudiar qué pez o grupos de peces van a hacer uso del dispositivo, ya que no todas las especies tienen las mismas capacidades natatorias ni de salto.
  • Época de migración: todos los peces migran en mayor o menor medida buscando alimento o refugio. Son especialmente importantes las migraciones por motivos reproductivos,  ya que la freza suele producirse en los tramos altos de los ríos.
  • Ventana funcional: no todos los dispositivos de paso deben funcionar necesariamente los 365 días del año, pero debe asegurarse un rango de caudales lo suficientemente amplio que permita la funcionalidad de la estructura en las épocas de importancia migratoria.
  • Obstáculo a permeabilizar y entorno: la altura del obstáculo y las condiciones del entorno limitan los tipos de dispositivo que pueden construirse, así como sus dimensiones. Dispositivos como las rampas naturalizadas tienen un bajo impacto paisajístico pero requieren de mucho más espacio que las escalas de artesas.

ESCALA DE ARTESAS

Las distintas escalas de artesas se diferencian en base al tipo de vertido. En este caso, es una escala de vertido sumergido (también llamada de escotadura lateral). Este tipo de escalas presenta tanto vertido libre (igual al desnivel entre estanques) como vertido sumergido. Esta dualidad permite a los peces elegir su forma de ascenso en base a sus preferencias, aunque suele haber una predilección por el vertido sumergido.

Esquema de una escala de artesas
Mapa de velocidades CFD de la escala de peces

El dimensionado de los estanques permiten velocidades franqueables para el pez y al mismo tiempo áreas de remanso de bajas velocidades donde poder descansar.

RAMPA DE FLUJO ASCENDENTE

Rampa de flujo ascendente
Imagen obtenida del Manual de diseño y cálculo de rampas con flujo ascendente CHD 2019.

Este tipo de dispositivos tiene una apariencia más natural, causando un menor impacto paisajístico. Consta de una rampa de baja pendiente con grandes bolos intercalados en hileras.

Debido a la disposición de los bolos, esta rampa posee la particularidad de generar corrientes ascendentes. De esta forma, el esfuerzo del pez en el ascenso es considerablemente menor al existir zonas el flujo es opuesto a la pendiente.

Flujo obtenido con CFD en la escala
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