Evolución espacial de las estructuras turbulentas sobre una zona de vegetación flexible

Resumen

En un cauce natural o artificial es usual la presencia de vegetación en el fondo y en la pared. Los efectos que produce la presencia de ésta es una alteración en el campo de flujo. La magnitud de las alteraciones en el campo del flujo depende de la extensión, altura, densidad y flexibilidad de la vegetación. Para analizar a detalle las estructuras turbulentas, en este trabajo se realizó un estudio experimental en laboratorio en un canal de sección rectangular con un tramo de vegetación sumergida, flexible y artificial. La región de medición se ubicó aguas arriba de la zona de vegetación hasta el final de esta misma, además se determinó la asimetría que puede inducir la presencia de la pared del canal. Las mediciones se realizaron con equipo de velocimetría acústica de efecto Doppler (ADV). Los resultados obtenidos identifican el desarrollo de la capa de mezcla a partir de los patrones de velocidad media y los esfuerzos de Reynolds. En el caso de los perfiles de velocidad media sobre la capa de vegetación fue posible identificar un punto de inflexión donde se identificaron inestabilidades tipo Kelvin-Helmholtz. Con el fin de analizar los procesos en la capa de mezcla se propone un modelo fenomenológico basado en el análisis de la curvatura de las velocidades promediadas. Además, se determinó la aportación en el transporte de momento de las estructuras turbulentas con un análisis de cuadrantes con las velocidades fluctuantes.