Una estructura de caída , también conocida como control de pendiente , umbral o vertedero , es una estructura artificial, generalmente pequeña y construida sobre arroyos menores, o como parte del aliviadero de una presa , para pasar el agua a una elevación más baja mientras se controla la energía y la velocidad del agua a medida que pasa. A diferencia de la mayoría de las presas , las estructuras de caída generalmente no se construyen para embalsar, desviar o elevar el nivel del agua. En su mayoría se construyen en cursos de agua con pendientes pronunciadas, tienen otros propósitos, como la oxigenación del agua y la prevención de la erosión .
Las estructuras de caída se pueden clasificar en tres tipos básicos diferentes: cuencas duras verticales, bloques inclinados con lechada y canaletas deflectoras. Cada tipo se construye en función del flujo de agua, la inclinación del sitio y la ubicación. [1]
La estructura de caída de cuenca dura vertical , también llamada pared de disipación , es el tipo básico de estructura de caída. La caída de cuenca dura vertical consiste en una pared de corte vertical, generalmente construida de hormigón, que generalmente se coloca perpendicular al flujo de la corriente, y una cuenca de impacto, no muy diferente de una poza de arroyo , para atrapar el agua descargada. El propósito de la caída de cuenca dura vertical es forzar el agua a un salto hidráulico (una pequeña onda estacionaria). Aunque es el tipo de estructura de caída más simple, es el que requiere más mantenimiento y es menos seguro, y la mayoría de los problemas están relacionados con la cuenca de impacto. El sedimento a menudo se deposita en la cuenca, lo que requiere una eliminación frecuente, y la erosión a menudo se exacerba aguas abajo de la base de la estructura. [1] Comprender el flujo turbulento estuarino de presas, canales y tuberías, así como el flujo del río, es muy importante debido al potencial de causar daños al lecho del río o canal y causar socavación de estructuras como las sillas de montar de los puentes, debido a la enorme cantidad de energía cinética transportada por el flujo. Una de las formas más eficientes y sencillas de disipar esta energía es instalar un depósito amortiguador en el punto de descarga para calmar el flujo. [2]
Una estructura de caída de rocas inclinada con lechada es la más versátil de todas. Puede adaptarse tanto a llanuras de inundación amplias como a canales estrechos y también puede soportar diferentes alturas de caída. Las alturas de estas estructuras suelen oscilar entre 30 cm (1 pie) y 30 cm (10 pies). Estas estructuras se construyen creando una pendiente de escollera , que consiste en grandes rocas o, con menos frecuencia, bloques de hormigón. Luego, se cementan entre sí ("se lechan") para formar la estructura de caída. Otro tipo de estructura de caída menos común, la caída de rocas inclinada esculpida , se deriva de esta. La caída de rocas inclinada esculpida se utiliza para crear una apariencia más natural a la estructura de caída. Ambas estructuras también tienden a sufrir erosión aguas abajo. [1]
El conducto deflector está construido completamente de hormigón y es eficaz, ya que requiere poco mantenimiento. Normalmente consiste en un conducto de hormigón revestido con dientes "deflectores" para frenar el agua a medida que pasa por la estructura. Sin embargo, a pesar de estos atractivos, tiene una "flexibilidad estructural y estética muy limitada, lo que puede hacer que [no] sea deseable en la mayoría de los entornos urbanos". [1]
Se ha demostrado que las estructuras de caída pueden ser beneficiosas o perjudiciales para el hábitat del arroyo. Crean complejidad en el hábitat al dividir un tramo del arroyo en una serie de charcas. Las estructuras de caída generan turbulencias superficiales, remolinos y burbujas que proporcionan escondite y cobertura para los peces y otros organismos acuáticos. El agua se airea a medida que pasa sobre las estructuras de caída. El sedimento se recoge y clasifica en charcas de erosión, que proporcionan disipación de energía.
Por otra parte, las estructuras de caída también pueden convertirse en barreras para los peces. El canal de aguas abajo puede erosionarse y aumentar lenta e inesperadamente la altura de la estructura, hasta un punto en que los peces migratorios, como el salmón , no pueden pasar por encima de la estructura. Otras causas pueden ser que la piscina de inmersión esté obstruida o que el flujo de agua sea demasiado bajo. Sin embargo, muchas estructuras de caída que funcionan correctamente pueden impedir por sí mismas la migración de peces río arriba y río abajo.
A menos que la estructura esté diseñada para mantenerlos, los estanques de desove de peces existentes se verán afectados o se perderán. [3]
La erosión suele reducirse mediante estructuras de caída, y también se reducen los procesos naturales del cauce del río, como la migración del cauce, los meandros y la creación de pozas y rápidos. [3] Las estructuras de caída se pueden utilizar para controlar el flujo y estabilizar los cursos de agua y evitar la formación de cárcavas . También tienen el potencial de funcionar como entradas y salidas para otras estructuras de conservación, como las alcantarillas . [4]