Socavación producida por Tsunamis alrededor de edificios.

Abstract

Los Tsunamis se producen producto de una perturbación sobre el lecho marino, lo cual genera una serie de ondas gravitacionales que se transmiten en el océano, alcanzando altura y velocidad de un elevado poder destructivo. Sin embargo, el daño producto de la transmisión de fuerzas al impactar con una estructura, corresponde sólo a una fracción del daño total, y se ha desarrollado en extenso, modelos que permitan cuantificar el impacto de la socavación que pueden producir estos fenómenos. Sin embargo, no se ha establecido en detalle cómo es la socavación que producen. Si bien los modelos de ola solitaria no alcanzan a replicar con precisión los efectos de un Tsunami, se usó un modelo de laboratorio de ola larga, generada por un programador lógico controlable, el cual permite replicar cualquier hidrograma deseado, modificando tanto el caudal como la abertura de la compuerta para controlar la profundidad de la columna de agua. Se analizó un caso de estudio correspondiente a las costas de Valparaíso, considerando un periodo característico de las olas de la zona. Se consideró una estructura costera rectangular que recibe el impacto de lleno de la ola antes de su rompimiento, y se estudió la socavación producida durante la fase de crecida de la onda del Tsunami. Los resultados muestran que la profundidad de socavación máxima se alcanzó antes de la mitad de la duración total de la crecida de la profundidad, y fue más de 3 veces superior a la profundidad socavación final obtenida hacia el fin de dicha crecida. Se establece un claro impacto pese a haber considerado un sedimento de carácter extremadamente conservador, corroborando la necesidad de invertir y desarrollar medidas de prevención ante estos eventos.

Tsunamis occur due to a disturbance on the seafloor, generating a series of gravitational waves that propagate through the ocean, reaching significant height and speed with high destructive potential. However, the damage resulting from the transmission of forces upon impacting a structure represents only a fraction of the total damage. Extensive models have been developed to quantify the impact of erosion that these phenomena can induce. However, the detailed nature of the erosion produced has not been fully established. While solitary wave models fail to accurately replicate the effects of a tsunami, a long-wave model generated by a programmable logic controller was employed. This model allows for the replication of any desired hydrograph, modifying both the flow rate and the gate aperture to control the depth of the water column. A case study was analyzed along the coasts of Valparaíso, characterized by a typical period for the region. A rectangular coastal structure was considered, directly impacted by the wave before its breaking point, and the erosion during the flow surge of the tsunami was studied. The results indicate that the maximum depth of erosion was reached before halfway through the total duration of the flow surge, and it was more than three times greater than the final depth of erosion obtained toward the end of the surge. A clear impact is established, despite considering an extremely conservative sediment, underscoring the imperative need to invest in and develop preventative measures against these events.