Análisis de la eficiencia de retención de una poza de sedimentación ubicada en la quebrada El León Trujillo

Abstract

Este trabajo analiza la eficiencia de retención de una poza de sedimentación ubicada en la quebrada "El León" en Trujillo, La Libertad. El diseño, desarrollado mediante simulaciones con HEC-RAS, tiene como objetivo mitigar la acumulación excesiva de sedimentos provenientes de eventos hidrológicos extremos, especialmente relacionados con el fenómeno El Niño. La estructura diseñada presenta dimensiones específicas (11.05 m de ancho, 4.421 m de altura y 20 m de longitud) para optimizar la decantación gravitacional de sedimentos. Se utilizó un caudal de diseño de 15.2 m³/s basado en análisis hidrológicos que consideran precipitaciones máximas. Los resultados revelaron velocidades internas de sedimentación de 0.10 m/s, cumpliendo así los estándares establecidos para desarenadores. El tiempo de retención hidráulica alcanzado fue de aproximadamente 250 segundos, mostrando que, aunque suficiente, podría reducirse frente a eventos extremos, comprometiendo parcialmente la eficacia sedimentaria. Asimismo, el análisis evidenció que las velocidades de descarga resultantes (2.47 m/s) superan las reportadas en estudios previos, sugiriendo una potencial mejora en la disipación energética aguas abajo. Finalmente, se concluyó que el diseño propuesto contribuye significativamente a reducir el riesgo de desbordes recurrentes y deterioro en infraestructuras hidráulicas, recomendándose, sin embargo, ajustes geométricos adicionales y estudios periódicos complementarios para mejorar la eficiencia operativa y asegurar su sostenibilidad a largo plazo.

This study analyzes the sediment retention efficiency of a sedimentation basin designed for Quebrada El León, located in Trujillo, Peru. The basin aims to mitigate excessive sediment accumulation resulting from extreme hydrological events, particularly those associated with the El Niño phenomenon. The structure, designed using HEC-RAS software simulations, has precise dimensions (11.05 m wide, 4.421 m high, and 20 m long) tailored to optimize gravitational sedimentation. A design flow of 15.2 m³/s was established based on hydrological analyses considering maximum rainfall events. The simulation results indicated an internal sedimentation velocity of 0.10 m/s, complying with established sedimentation basin criteria. The hydraulic retention time was approximately 250 seconds, adequate for particle settling under typical conditions but potentially insufficient during extreme flows, thus partially affecting sediment removal efficiency. Furthermore, the outlet velocities obtained (2.47 m/s) were higher compared to previous studies, suggesting improved downstream energy dissipation potential. Finally, the research concluded that the proposed design significantly reduces the risk of recurrent overflow and damage to hydraulic infrastructure. However, geometric adjustments and periodic monitoring studies were recommended to enhance operational efficiency and ensure long-term sustainability.