Dique para niños
Un dique es una construcción que ayuda a controlar el paso del agua. Puede ser natural, formado por la propia naturaleza, o construido por personas. Los diques se hacen de materiales como tierra, mampostería de piedra u hormigón. Pueden estar ubicados de forma paralelo o perpendicular a un río o a la orilla del mar.
El propósito principal de un dique es evitar que los ríos cambien su curso y proteger las áreas cercanas, como campos y ciudades, de las inundaciones. Los diques pueden ser elevaciones naturales del terreno junto a un río, o pueden ser muros o rellenos creados para controlar el nivel del agua. Aunque son muy útiles, a veces los diques pueden afectar el medio ambiente.
Civilizaciones antiguas como las del Valle del Indo, el antiguo Egipto, Mesopotamia, China y Mesoamérica ya construían diques. Hoy en día, los diques se encuentran en todo el mundo. Cuando un dique falla, por ejemplo, debido a la erosión, puede causar grandes problemas. Un ejemplo fue el fallo de varios diques en 2005 en Nueva Orleans, Estados Unidos, a causa del huracán Katrina.
Contenido
¿De dónde viene la palabra "dique"?
La palabra "dique" en español tiene un origen interesante. En inglés americano, se usa la palabra levee, que viene del francés levée. Esta palabra se empezó a usar en Nueva Orleans, una ciudad fundada en 1718. Significa "levantar", porque los diques son estructuras elevadas.
La palabra moderna "dique" o "dyke" en inglés probablemente viene de la palabra neerlandesa dijk. Ya en el siglo XI se construían diques en los Países Bajos. Por ejemplo, el Westfriese Omringdijk, un dique de 126 kilómetros de largo, se terminó en 1250 uniendo diques más antiguos. El historiador romano Tácito mencionó que los bátavos, un pueblo antiguo, rompieron diques para inundar sus tierras y protegerse en el año 70 d.C. La palabra neerlandesa dijk se refería tanto a la zanja como a la orilla elevada.
En el anglosajón (inglés antiguo), la palabra dic ya existía. Al igual que en neerlandés, se refería tanto a la zanja que se cavaba como al montículo de tierra que se formaba al lado. Por eso, estructuras como Offa's Dyke son una combinación de zanja y muro.
¿Para qué se usan los diques?
El objetivo principal de los diques construidos por el ser humano es evitar que el campo cercano se inunde. También ayudan a mantener el curso de los ríos para que los barcos puedan navegar de forma segura. Al contener el agua del río, los diques hacen que el flujo sea más fuerte y rápido. Los diques se construyen principalmente a lo largo del mar, donde las dunas no son suficientes, o junto a los ríos para protegerse de las crecidas. También se usan en lagos o en pólderes (tierras ganadas al mar).
Además, los diques se han usado para delimitar zonas o como defensas militares. Puedes encontrar más información sobre diques usados como muros en el artículo sobre muros de piedra seca.
Los diques pueden ser estructuras permanentes de tierra o construcciones temporales, como las hechas con sacos de arena, que se levantan rápidamente en caso de emergencia por inundación.
Algunos de los diques más antiguos fueron construidos por la civilización del valle del Indo (en Pakistán y el norte de la India) alrededor del 2600 a.C. La vida agrícola de los harappenses dependía de ellos. También se construyeron diques hace más de 3000 años en el antiguo Egipto. Allí, se creó un sistema de diques a lo largo de la orilla izquierda del río Nilo que se extendía por más de 600 kilómetros, desde la actual Asuán hasta el Delta del Nilo, cerca del Mediterráneo. Las civilizaciones de Mesopotamia y la antigua China también construyeron grandes sistemas de diques.
Un dique es tan fuerte como su parte más débil, por lo que su altura y la forma en que se construye deben ser uniformes en toda su extensión. Algunos expertos creen que esto requirió un gobierno fuerte para organizar el trabajo, lo que pudo haber impulsado el desarrollo de sistemas de gobierno en las primeras civilizaciones. Sin embargo, otros señalan que ya existían grandes obras de control de agua, como canales y diques, antes de que el gobierno estuviera tan centralizado, por ejemplo, en el Egipto Predinástico.
Otro ejemplo de dique histórico protegía la ciudad de Mēxihco-Tenōchtitlan y la cercana Tlatelōlco. Fue construido a principios del siglo XIV bajo la supervisión de Nezahualcóyotl, el gobernante de Texcoco. Su función era separar el agua salada del lago de Texcoco (ideal para la agricultura con Chināmitls) del agua dulce que abastecía a los asentamientos. Sin embargo, después de que los europeos destruyeran Tenochtitlan, el dique también fue destruido, y las inundaciones se convirtieron en un problema grave, lo que llevó a que la mayor parte del lago fuera secado en el siglo XVII.
Los diques suelen construirse apilando tierra sobre una superficie nivelada. Son anchos en la base y se hacen más estrechos hacia la parte superior, donde a veces se colocan sacos de arena temporales. Como la fuerza del agua aumenta en los diques de orilla del río y los depósitos de limo elevan el nivel del lecho del río, es muy importante planificar bien y tomar medidas adicionales. A menudo, los diques se construyen más lejos del río para crear un cauce más ancho, y las zonas de inundación se dividen con varios diques para evitar que una sola rotura inunde una gran área. Un dique hecho de piedras colocadas en filas con césped entre ellas se llama spetchel.
Los diques artificiales requieren mucha ingeniería. Su superficie debe protegerse de la erosión, por lo que se plantan con vegetación como la hierba Bermuda para mantener la tierra unida. En el lado de tierra de los diques altos, a menudo se añade una terraza baja de tierra llamada banqueta para proteger aún más contra la erosión. En el lado del río, la erosión causada por olas o corrientes fuertes es una amenaza mayor. Para contrarrestar esto, se planta vegetación adecuada o se instalan piedras, rocas, esteras pesadas o revestimiento de hormigón. También se construyen zanjas o drenajes para asegurar que los cimientos no se empapen.
Tipos de diques artificiales
Los diques artificiales pueden usarse para:
- Evitar que los campos cercanos a ríos o mares se inunden. También se usan para encauzar el flujo de los ríos y hacer que el agua corra más rápido. A estos se les llama diques de contención.
- Proteger ciertas áreas del impacto de las olas.
- Formar caminos, integrándose en la red vial.
Diques de contención
Estos diques se construyen tradicionalmente apilando tierra a lo largo del río. Son anchos en la base y se hacen más delgados en la parte superior, donde a menudo se colocan sacos de arena.
En la región andina de Perú, antiguamente se usaban bloques de tierra vegetal (llamados champas) de unos 30x30 cm y 15 cm de grosor. Estas champas se colocaban boca abajo, esperando que la vegetación que creciera en los bordes ayudara a consolidar la estructura. Sin embargo, este método no ha sido muy eficiente y se está reemplazando por estructuras construidas con técnicas modernas.
Hoy en día, los diques para defender las orillas de los ríos se construyen siguiendo criterios técnicos modernos para estructuras de tierra. A menudo, su diseño es complejo, incluyendo una parte de soporte, un núcleo impermeable y drenajes en la base para reducir el riesgo de roturas.
Existen importantes sistemas de diques modernos a lo largo de los ríos Misisipi y Sacramento en EE. UU., y el Po y el Danubio en Europa.
Partes de un dique de contención
La imagen muestra la sección de un dique de contención de tierra con un núcleo impermeable. Sus partes son:
- Coronamiento (la parte superior)
- Borde libre (la altura extra sobre el nivel del agua)
- Nivel de agua de proyecto (el nivel máximo de agua que el dique está diseñado para contener)
- Talud de aguas arriba (la pendiente del dique que mira hacia el río)
- Nivel del terreno aguas arriba (el nivel del suelo antes del dique, en el lado del río)
- Corona (la parte superior del dique)
- Cuerpo de apoyo, aguas arriba (la parte del dique que da al río, puede ser de material granular y poco permeable)
- Núcleo impermeable (la parte central que impide el paso del agua)
- Cuerpo de apoyo, aguas abajo (la parte del dique que da a la tierra protegida, debe ser de material permeable)
Diques rompeolas
Son estructuras artificiales hechas con capas de diferentes materiales y tamaños. Su objetivo es reducir la fuerza de las olas que llegan a un lugar que se quiere proteger, como un puerto. A diferencia de los diques de contención, los rompeolas no tienen la función de impedir que el agua se filtre.
Existen diferentes tipos de diques rompeolas, también llamados espigones:
- En talud (con pendiente)
- Verticales
- Flotantes
- Y otros.
Los diques en talud se han construido tradicionalmente con un núcleo de material mezclado, sobre el cual se colocan capas de elementos cada vez más grandes, separadas por capas de filtro. Hoy en día, los elementos más grandes (que forman las capas exteriores) suelen ser piezas de hormigón de diferentes formas (cubos, dolos, tetrápodos, etc.), que reemplazan a las rocas grandes. Los diques en talud resisten las olas haciendo que se rompan al chocar contra ellos.
Los diques verticales están hechos de grandes bloques de hormigón armado. Estos bloques se transportan flotando hasta el lugar donde se van a usar y luego se hunden. Después se rellenan con áridos (piedras y arena) para formar una estructura rígida. Las ventajas de este tipo de diques son que, para la misma profundidad, necesitan mucho menos material que los diques rompeolas en talud y se pueden fabricar previamente. Sin embargo, tienen algunas desventajas: concentran su peso en una superficie más pequeña, por lo que necesitan un suelo más resistente para colocarlos; y reflejan gran parte de las olas que chocan contra ellos, lo que aumenta la fuerza sobre la estructura y dificulta la navegación cerca del dique vertical. Además, no permiten que las olas se rompan gradualmente como los diques en talud, lo que significa que deben diseñarse para soportar olas de mayor altura.
Diques naturales
Un dique natural se forma cuando un río, durante una inundación, deposita materiales (como arena y lodo) en sus orillas. Con el tiempo, esto hace que las riberas se eleven progresivamente.
También se llama dique a una formación geológica natural de origen volcánico, conocida como diques ígneos intrusivos.
¿Qué pasa cuando un dique falla?
Tanto los diques naturales como los construidos por el hombre pueden fallar de varias maneras. Las causas de fallo incluyen el desbordamiento (cuando el agua pasa por encima), la erosión, problemas en la estructura y la saturación de los materiales del dique. El fallo más común (y peligroso) es la rotura del dique. En este caso, una parte del dique se rompe o se erosiona, creando una gran abertura por donde el agua inunda las tierras que el dique debería proteger. Una rotura puede ser repentina o gradual, causada por la erosión de la superficie o por una debilidad interna del dique.
Cuando un dique natural se rompe, el hueco permanecerá hasta que se rellene de nuevo por procesos naturales o por construcción. Esto aumenta la posibilidad de futuras roturas en el mismo lugar. Las roturas pueden incluso cambiar permanentemente la dirección del flujo del río.
A veces se dice que los diques "fallan" cuando el agua simplemente pasa por encima de su parte superior. Esto causa inundaciones en las llanuras cercanas, pero como no daña el dique, tiene menos consecuencias para futuras inundaciones.
Entre los diferentes mecanismos de fallo, la erosión del suelo es uno de los más importantes. Predecir la erosión del suelo y la formación de socavaciones (agujeros o huecos) cuando el agua desborda el dique es crucial para diseñar diques y muros de contención estables. Se han realizado muchos estudios para investigar cómo se erosionan los suelos. Por ejemplo, Briaud et al. (2008) usaron una prueba llamada Aparato de Función de Erosión (EFA) para medir la capacidad de erosión de los suelos. Luego, con un software, simularon el dique para ver la velocidad del agua al desbordarse y la socavación que se generaba. Con los resultados de la prueba EFA, crearon una tabla para clasificar la capacidad de erosión de los suelos. Hughes y Nadal (2009) estudiaron cómo la combinación de olas y mareas de tormenta que pasan por encima afecta la erosión y la socavación en los diques. Su estudio incluyó parámetros como el grosor del flujo, los intervalos de las olas y el nivel de la marea sobre la parte superior del dique para analizar cómo se desarrollaba la socavación.
Otros investigadores, como Osouli et al. (2014) y Karimpour et al. (2015), realizaron modelos físicos de diques a escala de laboratorio para evaluar cómo se formaban las socavaciones en diferentes diques debido al desbordamiento de muros de contención.
Otro método para prevenir fallos en los diques es la tomografía de resistividad eléctrica (ERT). Esta técnica geofísica no invasiva puede detectar con anticipación las zonas críticas donde el agua se está filtrando dentro de los diques. Así, la ERT puede usarse para monitorear las filtraciones en estructuras de tierra y funcionar como un sistema de alerta temprana en las partes más importantes de los diques o terraplenes.
Véase también
En inglés: Levee Facts for Kids
