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Obras de toma

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by

Ana Granados

on 20 May 2014

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Transcript of Obras de toma

Obras de toma en presas de derivación
Obras de toma en presas de almacenamiento.
Obras de toma en presas de derivación.
El diseño varía de acuerdo con:
Obras de toma
Definición
Conjunto de estructuras que permiten condiciones satisfactorias de flujo, eficiente control y regulación de la extracción del agua.
Obras de toma en presas de almacenamiento
Las condiciones geológicas y topográficas.
Los tipos y dimensiones de las cortinas.
El gasto por extraer
Objetivo
Irrigación, abastecimiento de poblaciones, producción de fuerza motriz, conservación de niveles bajos en caso de control de avenidas, satisfacción de derechos por servidumbre y, en algunos casos, navegación fluvial.
Elementos de las obras de toma
En general, una obra de toma consiste en estructura de entrada, conductos, mecanismos de regulación y emergencia con su equipo de operación y dispositivos para disipación de energía.
Estructura de entrada
Puede consistir en desarenador, rejillas y orificio u orificios. Con frecuencia en la estructura de entrada se instalan compuertas de emergencia o de control con el objeto de desaguar los conductos en caso necesario.
Conductos
Mecanismos de regulación y emergencia
Elementos de la obra de toma que se deben planear para satisfacer las condiciones particulares del sitio determinado:
Los conductos pueden ser túneles o tuberías, o bien túneles y tuberías, en donde las tuberías trabajarán a presión y los túneles también a presión o como canales abiertos
Consisten en válvulas o compuertas que se diseñan para la carga máxima y se construyen para ciertas condiciones de operación.
Las elevaciones, las pendientes y los alineamientos los determinarán las cargas de operación, la capacidad requerida, la localización y la elevación del agua en la descarga.
Obras de toma a través de cortinas de tierra o de tierra y enrocamiento
PÉREZ GRANADOS ANA ROSA | 7CM2 | OBRAS HIDRÁULICAS
Obras de toma a través de cortinas de concreto
Los conductos comúnmente se colocan atravesando la sección de concreto, a lo largo de líneas horizontales con pendiente hacia aguas abajo. Los conductos generalmente son de forma circular.
En la gran mayoría de los casos las descargas de las obras de toma se localizan en las zonas no vertedoras de las cortinas.
Obras de toma en túnel
Las obras de toma a través de túneles en las laderas constituyen el tipo de toma más conveniente para presas con cortinas de tierra, tierra y enrocamiento o arcos delgados, cuando se deben descargar gastos de cierta consideración.
Se pueden combinar con todos los tipos de cortinas cuando las laderas están formadas de roca sana.
Evitan que los sólidos flotantes atraviesen la estructura de entrada y entren a los sistemas de conducción, pudiendo afectar los mecanismos que estén instalados aguas abajo, sean válvulas de emergencia, de servicio, turbinas hidráulicas o bombas.
Velocidades del agua a través del vano de las compuertas en estructuras de entrada
Es recomendable que la velocidad del agua a través del vano de las compuertas en estructuras de entrada no sea mayor que el valor dado por la expresión que sigue, pero limitada a 8 m/seg como máximo:
Localización de la obra de toma en relación con los niveles del embalse
En presas de almacenamiento las obras de toma deben satisfacer dos condiciones:

a) Deben estar lo suficientemente abajo del nivel mínimo de operación para que se disponga de carga suficiente para que se efectúe el flujo. El nivel mínimo de operación puede coincidir o no con el nivel correspondiente a la capacidad de azolves.

b) Teniendo en cuenta que es práctica común reservar un almacenamiento para azolves o almacenamiento muerto, la toma debe quedar lo suficientemente alta para no interferir con esta condición, que al mismo tiempo garantiza cierta calidad del agua que se extraiga.
Pérdidas de carga por entrada
Las pérdidas de carga en diferentes entradas en obras de toma, en términos de la carga de velocidad hv, se pueden estimar de la forma siguiente:

Entradas circulares en forma de campana, 0.1 hv
Entradas cuadradas, con aristas devastadas en forma de campana, 0.2 hv Entradas cuadradas con aristas vivas, 0.5 hv
Compuertas en muros delgados con aristas redondeadas, 0.1hv
Compuertas en muros delgados con las contracciones no suprimidas, 1.5 hv
Objetivo
Con este tipo de obras de toma se busca extraer agua del vaso de una presa de derivación cuya capacidad de almacenamiento no existe o es despreciable para efectos de regulación.
Elementos de las obras de toma
Canal de acceso, rejillas, compuertas de regulación, que pueden ser deslizantes o radiales, localizadas aguas abajo de las rejillas. Estructura limpia, en el caso de un aumento brusco del gasto del río y, por consiguiente, del tirante frente a la toma, aumentará también el gasto a través de ella, por lo que será necesario prever la construcción de un evacuador lateral.
Localización de la obra de toma
Desde el punto de vista de arrastres de fondo es muy ventajoso localizar la toma en la parte cóncava de una curva, ya que estas zonas se encuentran limpias de arrastres de fondo debido a las trayectorias que toman las partículas de agua.
Consideraciones para el diseño
Se debe efectuar en conjunto con el de la cortina de la propia presa, ya que las características de ambos se relacionan íntimamente y dependen de las condiciones topográficas, geológicas e hidrológicas del sitio de localización. En general, se deben localizar de forma que las extracciones se puedan hacer con un mínimo de disturbios en el flujo, así como de pérdidas de carga a través de compuertas, rejillas y transiciones.
Se deben construir en la superficie desplante, en roca firme, o en trincheras excavadas en terreno firme. Ninguna parte de la obra de toma se deberá cimentar arriba de la superficie de desplante, sobre rellenos, donde pueda dañar los asentamientos artificiales.
Rejillas
De acuerdo con el aprovechamiento se proyectan obras de toma para:
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