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VERTEDEROS Y CANALES DE DESCARGAS

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Carla Colina

on 18 March 2015

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Transcript of VERTEDEROS Y CANALES DE DESCARGAS


VERTEDEROS HIDRÁULICOS
Es el nombre de una estructura hidráulica cuya finalidad es la de permitir que pase el agua a los escurrimientos superficiales. Cuando se trata de una presa, un vertedero es la zona de la estructura que permite poder evacuar las aguas habitualmente
CLASIFICACIÓN DE LOS VERTEDEROS
Según su localización en torno a la estructura principal
Los Vertederos frontales.
Los Vertederos laterales.
Los Vertederos tulipa.
Según los instrumentos con que se controla el caudal vertido
Vertederos libres, es decir que no son controlados.
Vertederos controlados por medio de compuertas
Funciones de los vertederos.
Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance el valor requerido para el funcionamiento de la misma.
Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma.
VERTEDEROS Y CANALES DE DESCARGAS
Según la pared en que se vierte
El Vertedero con perfil hidráulico.
El Vertedero de pared gruesa.
El Vertedero de pared delgada.
Según la sección por donde se vierte
Vertederos lineales, Rectangulares, circulares, trapezoidales, triangulares
Según su funcionamiento, en torno al nivel de aguas abajo
El Vertedero ahogado.
El Vertedero libre.
En una obra de toma, el vertedero de excedencias se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia.
Permitir el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones,etc.

Estudio y medición de los vertederos
• Datos topográficos.
• Datos climatológicos.
• Datos hidrológicos.
• Datos geológicos y sismológicos
• Alcance y requerimientos del proyecto
• Capacidad de control de avenidas
• Datos hidráulicos.
• Datos estructurales
• Datos de calidad del agua
• Requerimientos especiales.
• Condiciones aguas abajo.
Principales componentes de los vertederos
Estructura de control

Canales de llegada y de descarga

Canal de descarga

Estructura terminal
Puerta movible que se coloca en las esclusas de los canales y en los portillos de las presas de río para detener o dejar pasar las aguas. Las compuertas son equipos mecánicos utilizados para el control del flujo del agua y mantenimiento en los diferentes proyectos de ingeniería
COMPUERTAS
• Control de flujos de aguas
• Control de inundaciones
• Proyectos de irrigación
• Crear reservas de agua
• Sistemas de drenaje
• Proyectos de aprovechamiento de suelo
• Plantas de tratamiento de agua
• Incrementar capacidad de reserva de las presas
APLICACIONES
Tipos de Compuertas

Compuertas Planas Deslizantes:
Se deslizan por unos rieles guías fijos. Puede ser movida por diferentes tipos de motores
.

Compuertas Planas de Rodillos:
están soportadas en rodillos que recorren guías fijas y generalmente tienen sellos de caucho para evitar filtraciones a través de los rodillos.
• Compuertas Radiales (Taintor):
Las compuertas radiales se construyen de acero o combinando acero y madera. Constan de un segmento cilíndrico

Compuertas Flap o Clapetas:
formadas por un tablero articulado en su arista de aguas arriba que puede abatirse dando paso al agua.
• Compuertas Ataguía:
Están compuestas de vigas separadas colocadas unas sobre otras para formar un muro o ataguía soportado en ranuras en sus extremos.

Compuertas Mariposa:
Son utilizadas para controlar el flujo de agua a través de una gran variedad de aberturas.
• Compuertas Caterpillar (Tractor):
Este tipo de compuertas son utilizadas tanto para altas como para bajas cabezas de presión.


• Compuertas Cilíndricas:
Consisten en cilindros sólidos de acero abiertas en ambos extremos, que funcionan por el balance de las presiones de agua en las superficies interior y exterior.
Por sus grandes dimensiones, peso y cargas que deben soportar, las compuertas deben ser movidas por sistemas mecánicos (eléctricos, hidráulicos, manuales). Estos sistemas pueden ser de gran variedad y su utilización depende de múltiples factores tales como espacio disponible, cargas transmitidas a la estructura y por supuesto el tipo de compuerta que deben mover. Los sistemas más comunes son: pórticos, puentes grúa, vigas de alce, servomotores, contrapesos y malacates.
Mecanismos Complementarios de las Compuertas
EL TRAMPOLÍN COMO DISIPADOR DE ENERGÍA
Geometría del Trampolín
En perfil, el trampolín puede clasificarse como:

• De pendiente horizontal
• De pendiente adversa
• De forma curva

En planta, el trampolín puede clasificarse como:
• Trampolín plano
• Trampolín divergente.

Dispositivos que pueden ser usados en los trampolines
• De una pendiente
• De dos pendientes
• De forma curva
• En forma de prisma.
Ubicación del trampolín
• Se deberá ubicar el Trampolín siempre por encima del nivel de agua del canal de evacuación para que la descarga del flujo se realice libremente. En caso contrario ocurrirá la formación de un salto hidráulico.
• La posición final del trampolín deberá garantizar una velocidad en el chorro, para que el flujo sea lanzado lo más lejos posible de la obra.
Cimentación de los trampolines
Los trampolines pueden estar sustentados por pilotes o dentellones. En el caso de los pilotes se toma con frecuencia como factor de seguridad la longitud, que no deberá ser nunca menor que la profundidad del cono de socavación.
Tirantes en el trampolín
En el trampolín se asume que el tirante de circulación es igual al tirante que llega a la entrada. Si se quiere mayor exactitud se puede utilizar el método de los pasos normales para conocer la curva superficial que tiene lugar en dicha estructura
Consideraciones a tener en cuenta en el diseño de un trampolín
SALTO HIDRÁULICO
El salto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad. Este involucra una pérdida de energía relativamente grande mediante disipación en el cuerpo turbulento de agua dentro del salto.
Aplicaciones
• Para la disipación de la energía del agua.
• Para incrementar peso en la cuenca de disipación y contrarrestar así el empuje hacia arriba sobre la estructura.
• Para indicar condiciones especiales del flujo, tales como la existencia del flujo supercrítico
• Para mezclas químicas usadas para purificar el agua
Salto hidráulico como disipador de energía
El salto hidráulico es un medio útil para disipar el exceso de energía en un flujo supercrítico debido a que previene la posible erosión aguas debajo de vertederos de rebose, rápidas y compuertas deslizantes, pues reduce rápidamente la capacidad de socavar el lecho del canal natural aguas abajo. El salto hidráulico utilizado para la disipación de energía a menudo se confina parcial o totalmente en un tramo del canal
ESTANQUE O LECHO AMORTIGUADOR COMO DISIPADOR DE ENERGÍA
Se realiza al igual que en el pozo amortiguador, por medio de la ocurrencia de un salto hidráulico con la única diferencia, que en este tipo de disipador se utilizan distintos accesorios con el propósito de incrementar por un lado la disipación de la energía y contribuir por otro en la estabilización del flujo que abandona dicho estanque.
Tipos de accesorios que se emplean en el estanque
• Dientes deflectores
• Dados amortiguadores
• Umbral Terminal
TRAMPOLÍN SUMERGIDO
El comportamiento hidráulico de estos disipadores se manifiesta principalmente por la formación de dos remolinos, uno superior, alojado en la curvatura del trampolín y moviéndose en sentido contrario a las agujas del reloj
.

Función
Regulación del pasaje de agua o de cualquier otro fluido en tuberías, canales, presas, esclusas, obras de derivación, entre otras estructuras hidráulica
AUTORES:
Arcia Rayllerly
Barriga Miguelanguel
Casanova Bethdymar
Colina Carla
CIV702

Vertederos de Cimacio tipo Creager
Vertederos de cimacio tipo Creager
Dicho vertedor puede quedar alojado en el cuerpo de la estructura. La forma usual de la cortina vertedora, consiste; de una cara vertical o inclinada del paramento de aguas arriba, luego de un chaflán de 45 grados y una cresta redondeada y un perfil tipo Creager.
De cresta libre curva (eje en planta curva)
Si la longitud de cresta necesaria para desarrollar la avenida máxima de diseño, resulta grande, se recomienda utilizar el tipo de vertedor de cresta curva, casi siempre formada por un arco de círculo en planta. Esto, es con el fin de reducir las excavaciones de los canales de acceso y de descarga.
De abanico
Se utiliza este tipo de vertedores para aquellos proyectos que requieren una longitud de cresta muy grande. Las partes que forman este vertedero son:

 Canal de acceso
 Cresta vertedora
 Tanque colector o colchón
 Sección de control
 Transición
 Canal de descarga
 Canal de salida

De canal lateral
Los vertedores de canal lateral son aquellos en que la estructura de control, generalmente un cimacio tipo Creager, se coloca paralelamente a las curvas de nivel, así como también a la porción superior del canal de descarga del vertedor.
Tipos de vertederos de demasías
Vertederos de pozo o embudo
Es uno en el que el agua entra sobre un borde en posición horizontal, cae en un tiro vertical o inclinado y luego corre al cauce del rio de aguas abajo por un entubamiento horizontal. Elementos:
Un embudo colector con acceso cónico o sin él.
Una transición.
Una lumbrera generalmente vertical.
Un codo.
Un túnel.
Disipador de energía.

Vertederos de conducto o túnel
En el vertedor que se usa un canal cerrado para conducir la descarga alrededor o debajo de la presa, con frecuencia el vertedor de demasías se llama de Conducto o de Túnel, según corresponda. Se puede usar la mayor parte de las formas de estructuras de control, incluyendo crestas vertedoras, orificios de entrada verticales o inclinados, pozos verticales y vertedores laterales en los vertedores de demasías de conducto y de túnel.
Vertederos de sifón
Los vertederos de demasías de sifón son sistemas de conductos cerrados con la forma de una U invertida, colocada en tal posición que el interior de la curva del pasaje superior tenga la altura del nivel normal de almacenamiento en el vaso.
CANAL DE DESCARGA O RÁPIDA
Es un canal que funciona en régimen rápido y que conduce el agua al elemento de restitución al cauce.
¡MUCHAS GRACIAS!
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