Capitulo VI Bocatomas

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DISEÑO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Ing. José Luis García Vélez Universidad del Valle 1 6- CAPITULO VI OBRAS DE CAPTACION Para suministrar el agua necesaria que debe ser usada en un propósito único o múltiple existen diversas formas: 1) Por Almacenamiento. Cuando por la corriente que se usará no transita agua suficiente durante el periodo de sequía o estiaje como para suplir la demanda y es necesario almacenarla en un embalse durante el invierno para soltarla o distribuirla después del en la época de verano. 2) Por Derivación. Cuando la fuente que se usará lleva un caudal suficiente durante el periodo de demanda y esta puede ser suplida en su totalidad. 3) Por Bombeo del subsuelo. Cuando se dispone de una capa freática de buen almacenamiento, suficiente para satisfacer la demanda y cuya recuperación puede lograrse con facilidad. Desde el punto de vista de la conducción y distribución del agua se presenta el siguiente esquema: Por Gravedad. Con la utilización de canales abiertos (revestidos o en tierra) y por tuberías de baja presión; por bombeo con la utilización de tuberías de alta presión; y mixtos por la combinación de los anteriores. Sistemas Mixtos. Pueden ser por almacenamiento y gravedad (distribución por canales abiertos o por tuberías); por almacenamiento con bombeo; por bombeo y distribución por gravedad; por bombeo con distribución a presión; por derivación y distribución por gravedad o alta presión; y por almacenamiento y derivación (embalses fuera del cauce del río). La elección de alguna de estas modalidades o combinaciones depende de muchos factores, en especial del clima de la región, de las características hidráulicas de la fuente de agua (río, lago, pozo), de la topografía, de la demanda, del tipo de captación, de la geología, de la disponibilidad de los materiales de construcción, etc.; factores que el ingeniero estudiará cuidadosamente hasta logra un sistema de máxima eficiencia en el uso del agua al más bajo costo posible y que le permita recuperar la inversión. En el sistema de captación por derivación las partes que lo constituyen son similares a las del sistema de almacenamiento, como son vaso de almacenamiento, presa o dique, aliviadero o vertedor de excedencias, obra de toma y estructuras misceláneas (diques de cierre o fusibles, aliviaderos de emergencia, etc.), y puede no existir la presa o dique de cierre. La captación por derivación puede ser: Derivación Directa Lateral. Es aquella en la cual el río presenta en su perfil transversal, una altura de agua suficiente como para provocar el paso del agua hacia la obra sin represarla y consta de: Una bocatoma o estructura de compuertas que permite la admisión del agua, y una transición al canal o tubería de derivación que conduce a la zona del proyecto. Derivación Directa Frontal. Cuando el agua en la sección transversal de toma no tiene altura suficiente para funcionar como derivación directa lateral, se procura encauzar las aguas hacia la bocatoma colocándola directamente frente a la corriente, en ocasiones ayudándose con un espolón direccional conformado por el mismo material del río; esta derivación consta de las mismas estructuras que la anterior.

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  • DISEO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS Escuela de Ingeniera de Recursos Naturales y del Ambiente Ing. Jos Luis Garca Vlez Universidad del Valle

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    CAPITULO VI

    OBRAS DE CAPTACION

    Para suministrar el agua necesaria que debe ser usada en un propsito nico o mltiple existen diversas formas: 1) Por Almacenamiento. Cuando por la corriente que se usar no transita agua suficiente durante el

    periodo de sequa o estiaje como para suplir la demanda y es necesario almacenarla en un embalse durante el invierno para soltarla o distribuirla despus del en la poca de verano.

    2) Por Derivacin. Cuando la fuente que se usar lleva un caudal suficiente durante el periodo de demanda y esta puede ser suplida en su totalidad.

    3) Por Bombeo del subsuelo. Cuando se dispone de una capa fretica de buen almacenamiento, suficiente para satisfacer la demanda y cuya recuperacin puede lograrse con facilidad.

    Desde el punto de vista de la conduccin y distribucin del agua se presenta el siguiente esquema: Por Gravedad. Con la utilizacin de canales abiertos (revestidos o en tierra) y por tuberas de baja

    presin; por bombeo con la utilizacin de tuberas de alta presin; y mixtos por la combinacin de los anteriores.

    Sistemas Mixtos. Pueden ser por almacenamiento y gravedad (distribucin por canales abiertos o por tuberas); por almacenamiento con bombeo; por bombeo y distribucin por gravedad; por bombeo con distribucin a presin; por derivacin y distribucin por gravedad o alta presin; y por almacenamiento y derivacin (embalses fuera del cauce del ro).

    La eleccin de alguna de estas modalidades o combinaciones depende de muchos factores, en especial del clima de la regin, de las caractersticas hidrulicas de la fuente de agua (ro, lago, pozo), de la topografa, de la demanda, del tipo de captacin, de la geologa, de la disponibilidad de los materiales de construccin, etc.; factores que el ingeniero estudiar cuidadosamente hasta logra un sistema de mxima eficiencia en el uso del agua al ms bajo costo posible y que le permita recuperar la inversin. En el sistema de captacin por derivacin las partes que lo constituyen son similares a las del sistema de almacenamiento, como son vaso de almacenamiento, presa o dique, aliviadero o vertedor de excedencias, obra de toma y estructuras miscelneas (diques de cierre o fusibles, aliviaderos de emergencia, etc.), y puede no existir la presa o dique de cierre. La captacin por derivacin puede ser: Derivacin Directa Lateral. Es aquella en la cual el ro presenta en su perfil transversal, una altura

    de agua suficiente como para provocar el paso del agua hacia la obra sin represarla y consta de: Una bocatoma o estructura de compuertas que permite la admisin del agua, y una transicin al canal o tubera de derivacin que conduce a la zona del proyecto.

    Derivacin Directa Frontal. Cuando el agua en la seccin transversal de toma no tiene altura suficiente para funcionar como derivacin directa lateral, se procura encauzar las aguas hacia la bocatoma colocndola directamente frente a la corriente, en ocasiones ayudndose con un espoln direccional conformado por el mismo material del ro; esta derivacin consta de las mismas estructuras que la anterior.

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    Captacin por Presa Derivadora. Cuando por caractersticas topogrficas de la corriente (cauce demasiado ancho o estrecho) o por caractersticas hidrulicas (tirante bajo para el caudal de mayor permanencia) hace falta levantar el calado o profundidad del agua para encauzarla hacia el canal principal, esto se logra mediante la construccin de una presa o azud bajo transversal al cauce, sus estructuras integrantes suelen ser:

    - Dique, azud o presa derivadora - Bocatoma - Transicin a la conduccin principal - Desarenador o estructura de limpieza que elimina los sedimentos que se depositan en el

    umbral de la bocatoma - Estructuras miscelneas, o sea, diques que se construyen aguas arriba de la Presa, en las

    mrgenes bajas del ro, para la proteccin contra inundaciones que podra causar el remanso de las aguas de la presa en las tierras laterales

    Cuando se trate de ros de poco caudal, puede disearse una estructura de captacin que intercepte todo el flujo del ro y asegure la captacin del caudal requerido, asegurando previamente un caudal de aguas abajo para mantenimiento. Un dispositivo que cumpla con este objetivo estar expuesto a factores negativos, por lo cual deber presentar las mejores condiciones de funcionamiento, entre otras:

    El nivel de entrada de las aguas debe quedar a la mxima altura posible para evitar ser afectada por los sedimentos.

    El rea de captacin debe protegerse del paso de material grueso del fondo. La velocidad de la corriente en las cercanas de la estructura debe ser tal que no provoque

    excesiva sedimentacin y Debe ofrecer seguridad contra la accin de las fuerzas desestabilizantes, mediante anclajes

    firmes y seguros. Existe una estructura singular que es la bocatoma de fondo, denominada Alpina o Tirolesa; llamada as porque en los ros de montaa, alimentados por el deshielo, sus aguas conducen poco sedimento en suspensin (arena, arcilla, limo, etc.) y mayor arrastre de fondo (grava, canto rodado, etc.) y, por localizarse en perfiles pronunciados de los cauces, no requiere de un azud o presa de gran altura. En la prctica la bocatoma de fondo se disea como un vertedero central para permitir el transito del caudal medio de la corriente y un vertedero de crecidas para el paso del caudal mximo estimado y as evitar socavaciones del azud de toma. En la bocatoma de fondo son tantas las variables del chorro parablico al producirse el vertimiento del flujo sobre le azud, que el diseo est basado en formulaciones empricas. No interesa determinar las condiciones exactas del flujo sino asegurar la entrada a la tanquilla del caudal requerido. Si esta funcin puede cumplirse en forma econmica mediante un mtodo de diseo simplificado, sin recurrir a experimentos en cada caso, el problema de la complejidad del flujo queda resuelto. Es necesario enfocar la funcin del vertedero no como un instrumento de precisin, sino como un medio relativamente sencillo para captar el caudal aproximado.

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    6.1 GENERALIDADES La mayor parte del agua consumida por el hombre es extrada de los ros y utilizada aprovechando la fuerza de la gravedad por medio de captaciones ubicadas a suficiente altura sobre el sitio de consumo, para que el agua corra por su propio peso. Dentro de las obras de captacin existen muchos tipos diferentes, pero bsicamente se pueden clasificar en obras de toma por derivacin directa y obras de almacenamiento. Las obras de almacenamiento consisten en presas que cierran un cauce formando un embalse que permite regular la utilizacin del caudal del ro. Son obras grandes y costosas. Por esta razn, la mayora de obras que se realizan son pequeas como las tomas por derivacin directa. Las tomas por derivacin directa captan el agua que viene por el ro sin ningn almacenamiento, o sea que no hay regulacin y se aprovecha el caudal que hay en un momento dado. El agua se capta directamente mediante un canal lateral, es ms econmico tratndose de ros relativamente grandes. Se evita la construccin de un dique costoso y en general su construccin es sencilla. Las tomas por derivacin directa deben cumplir con las siguientes condiciones: Con cualquier profundidad del ro deben captar una cantidad de agua prcticamente constante. Deben impedir hasta donde sea posible la entrada de material slido y flotante a la conduccin, y hacer

    que ste siga por el ro. Satisfacer todas las condiciones de seguridad necesarias. Las tomas sin azud (presa) tienen muchos inconvenientes, y por lo cual la mayora de obras de toma tienen un dique que cierra el cauce del ro y eleva el agua hasta una cota determinada. Para que el funcionamiento de una captacin directa sin ninguna obra en el cauce sea satisfactorio, el ro debe reunir o cumplir las siguientes condiciones: 1. El ro sea de llanura. Para asegurar un servicio interrumpido el caudal del ro debe ser bastante mayor

    que el caudal de derivacin (caudal de diseo para el canal) y se debe tener la seguridad que la profundidad del ro en el sitio de la toma no disminuya respecto a cierta cota mnima.

    2. El ro debe tener el cauce estable y las orillas firmes, para evitar sedimentos y erosiones que puedan inutilizar las obras de toma.

    3. Es muy difcil impedir la entrada de sedimentos, por lo cual el canal se sedimenta, se deforma su entrada y alineamiento.

    Por ejemplo, si se capta el 10% del caudal del ro, entonces los sedimentos captados sern del orden de un 20% o ms del total de sedimentos transportados por la corriente. Los tipos de obras de toma segn la forma de captacin, son los siguientes: Convencional o captacin lateral. Dique vertedero que cierra el cauce del ro y capta las aguas por un

    orificio o vertedero lateral. Captacin de fondo o de rejillas de fondo. La estructura de captacin est en el mismo cuerpo del azud.

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    Consideraciones principales para el diseo de una obra de toma o bocatoma Asegurar la derivacin permanente del caudal de diseo. Captar el mnimo de slidos y disponer de medios adecuados para su evacuacin. Proveer un sistema adecuado que permita el paso de las avenidas que tienen gran cantidad de slidos y

    material flotante. Estar ubicada en un lugar que presente condiciones favorables desde el punto de vista de

    funcionamiento hidrulico y de facilidades de construccin. Presentar aguas abajo suficiente capacidad de transporte para evitar sedimentacin. En ros de fuerte pendiente, con agua relativamente limpia es posible disear y construir una bocatoma de fondo (conducto perpendicular a la direccin del ro, a poca altura sobre el fondo y cubierto de una rejilla casi horizontal). En general, las obras de toma deben tener un dique que cierre el cauce del ro y que eleve el nivel del agua hasta una cota determinada, para asegurar un buen funcionamiento y cumplir con las condiciones de diseo. Cuando vara mucho la altura del agua en el ro entre invierno y verano, la altura del dique debe ser baja y esto se compensa con compuertas que se colocan en su cresta (toma con azud fijo y azud mvil -compuertas). En casos especiales cuando el caudal mnimo del ro excede apreciablemente al de captacin y el cauce es profundo y en roca (seccin constante), es posible suprimir las obras de cierre (azud) y construir directamente la captacin en la orilla, teniendo en cuenta: la mnima profundidad del ro, la cantidad de sedimentos que transporta y la invariabilidad del cauce. Ubicacin de la obra de toma De antemano se ubica el sitio apropiado para la forma establecida de utilizacin del agua: produccin de energa elctrica por medio de una cada, la planta de tratamiento que abastecer de agua a una poblacin, la iniciacin de una zona de riego, etc. A este punto de cota conocida debe llegar la lnea de conduccin (canal o tnel) conveniente, y despus de un reconocimiento previo de campo se establece el trazado basndose en consideraciones econmicas. Teniendo la lnea de gradiente preliminar se puede encontrar su interseccin con el ro y establecer aproximadamente el sitio de las obras de toma. La ubicacin exacta se puede desplazar por lo general hacia aguas arriba, y se determina en funcin de las condiciones geolgicas y topogrficas del sitio. Es conveniente ubicar la bocatoma en tramos rectilneos del ro, localizando el eje de la misma para que forme un ngulo de 60 90 grados con la direccin de la corriente. En meandros y curvas se debe ubicar la bocatoma en donde termina la concavidad (zona de barranco) y comienza la parte convexa (zona de playa).

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    Es necesario disponer de un terreno plano para situar el desripiador (o pequeo sedimentador) y la transicin entre el vertedero del desripiador y la conduccin o aduccin. En la localizacin de la obra de tomase deben evitar los riesgos de que durante las avenidas entren arenas y piedras, y que no formen bancos de arena frente a la bocatoma que impidan o hagan difcil la derivacin o captacin.

    Si la obra de toma se ubica en el lado cncavo (barranco) del ro, durante las avenidas los materiales flotantes grandes y las piedras impactan directamente contra las estructuras del azud de derivacin y de la bocatoma, ocasionando fuertes erosiones que pueden ser peligrosas para la estabilidad de la obra. Debe buscarse un sitio estrecho en el ro para minimizar la longitud del dique y as tener menos volmenes de excavacin, de concreto o mampostera y de otros materiales. La obstruccin del cauce por el azud altera las condiciones de flujo y las condiciones de transporte de sedimentos. En general, para la ubicacin de la obra de toma se debe tener en cuenta: Trazado del cauce. Condiciones geolgicas y topogrficas del sitio: disponer de un terreno de condicin geolgica aceptable

    y relativamente plana para ubicar el desripiador (pre-sedimentador). Facilidades de construccin. Desviacin del ro por medio de ataguas, el ro se desva hacia un lado del

    cauce mientras se construye en el otro. Las obras deben ser construidas en poca de estiaje. Normalmente primero se construye en la orilla protegida por las ataguas las obras de compuerta de purga, desripiador, transicin y compuerta de entrada. Una vez construidas estas obras el ro se desva hacia stas y se cierra el cauce con una atagua para construir el azud, el zampeado y los muros de ala de la otra orilla. La atagua se construye con material del cauce y las orillas y debe ser hermtica.

    Parte cncava

    hacia abajoDesplazar

    Sitio de ubicacin de la toma

    Parte convexa

    Figura 1. Localizacin de la Obra de Toma en un Meandro

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    Figura 2. Construccin atagua Escoger la mejor fundacin para las obras. Preferiblemente afloramiento de rocas para asegurar la

    estabilidad y verificar que el sitio no est sujeto al peligro del derrumbe de los taludes. Analizar la morfologa del sitio para escoger la mejor ubicacin de las obras complementarias (desvo y

    caminos de acceso), pues estas obras pueden representar un porcentaje significativo del costo total. 6.2 CAPTACION LATERAL Una captacin lateral se proyecta si el ro presenta las siguientes caractersticas: Se construyen generalmente en ros de montaa (tambin en zonas planicie aluvial) Caudales pequeos Gradientes relativamente grandes Corre por valles no muy amplios Una captacin lateral se compone de los siguientes elementos o estructuras los cuales se ilustran en la Figura 3: Un dique que cierra el cauce y obliga a que toda el agua que se encuentra por debajo de la cota de su

    cresta entre a la conduccin. El azud es un dique vertedero. Estructuras de regulacin: evitan que en creciente entre excesiva agua a la conduccin. Localizadas

    entre la conduccin y la toma. Compuertas de admisin: permiten interrumpir totalmente el servicio para el caso de reparacin o

    inspeccin. Reja de entrada: impide que pase hacia la conduccin material slido flotante demasiado grueso. El

    umbral de la reja se pone a cierta altura sobre el fondo del ro y la separacin de los barrotes no pasa de 20 cm.

    Para retener el material slido que alcance a pasar al otro lado de la reja se deja una cmara llamada desripiador o presedimentador. Este debe tener una compuerta hacia el ro a travs de la cual peridicamente se lava el material acumulado en el fondo.

    Impermeabilizacin con tierra

    Atagua

    Enrocado piedra grande 60 cm

    Enrocado de piedra

    Nivel agua

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    Una transicin de entrada al canal de conduccin. La transicin se inicia generalmente con un vertedero de conexin con el desripiador cuyo ancho es bastante mayor que el canal que sigue. Con el vertedero se logra que el material grueso que llega al desripiador se deposite dentro de ste y no pase al canal. Por medio de la transicin se conectan la salida del desripiador y el canal, con el fin de evitar que haya prdidas grandes de energa.

    Un zampeado y un colchn de aguas al pie del azud para disipar la energa de manera que el agua pase al cauce no revestido con velocidades suficientemente bajas para no producir erosiones.

    Figura 3. Elementos de una captacin lateral

    Este tipo de Bocatoma lateral tipo convencional se construye planicies aluviales (zona de piedemonte). Durante la fase de construccin el ro debe ser desviado o contrado lateralmente mediante pantallas (o cortinas) de sedimentos o utilizando sacos rellenos con material ptreo. La construccin se ejecuta durante los meses ms secos del ao facilitando el manejo del ro y evitar la ocurrencia de un evento torrencial que pueda poner en peligro la vida humana y la perdida total o parcial de la obra. Permite el control de los sedimentos gruesos y finos. Es una obra de costos significativos.

    1.Azud de derivacin

    2.Compuerta de limpieza

    3.Reja de entrada

    4.Desripiador

    5.Vertedero del desripiador

    6.Compuerta del desripiador

    7.Losa de operacin de las compuertas

    8.Canal de desfogue

    9.Transicin

    10.Compuerta de admisin

    11.Canal de conduccin

    12.Muro de ala

    13.Muro de ala

    ZAMPEADO

    DENTALLON DEL AZUD

    DENTELLON DEL ZAMPEADO

    1.

    3.

    6.

    7.

    1.

    2.

    13.

    12.

    4.

    5.

    9. 10.

    8.

    11.

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    Este tipo de captacin presenta de acuerdo a las condiciones sedimentolgicas del ro diferentes variaciones, tales como se ilustran a continuacin:

    Figura 4. Obra de toma tipo Jos S. Gondolfo (Obras Hidrulicas rurales H. Matern)

    - Bocatoma Lateral Tipo Gondolfo (Figura 4) Permite controlar el ingreso de los sedimentos gruesos. No controla la entrada de sedimento fino, los cuales se deben evacuar en forma manual o mecnica. Solo se recomienda para el caso de aguas limpias o cuando los sedimentos no son problema serio para la

    operacin del sistema.

    Caractersticas geomorfologcas e hidrolgicas de la corriente (cauce geomorfologicamente estable (roca) caudal suficiente).

    Costos. Establecer variantes de los modelos

    convencionales para obtener economa y eficiencia de las mismas.

    Factores a tener en cuenta para seleccionar una bocatoma lateral. USO: Acueductos Municipales y Pequeas Centrales Hidroelctricas (P.C.H.)

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    Figura 5. Toma lateral mediante presa de derivacin (Obras Hidrulicas rurales H. Materon)

    - Bocatoma Lateral mediante presa de derivacin (ver Figura 5)

    Bocatoma lateral provista de un dique con varios cuerpos que trabajan como rebosaderos, con compuertas de limpieza para sedimentos gruesos, con compuertas laterales de captacin y una paralela para maniobrar las compuertas. Tienen un costo relativamente alto tanto en obra como en mantenimiento comparado con otras bocatomas laterales convencionales que cumplen con la misma funcin.

    Un zampeado y un colchn de aguas al pie de l azud para disipar la energa de manera que el agua pase al

    cauce no revestido con velocidades suficientemente bajas para no producir erosiones. El agua que vierte por el azud en creciente cae con gran energa que erosiona el cauce y puede socavar las obras causando su destruccin. El agua que filtra por debajo del azud ejerce una subpresin en el zampeado que podra romperlo, por lo cual se construye aguas arriba del azud un dentelln (sirve para anclarlo) y debajo del zampeado se dejan drenes con sus respectivos filtros.

    Una compuerta de purga que se ubica en un extremo del azud al lado de la reja de entrada. En crecientes el ro trae una gran cantidad de piedras que se acumulan aguas arriba del azud, pudiendo llegar a tapar la reja de entrada; con lo cual el caudal de captacin se reduce considerablemente o puede ser totalmente interrumpido. La compuerta se abre en crecientes cuando sobra agua y adems

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    cumple una funcin adicional de aliviar el trabajo del azud, y hasta cierto grado, regular el caudal captado.

    6.2.1 DIQUE VERTEDERO

    Tiene como finalidad elevar el nivel del agua de la corriente, obteniendo la carga necesaria para derivar un caudal determinado. Para definir la altura del dique se deben primero definir diferentes condiciones de entrada a la toma. Es necesario definir la altura del umbral del orificio de entrada y la capacidad del orificio, la cual determinar los niveles de agua para derivar el caudal. El tipo de vertedero comnmente empleado es el cimacio, caracterizado porque la cresta tiene la forma aproximada a la de la napa inferior del chorro que cae por el vertedero de pared delgada. Para obtener la forma descrita se han realizado varios experimentos que han dado como resultado varios tipos de diseo. a-1) Vertedero Con Perfil Tipo Creager Entre las ventajas del perfil tipo Creager (ver Figura 6) estn las siguientes: El azud de derivacin tiene una seccin transversal trapezoidal que ayuda a su estabilidad. Flujo estable, sin vibraciones, sin desprendimiento ni entradas de aire. Reduce la presin sobre el cimacio (parte superior del paramento). El perfil Creager est sometido a una presin casi nula en todos sus puntos.

    La descarga sobre la cresta del vertedero o cimacio sin controles (compuertas) se calcula con la expresin: Q = C . L . H03/2, donde: Q = Caudal de diseo. C = Coeficiente de descarga variable. L = Longitud efectiva de la cresta.

    Ho o x

    Perfil creager

    y Figura 6. Perfil Tipo Creager

    d

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    H0= Carga total sobre la cresta, incluye la carga de velocidad de aproximacin. El coeficiente de descarga (C) vara de acuerdo a los siguientes factores: La profundidad de llegada. La relacin de la forma real de la cresta a la de la lmina ideal. El talud del paramento aguas arriba. Interferencias del zampeado (lavadero) de aguas abajo. Tirante o profundidad de la corriente de aguas abajo. Se tiene un coeficiente de descarga C = 2.21 (Perfil Creager) vlido para paramento vertical, y para un caudal que pasa con una carga Hod que se ha utilizado para el diseo y descarga libre. La deduccin de la ecuacin que describe el perfil Creager, se presenta a continuacin: Frmula general para el vertedero Q = C. L. Ho3/2 Segn Bazin tenemos que d = 0.69 Ho, donde d es la altura de agua sobre la cresta del vertedero.

    21

    00

    23

    0

    69.069.0HC

    xHLxCxLxH

    LxdQVh === , donde Vh es la velocidad horizontal del agua sobre la cresta.

    La velocidad vertical producida por la accin de la gravedad, est dada por la expresin: gyVv 2= siendo y la distancia vertical de recorrido.

    Tambin se sabe que xtVXtgyVXt hh

    === ,2

    ,2

    Se obtiene la ecuacin de la trayectoria como 22

    2 hVXgy =

    y reemplazando 23

    069.0HCVh = se tiene que

    02

    233.2HMXy =

    Si C = 2.21 para este tipo de perfil hidrodinmico, se tiene que 0

    248.0HXy =

    Bradley comprob que 85.1

    000

    5.0

    =

    =HX

    HXK

    Hy

    n

    , que corresponde con la ecuacin de la

    parte inferior de la lmina libre de agua. Ms tarde se comprob que K y n no son constantes, sino funciones de la velocidad de aproximacin y de la inclinacin del paramento aguas arriba. Para una primera aproximacin, se puede calcular el perfil del azud basndose en tablas como la calculada por Ofizeroff, la cual ha sido calculada para Ho=1.0 m., o sea que para un Ho diferente, las abscisas y ordenadas deben ser multiplicadas por Ho. (Ver Tabla 1 y Figura 7)

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    Figura 7. Perfil del azud

    Tabla 1. Coordenadas de perfil Creager-Ofizeroff. Ho = 1.0 m.

    X Ordenada inferior de la lmina

    Ordenada del azud Ordenada superior de la lmina

    0.0 0.126 0.126 -0.831 0.1 0.036 0.036 -0.803 0.2 0.007 0.007 -0.772 0.3 0.000 0.000 -0.740 0.4 0.007 0.006 -0.702 0.6 0.063 0.060 -0.620 0.8 0.153 0.147 -0.511 1.0 0.267 0.256 -0.380 1.2 0.410 0.393 -0.219 1.4 0.591 0.565 -0.030 1.7 0.916 0.873 +0.305 2.0 1.310 1.235 +0.693 2.5 2.111 1.960 +1.500 3.0 3.094 2.824 +2.500 3.5 4.261 3.818 +3.660 4.0 5.610 4.930 +5.000 4.5 7.150 6.460 +6.540

    Si Ho es diferente, el coeficiente C debe ser corregido (ver Tabla 2)

    -Y

    0 + X

    +Y

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    Tabla 2. Valores de correccin segn Ofizeroff para paramento vertical

    Ho/Hod Correccin

    0.2 0.842 0.4 0.842 0.6 0.940 0.8 0.973 1.0 1.000 1.2 1.024 1.4 1.045 1.6 1.064 1.8 1.082 2.0 1.099

    El perfil Creager -sin vaco- presenta un coeficiente de estabilidad al volcamiento mayor al requerido o necesario, redundando en un pequeo exceso de materiales. Para evitar esto, se pueden usar los perfiles de vaco, aquellos en los que la lnea del azud est un poco por debajo de la lnea inferior del agua. Los perfiles de vaco tienen las siguientes ventajas: Ahorro de un 15 20% en volumen de concreto. Coeficientes de descarga (C) ligeramente mayores. Los perfiles de vaco tienen un uso limitado debido a la posible presencia de cavitacin y vibracin. La solucin para evitar estos fenmenos es: Hacer a lo largo de todo el cimacio una fisura que desemboca en un colector conectado a la corriente

    aguas abajo, por medio de un tubo de aspiracin. Disear el perfil Creager para una carga Ho1 menor que la mxima Ho, logrando as que el flujo

    permanezca estable, sin vibraciones, desprendimientos, ni entradas de aire.

    Si Ho1 = 0.6 Ho entonces C = 2.40, logrndose un incremento del 9% en la capacidad de evacuacin de la estructura en comparacin con el perfil Creager normal.

    Con el objeto de aumentar la superficie de cimentacin del azud, es conveniente en ciertos casos poner paramentos inclinados generalmente a 45, siempre y cuando los suelos que forman el cauce del ro tengan la resistencia necesaria. a-2) Vertedero Tipo WES Con base en los datos del United States Bureau of Reclamation, el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos (U.S. Army Engineers Waterways Experiment Station) ha desarrollado varias formas estndar, representadas por la anterior ecuacin:

    YKHX ndn 1= , donde X e Y son las coordenadas del perfil de la cresta, con el origen en el punto ms alto

    de la misma; Ha es la carga de velocidad de aproximacin del flujo, Hd es la altura de diseo excluyendo la

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    carga de velocidad de aproximacin del flujo y K y n son constantes dependen de la pendiente del paramento de aguas arriba del azud. Las secciones estn constituidas adems por una curva circular compuesta hacia aguas arriba, con los radios expresados en funcin de la altura de diseo (ver Figura 8.1 Y 8.2).

    Las constantes K y n para diferentes pendientes del paramento, se presentan en la Tabla 3. Los esquemas de los cimacios Tipo WES se pueden observar en la Figura 9.

    Tabla 3. Constantes K y n para diferentes pendientes del paramento

    Pendiente paramento (V:H) K n

    Vertical 2.0 1.85 3:1 1.936 1.836 3:2 1.939 1.810 3:3 1.873 1.776

    Gehy (1982) obtuvo las ecuaciones para el coeficiente de descarga Co (ver Figura 12) en funcin de la relacin P/Ho, donde P es la altura del paramento de aguas arriba, y Ho la carga de diseo sobre el vertedero, siendo Ho = He.

    Si 5.000

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    Figura 8.2 Perfil Vertedero Tipo WES

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    166-

    El cimacio funciona generalmente con cargas diferentes a la de diseo. Considerando que la creciente mxima de diseo es poco frecuente y de corta duracin, se disea el vertedero generalmente para una carga menor, lo cual incide en la economa del azud. Se debe procurar no disear para cargas menores al 75% de la correspondiente al caudal mximo, con el fin de evitar altas presiones negativas sobre la cresta, con los consecuentes daos por cavitacin.

    La correccin del factor Co se puede determinar mediante la ecuacin 788.0212.032

    01 +

    =HHC e (ver

    Figura 13). Se tienen adems, otros factores de correccin: C2 = Por efectos del talud del paramento aguas arriba (ver Figura 11). C3 = Por efectos de elevacin del piso aguas abajo del dique (ver Figura 15). C4 = Por sumergencia (ver Figura 14). Ha He Hd P

    Figura 10. Vertedero Alto

    Si en el canal de llegada se producen perdidas importantes, estas deben aadirse a He. Efectos que producen las pilas y los estribos

    Cuando las pilas y estribos de la cresta tienen una forma que producen contracciones laterales sobre la descarga, la longitud efectiva (L) ser menor que la longitud neta (L) de la cresta. L = L 2 (NK + Ka)He donde: L = Longitud efectiva de la cresta L= Longitud neta de la cresta N = Numero de pilas

    Si P/Hd >1.33 o P>1.33Hd

    He = Hd

    C = Cd = 4.03 (2.225)

    El efecto de la velocidad de aproximacin es insignificante

    Vertedero Alto

    - Si P/Hd >1.33 o P>1.33Hd La velocidad de aproximacin tendr un efecto apreciable sobre el caudal o el coeficiente descarga y en consecuencia sobre el perfil la lamina (Napa) de agua.

    Vertedero Bajo

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    Kp = Coeficiente de contraccin de las pilas Ka = Coeficiente de contraccin de los estribos He = Carga total sobre la cresta. Tabla 4. Coeficiente de contraccin medios Kp y Ka de las pilas para condiciones de la carga de

    proyecto

    Descripcin Kp Descripcin Ka

    Pilas de tajamar cuadrado con esquinas redondeadas con un radio igual o aproximadamente 0.1 del espesor de la pila.

    0.2

    Estribos cuadrados con los muros de cabeza a 90 con la direccin de la corriente.

    0.20

    Pilas de tajamar redondo.

    0.01

    Estribos redondeados con muros de cabeza a 90 con la direccin de la corriente cuando 0.5H0 r 0.15H0

    0.1

    Pilas de tajamar triangular.

    0.0

    Estribos redondeados en los que r 0.15H0 y el muro esta colocado a mas de 45 con la direccin de la corriente.

    0.0

    Nota: r = radio con que se redondean los estribos Al coeficiente Kp lo afectan: la forma y ubicacin del tajamar de la pilas, espesor de las pilas, carga hidrulica en relacin a la de proyecto y velocidad de llegada. Al coeficiente Ka lo afectan: la forma de este, el ngulo de llegada de aguas arriba y el eje de la corriente, la carga a la del proyecto y la velocidad de llegada.

    r r

    r

    90

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    Figura 9. Vertederos estndar Tipo WES

    yKHXHXK

    Hy nn

    n1

    000

    , =

    = , K y n dependen de la velocidad de aproximacin y de la inclinacin del paramento aguas arriba.

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    Figura 9.1 Esquema de Cimacio Problema de clase

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    Figura 12. Coeficiente de descarga para las crestas de Cimacio en pared vertical

    Figura 13. Coeficientes de descarga para cargas diferentes de la de proyecto

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    216-

    Figura 14. Relacin de coeficientes de descarga debida al efecto del agua de la descarga

    Figura 15. Relacin de los coeficientes de descarga debida al efecto de lavadero

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    226-

    Figura 11. Coeficiente de Descarga para una cresta de Cimacio con paramento de aguas arriba

    inclinado

    Figura 16. Coeficiente de descarga para la circulacin del agua bajo las compuertas

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    La Figura 16 muestra un orificio vertical controlado por una compuerta cuya ecuacin de la parbola:

    Y = H4

    X2 , para la curva del chorro con H: Carga sobre el centro de la abertura.

    Para un orificio inclinado un ngulo a partir de la vertical se tendr la siguiente ecuacin:

    += 22

    cosh4XgtanXY

    b) Estabilidad Del Azud

    Son poco frecuentes los azudes apoyados en roca y por lo general el lecho del ro esta compuesto por arena, grava o arcilla. Por lo cual es necesario comprobar la estabilidad del azud para que las fuerzas a que estar sometido no produzcan hundimientos, deslizamiento o volcamiento. En la Tabla 5 se presenta relaciones La/Z (ver Figura 18) recomendados para el predimensionamiento de los azudes segn Popov:

    Tabla 5. Predimensionamiento del azud segn relaciones La/Z (Popov) El coeficiente de seguridad al deslizamiento se evala por medio de la siguiente expresin: ( ) 5.12.1 = f

    ESGFsd , donde:

    Fsd = Coeficiente de seguridad del deslizamiento G = Peso propio dique S = Subpresin E = Fuerza horizontal f = Coeficiente de friccin del hormign sobre el suelo hmedo

    Tabla 6. Valores de f (Popov)

    Material f

    Roca 0.6 0.7 Grava 0.5 0.6 Arena 0.4 0.5 Limo 0.3 0.4 Arcilla 0.2 0.3

    Material del cauce La/z

    Arcillas 2.75 3.0

    Franco arcilloso 2.50 2.75

    Limo y Arena 2.25 2.50

    Grava y Canto rodado 2.0 2.25

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    El factor de seguridad al deslizamiento siempre se cumple ya que todos los azudes tienen un dentellon que los ancla al terreno y para que el azud se deslice debera primero fallar el dentellon, situacin difcil que sucede si la obra fue bien construida. Sin embargo, podra darse el caso de un deslizamiento de las obras por falla del terreno a lo largo de una superficie plana (se asume plana para simplificar los clculos).

    2)(22 CotagYWT = , donde:

    T = Peso del terreno Y2 = Profundidad del dentelln (ver Figura 18) W = Peso especifico del terreno = Angulo de la superficie de la falla con la horizontal. Fuerzas que tienden a producir el movimiento por corte del terreno:

    F = E (cos) G (cos) T (sen) Fuerzas paralelas al plano de desplazamiento.

    N = E (sen) + G (cos) S (cos) + T (sen) Fuerzas normales al plano

    Si < NfF hay estabilidad =

    FNf

    Fs

    Se debe realizar un anlisis con varios valores de Fs has encontrar el valor de Fs, si no cumple se tendra que aumentar la profundidad del dentellon (Y3). Generalmente el azud que resiste el deslizamiento es estable, pero puede comprobarse tambin al volcamiento.

    5.13.1XSYE

    XGFsv

    2

    1 += , donde:

    Fsv : Factor de seguridad al volcamiento X1, X2, Y: Distancias de las correspondientes fuerzas al centro de momentos. Se debe comprobar los esfuerzos del suelo:

    WMo

    ASG

    GLaMo

    ASG

    IxMo

    ASGGs 2 +

    =+=+= Mo: Sumatoria de momentos respecto al centro de la fundacin A: rea de la fundacin

    W: G

    La2

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    b-1) Estabilidad por Flotacin El factor de seguridad por flotacin es el resultado de dividir las cargas verticales actuando en le sentido de la gravedad, como son el peso del dique y los pesos del agua y suelo sobre el, entre las cargas actuando en el sentido inverso como son la supresin y la presin negativa sobre la cresta, de esta manera: [ ]

    [ ] 5.1PNSPAPVFSF +

    += PN : Presin negativa sobre la cresta = An.w (An = rea de presiones) Generalmente los perfiles del vertedero se disean para cargas menores que la mxima, con el fin de aumentar las descargas, lo cual permite obtener economa, ya sea por reduccin del ancho del dique, o ya sea en la carga mxima. Es recomendable no disear las crestas para una carga menor que el 75% de la carga mxima, para evitar problemas de caviatacin. A partir del diagrama de presiones, se puede obtener la fuerza por presiones negativas ejercidas sobre el azud. c) Movimiento de Agua Bajo las Presas (Azudes) Por lo general los suelos que sirven de fundacin a obras hidrulicas son permeables y solamente los suelos rocosos y arcillas compactas pueden ser considerados impermeables. Debido a la presin del agua remansada por la presa, se produce filtracin bajo sta y por los lados, la cual ejerce presiones sobre las partes de la construccin que estn en contacto con ellas. En el diseo se debe investigar las condiciones del movimiento de las aguas subterrneas por debajo de la construccin hidrulica a fin de escoger las dimensiones y formas ms racionales, econmicas y seguras. Se debe tratar de que: La cantidad de agua que se filtra no sea excesiva. La velocidad de salida sea pequea para que no se produzca tubificacin. La subpresin que acta sobre el zampeado no llegue a levantarlo ni a resquebrajarlo. Cmo se logra esto? Alargando el recorrido del agua debajo del azud para disminuir el gradiente hidrulico. Con qu obras? Aumentando la longitud del zampeado. Revistiendo el ro aguas arriba del azud. Colocando dentellones o tablestacas debajo de las fundaciones. Normalmente se hacen las tres cosas.

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    En vez de disminuir la velocidad, se busca hacerla inofensiva por medio de filtros y proveer el zampeado de drenes para disminuir la velocidad.

    Para calcular la longitud necesaria y el espesor del zampeado para que la estructura funcione adecuadamente, existen varios mtodos, entre ellos el mtodo de Bligh y el mtodo de Lane. c-1) Socavacin por Tubificacin

    Las fallas que se pueden presentar en estructuras hidrulicas de los tipos usados en los sistemas de riego, drenaje, suministro de agua, et., suelen cuasar perjuicios en general nada despreciables. Las fallas como las socavaciones bajo las estructuras se advierten desafortunadamente en pocas crticas de niveles altos de crecientes o en situaciones semejantes, cuando el deterioro esta muy avanzado y en circunstancias en las que ya es muy difcil adelantar reparaciones seguras. Esta es una de las razones por las cuales las normas para el clculo estructural de las estructuras hidrulicas son ms exigentes que las que rigen el diseo de construcciones urbanas de otro tipo. Una estructura como un dique o azud con carga hidrulica delante de ella (H), induce un flujo a travs del suelo de la fundacin y el fluido aparecer aguas abajo, a menos que se interponga una barrera totalmente impermeable, que una la estructura con un estrato igualmente impermeable. Este flujo es de tipo laminar. En este medio el suelo de fundacin se comporta como una red de innumerables conductos irregulares, de diferentes longitudes y de secciones transversales muy pequeas, que presentan una gran resistencia al flujo, con prdidas de carga por friccin muy altas. Con el tiempo se puede presentar el fenmeno de erosin de estos. Muchos diques y estructuras han fallado por la formacin, aparentemente sbita, de un tnel o sifn de descarga que ha aparecido ene l suelo de su fundacin. El torrente erosiona progresivamente el tnel y aumenta sus dimensiones hasta que la estructura se queda sin apoyo, se desploma y se destruye. Esta falla se conoce como rotura por tubificacin o por sifonaje. Partiendo de una masa de suelo en equilibrio y de una carga esttica de agua H aguas arriba de la estructura, el peso mismo del suelo ejerce aguas abajo una presin que se opone a la presin de filtracin del agua. Cuando el suelo de aguas abajo, en el pie de la estructura, se erosiona y es lavado por la corriente del cauce, se elimina el equilibrio y se inicia el arrastre de las partculas mas finas y la tubificacin avanza hacia aguas arriba hasta atravesar totalmente el suelo de fundacin; finalmente se presenta el colapso del suelo y de la estructura. El fenmeno de la filtracin o precolacin no deja de ser complejo y existen dos escuelas o tendencias para analizarlo. Una sostiene que el flujo se presenta principalmente a travs del suelo mismo. La otra asegura que la trayectoria que ofrece la menor resistencia al flujo es la que sigue la superficie de contacto entre la estructura y el suelo, por ser all menor la adherencia suelo-estructura. La segunda escuela ha ido evolucionando con el tiempo, fue de amplio uso y an se presenta en la literatura tcnica, como es el propuesto por Bligh. Actualmente se aplica con resultados satisfactorios la Teora de Lane, en estructuras corrientes de hormign y en presas bajas. Para presas grandes debe hacerse un estudio ms detallado. El ingeniero E. W. Lane investig ms de 200 presas sobre fundaciones permeables, la mayor parte con fallas, y lleg a la conclusin de que en la mayora de los casos, tales fallas ocurrieron por tubificaciones

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    que se haban formado en la superficie de contacto estructura-suelo. Tambin encontr, que las socavaciones se presentan con mayor frecuencia en aquellas estructuras que tenan dientes verticales inadecuados o que carecan de ellos, aunque contaban con dimensiones horizontales aparentemente suficientes. De esto dedujo, que para dificultar el flujo por el contorno de la estructura, son mas efectivos los recorridos verticales o muy inclinados que los horizontales o muy tendidos; los primeros tres veces ms efectivos que los segundos. La cota del suelo que acta como fuerza favorable para evitar el fenmeno de la tubificacin, es aquella que no considera la socavacin propia que genera la estructura sobre el cauce mismo; cuando ya existe o se estima su magnitud, la carga H de agua deber considerar la profundidad de socavacin, generalmente para la condicin ms critica, aquella cuando no hay vertimiento del fluido sobre la presa. Para que un flujo que inicia su recorrido en el punto A llegue al punto final h, sin energa que pueda arrastrar las partculas finas del suelo, se debe consumir la totalidad de la carga hidrulica H en su recorrido, en la forma de perdidas por friccin. Esta prdida total se puede expresar como: H= S x L en la cual S es la pendiente hidrulica y L el recorrido total. Lane recomienda tomar como L, no la longitud real del trayecto, sino una longitud efectiva Lp, llamada longitud ponderada de percolacin, que es la suma de todos los recorridos verticales o de inclinacin no menor de 45 grados con respecto a la horizontal, mas un tercio de la suma de todos los recorridos horizontales o de pendiente menor de 45 grados:

    3h

    vpL

    LL += , donde:

    Lv= Suma de las distancias verticales o muy inclinadas. Lh= Suma de las distancias horizontales o muy tendidas. La friccin que se opone al flujo en la superficie de contacto hormign-suelo, lo involucr Lane denominndolo Weighted-Creep Ratio, Cw, o Coeficiente de Lane CL. Este Coeficiente vara segn el tipo de suelo de fundacin. Introduciendo en la funcin de prdida total el coeficiente de Lane, el concepto de longitud ponderada queda H=S x L = Lp/CL, de donde: Lp=CL x (H). En el caso en que H y CL estn definidos, se deduce la magnitud del camino ponderado requerido Lp. Debe entenderse este como un valor mnimo. Desde luego, una magnitud mayor brindar ms seguridad a la estructura, casi siempre condicionada por el clculo hidrulico, se le pueden agregar dos o ms dientes para alcanzar el valor deseado de Lp. Por seguridad, es preferible no limitarse a un solo diente. Sin embargo si dos dientes contiguos quedan muy prximos entre s, el agua, en vez de contornearlos, pasara directamente del uno al otro a travs del suelo, lo que anulara el efecto que se pretende. La separacin X entre los dos dientes no debe ser menor que la mitad de la longitud ponderada parcial entre los mismos. Esto se puede expresar en la forma X= Lp/2; donde X es la separacin horizontal entre dientes y Lp la longitud parcial ponderada entre los mismos. Si en el anlisis de una estructura no se cumple la condicin anterior, en la evaluacin de la longitud ponderada total Lp, debe considerarse entre a y b, un camino efectivo igual a 2X en lugar de Lp.

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    En una estructura dada, H puede tener muchos valores, segn las estaciones y el uso. La determinacin de Lp no tiene que hacerse necesariamente con el H mximo, ya que la socavacin es un proceso lento, es ms importante el efecto de una carga que actu continuamente por un lapso de tiempo prolongado, que el de una carga alta que se presente ocasionalmente y por poco tiempo. La precolacin generada por una carga hidrulica no necesariamente tiende a hacer un recorrido por debajo de la estructura, sino que tambin lo puede hacer lentamente, siguiendo los costados de la misma. Generalmente a esta se la provee de aletas, tanto aguas arriba como aguas abajo, pero si no se las dimensiona adecuadamente, se presentar con el tiempo la socavacin lateral y la falla de la estructura o de los diques adosados a ella, si es el caso. Para el dimensionamiento de la aleta anterior se recomienda seguir los siguientes criterios: i) Si la permeabilidad relativa del material de relleno lateral es menor que la del material de fundacin, la

    longitud mnima horizontal de la aleta deber ser tres veces la profundidad promedia de los dientes anterior y posterior, en la base de la estructura.

    ii) Si dicha permeabilidad relativa es mayor que la del material de fundacin, la longitud mnima horizontal de la aleta ser tres veces la profundidad promedia, que se requerira si la fundacin fuera del mismo material de relleno. En este caso en lugar de prolongar la aleta, se puede excavar la zanja en el relleno hasta el nivel de la base del diente, y se rellena con un material ms impermeable que el suelo de fundacin. El ancho mnimo del fondo de la zanja ser de 1.2 m, y las pendientes de los costados de la misma no sern mayores de 0.5 horizontal a 1 vertical. A la aleta posterior se le dar la longitud horizontal que se necesita para completar el camino ponderado deseado, un a vez definida la aleta anterior. Como conclusiones y recomendaciones importantes se pueden mencionar las siguientes: i) En los diques de defensa contra inundaciones los puntos dbiles, respecto a fallas por socavacin interna, son frecuentemente las zonas donde se hallan insertadas estructuras como alcantarillas, estaciones de bombeo, etc. ii) Al construir una estructura hidrulica debe insistirse en exigir una muy buena compactacin del material de relleno circundante. iii) Las estructuras en uso deben inspeccionarse con regularidad, con el fin de detectar a tiempo socavaciones incipientes. iv) Las estructuras de canales no deben permanecer mucho tiempo sin uso, pues suele suceder que por la accin de diversas clases de animales aparecen galeras, madrigueras o grandes hormigueros, prximos o junto a dichas estructuras, que pueden ser en principio de peligrosas socavaciones. v) La velocidad del agua en los canales o las turbulencias tienden a erosionarlos, especialmente junto alas estructuras. Se deben estudiar los diferentes casos y adoptar revestimientos protectores adecuados. Los empedrados son protecciones muy efectivas, fciles de hacer y reparar, convenientes por su gran flexibilidad. Pero no deben hacerse de cualquier manera como se hace frecuentemente; existen recomendaciones basadas en la experiencia, sencillas de aplicar sobre dientes o dentellones y sobre enrocados. En pequeas bocatomas generalmente no se requiere proteccin. Si la capacidad de la bocatoma es mayor al 50% de la capacidad del canal de alimentacin, dentro de un sistema de distrito de riego, se pueden utilizar

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    las protecciones recomendadas para la entrada a sifones, basadas en la profundidad del agua en el canal derivado. c-1.1) Mtodo de Bligh El objetivo de este mtodo es alargar el recorrido del agua lo suficiente para conseguir una velocidad inofensiva.

    La velocidad del flujo subterrneo se calcula como: KiVLZKV == ; , donde:

    V = Velocidad i =Z/L = Gradiente hidrulico (ver Figura 17) K = Coeficiente de permeabilidad del suelo Se asume que la permeabilidad del suelo es igual en sentido horizontal y vertical. En la Tabla 7 se presentan algunos coeficientes de permeabilidad para diferentes tipos de suelos.

    Tabla 7. Coeficientes de permeabilidad para diferentes tipos de suelos

    Coeficientes de permeabilidad Clase de suelo K (cm/s)

    Grava. 102 10-1 Arena gruesa. 10-1 10-3

    Arena fina. 102 - 104 Tierra arenosa. 10-3 10-5

    Tierra franco arcillosa. 10-5 10-9

    Tierra franca. 10-4 10-7

    Limo. 10-4 10-5

    Arcilla. 10-6 10-8

    Arcilla compacta. 10-7 10-10 L es la longitud total de la fundacin de recorrido del agua. En la Figura 12 se tiene que L = 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12.

    Se debe cumplir la condicin ZCZLKL .=

    = , donde C es el coeficiente que depende de la clase de

    terreno y de la fundacin usada.

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    El coeficiente C ha sido evaluado experimentalmente por varios autores, los resultados se presentan en la Tabla 8.

    Tabla 8. Valores del coeficiente C para los mtodos de Bligh, Lane y Komov

    Material Bligh Lane Komov

    Arenas finas y limos. 15 - 18 7 - 8.5 8 10 Arenas comunes. 9 - 12 5 - 6 6 7

    Canto rodado, grava y arena. 4 - 9 2.5 4 3 6 Suelos arcillosos. 6 - 7 1.6 - 3 3 - 6

    c-1.2) Mtodo de Lane (Filtracin Compensada) La permeabilidad de un suelo es diferente en sentido vertical y horizontal. Los suelos sedimentados se forman por depsitos sucesivos de diferentes materiales y generalmente consisten en capas horizontales de diferente espesor y diferente permeabilidad (Kh y Kv). Lane (1935) propuso para calcular la longitud total de la fundacin de recorrido del agua (L), la siguiente expresin:

    ZCVNL .31 += , donde:

    N = Longitud de contactos horizontales o que hacen un ngulo menor de 45 con la horizontal. V = Longitud de contactos verticales o que hacen un ngulo mayor de 45 con la horizontal. C = Coeficiente de Lane que depende del terreno. Al calcular la disipacin de la presin se debe tomar en cuenta las prdidas de presin tanto vertical como horizontal, calculadas as:

    CNH

    CVH hV 3

    ; ==

    L 1

    Z

    T Z 1

    1 d2 do

    Y 4 2 3 8 t 9 Y 3

    Y 2 10 116 7 superficie de deslizamiento

    Y 1 4

    Figura 17. Predimensionamiento Azud y Estructuras Complementarias

    H

    LaL2

    Ls

    12

    e5

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    d) Espesor (t) necesario del Zampeado

    El espesor del zampeado se calcula teniendo en cuenta que su peso debe ser mayor que la subpresin, para que sta no lo pueda levantar y agrietar. El espesor necesario del zampeado se determina con la siguiente expresin:

    1=Wht , donde:

    W = Peso especfico del hormign. h = Subpresin en el punto considerado. Se recomienda que el valor mnimo no sea inferior a 30 cm. (tmn 30 cm.) Los valores obtenidos de t se deben multiplicar o afectar por un factor de seguridad que puede variar entre 1.10 y 1.35, o sea que: Tf = t . (1.1 a 1.35). Al comienzo del zampeado el espesor debe ser suficiente para resistir el impacto del agua que baja desde el azud, Taraimovich recomienda la siguiente ecuacin para calcularlo:

    5.05.02.0 Zqt = (Taraimovich) Si se tienen dentellones (o tablestacados) al comienzo y al final de la fundacin, el agua seguir la trayectoria 7 - 8 9 10 (mostrada en la Figura 17), si se cumplen las siguientes condiciones: Si la distancia 8 9 2 veces la profundidad 9 10. Si la distancia 8 9 < 2 veces la profundidad 9 10, la trayectoria del agua ser 7 10, aumentando el

    gradiente hidrulico y la velocidad. Esto es paradjico porque, si se incluye un dentelln en la mitad de los dentellones, se podra rebajar la seguridad en vez de aumentarla.

    Segn Komov la ecuacin propuesta por Lane debera ser: L = N + K.V C. Z, con coeficientes K de: K = 1.5 para un dentelln, K = 2.5 para dos dentellones y K = 3.5 para tres dentellones. Para prediseo se recomiendan los siguientes valores (Grazianski , 1961): Y1 = (0.75 0.8) Z; Y2 = (1 1.5) Z; Y3 = 0.3 Z pero no menos de 1.0 m; L1 = hasta 6 Z y L2 = (2-3) Z. La distancia entre dentellones no debe ser menor que la suma de las longitudes de los mismos.

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    326-

    e) Disipacin de Energa

    Resalto Hidrulico El resalto hidrulico es el cambio de flujo supercrtico a subcrtico acompaado de una gran disipacin de energa. Cuando se interviene un ro con una estructura como un azud, se crea una diferencia de energa aguas arriba y abajo de la misma, que acta sobre el material del cauce erosionndolo y pudiendo poner en peligro las obras; por lo cual se debe proteger el cauce disipando la energa antes de que llegue a la zona no protegida. La disipacin de energa se logra con un resalto hidrulico, con el cual la alta velocidad al pie del azud se reduce lo suficientemente para no causar dao. Las obras de proteccin en el pie del azud dependen de los siguientes factores: La altura del nivel de agua con respecto al lecho del ro o diferencia de nivel creada por la estructura. Caudal del ro. Tipo de material del cauce y de los materiales disponibles en la zona. Condiciones hidrulicas del ro. Las obras tienen que ser tanto ms seguras cuanto menos estable es el material del cauce (un cauce de roca no necesita proteccin mientras que uno de arena si la necesita). La energa que contiene el agua puede erosionar el cauce mientras que con caudales grandes la profundidad aguas abajo del ro aumenta hasta sumergir la obra disminuyendo las posibilidades de erosin, con caudales menores son mucho ms peligrosas las condiciones. El tipo de material usado (piedra, mampostera, concreto) determina la forma de la estructura a disearse. Clculo de la disipacin de energa al pie del azud

    V 2 /2g Ls LE hf

    Ho V 2cont H

    To 2g LE T

    P do

    a d cont

    Profundidad contrada al pie del azud

    Figura 18. Resalto Hidrulico

    H

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    336-

    Realizando un Bernoulli entre una seccin aguas arriba del azud y otra que coincide con la profundidad contraida, de la Figura 18, se obtiene:

    gVTT2

    2

    0 += , donde T = Altura desde el nivel aguas arriba del azud hasta la solera del zampeado

    fCont

    Cont hgV

    dT ++=2

    2

    0 (1)

    (2) (Prdidas por Friccin)

    (2) en (1)

    (Coeficiente de prdidas)

    Q/L = q (Caudal unitario por unidad de ancho) Generalmente el zampeado con los muros verticales a los lados forma un cauce rectangular.

    Ecuacin que se resuelve por aproximaciones sucesivas

    Unidades: g (m/s2); Q (m3/s); dcont (m); To (m) El coeficiente K de prdidas, se asume as: K = 0.95 0.85 para azud con compuertas sobre la cresta K = 1 0.9 para azud sin compuertas

    =g2

    contVKhf2

    ++=g2

    contVKg2

    contVdcontTo22

    ( ) dcontToK1g2

    contV2 =+ +=K

    dcontTogVcont

    1

    )(2

    += K11

    K )dcontTo(g2KVcont =

    )dcontTo(g2KLdcont

    Qx

    =

    )dcontTo(g2Kqdcont =

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    346-

    Clculo de las profundidades conjugadas (ver Figura 19)

    Las profundidades conjugadas se determinan con las siguientes expresiones:

    En el caso de la formacin de un resalto debido a la presencia de un muro frontal de altura y, por ejemplo en el caso de un colchn de aguas, la forma de la ecuacin ser:

    La profundidad do en el ro es conocida para el valor del caudal (Q) admitido y es igual tambin forzosamente al calado o profundidad d2 del resalto. Se puede por lo tanto calcular haciendo do = d2 la profundidad conjugada d1, presentndose tres (3) casos:

    ++= 3

    1

    21

    2 d.gq811

    2dd

    ++= 3

    2

    22

    1 d.gq811

    2dd

    22

    3

    2

    F8d.g

    V.8d.gq.8 ==

    q = V/d

    d.gVF =

    ++= 2112 F8112dd

    ++= 2221 F8112

    dd

    2/1

    21

    22

    21 yd1

    d1

    gq2dd

    =

    2/1

    22

    22

    12 yd1

    d1

    gq2dd

    =

    d1 y d2 se hallan por aproximaciones

    d 1, d 2 profundidades conjugadas del resalto

    d 2 d0 dcont d1

    L 1 L 2

    Figura 19. Profundidades conjugadas.

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    356-

    Caso 1. Si d1 > dcont d2 > do

    La profundidad del ro es insuficiente para detener el agua y el resalto es rechazado hacia abajo. Se forma una curva de remanso (M3) entre el resalto y la altura contraida, limitada por las profundidades dcont y d1 y su longitud puede calcularse basndose en la ecuacin de Bernoulli o con cualquiera de las curvas de remanso. Condicin no recomendable pues habra que proteger el tramo: L1 + L2. Completamente indeseable, pues el tramo de la curva es de alta velocidad y habra que aumentar la longitud del zampeado con el consiguiente aumento de costo.

    Caso 2. Si d1 = dcont. d2 = do El resalto se forma inmediatamente a continuacin de la profundidad contraida (al pie del vertedero). Este caso es una rara coincidencia. Solo se necesita revestir: L2.

    Caso 3. Si d1 < dcont.

    El resalto se sumerge y la profundidad normal del ro se extiende hasta encontrar el azud. Es el que te trata de obtener. Tipo de resalto ms econmico en todo diseo, solo se protege el tramo: L2.

    Soluciones para acortar la longitud del tramo a proteger a) Aumentar el gradiente hidrulico aumentando la rugosidad del zampeado. b) Construir un colchn de aguas. c) Construir un muro al final del zampeado que se calcula como un vertedero. d) Condicin intermedia entre b) y c) La disipacin de energa se realiza por medio de un resalto que se produce si hay un cambio de rgimen de supercrtico en el zampeado a subcrtico en el ro. El clculo de la disipacin de energa debe hacerse para diferentes caudales, pues si para una creciente dada el rgimen es supercrtico la disipacin de energa por medio de un resalto es imposible y construir un colchn no tendra sentido. Si la altura del agua abajo del azud es muy alta y el resalto se sumerge, el chorro que baja del azud puede continuar hacia abajo como una fuerte corriente de fondo que puede causar peligro al cauce; para lo cual es conveniente terminar el azud con un deflector o colocar bloques en el zampeado con el objeto de obligar a que el agua se mezcle en toda su masa. Funcin de los bloques: Reducir la longitud existente entre la profundidad contraida al pie del azud y la iniciacin del resalto. Hacer que el agua que choca contra ellos se divida en varios chorros que a su vez chocan entre s y

    forman una sola masa turbulenta. La forma, ubicacin y dimensionamiento de los bloques deben encontrarse experimentalmente o si no

    aceptar las recomendaciones prcticas existentes.

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    366-

    Procedimiento para el Clculo del Colchn de Aguas Calcular dcont. Hacer dcont = d1

    Si d2 > do el resalto es rechazado. Sumergir el resalto d2 > e + do + Z1

    e: Altura en la que se debe profundizar el colchn. e = K d2 (do + Z1) por seguridad. Donde Z1: Energa perdida en el paso del escaln. Muchas veces se desprecia. K: Coeficiente de seguridad 1.10 1.20 cuando se desprecia Z1.

    Construir el colchn aumenta el valor de T y por lo tanto hay que repetir el clculo hasta que coincidan todos los valores.

    El salto tambin se puede sumergir modificando el colchn, suprimiendo el reborde del final y haciendo que todo el zampeado vaya en contra pendiente mxima del 10%. De esta manera se facilita la evacuacin del material slido y la seccin longitudinal del colchn se transforma de un rectngulo en un tringulo.

    Ejemplo 1 Disear un colchn de aguas (cuenco amortiguador) al pie de un azud para disipar energa. Altura azud = P =3.50 m. =; Ancho azud = L =45 m.

    Figura 21. Clculo del colchn amortiguador Ejemplo 1

    Sobre el azud pasa una creciente de Q = 450 m3/s. La profundidad normal en el ro para esta creciente es de 2.80 m. = do.

    Ho ?

    To P=3,5 d2 do = 2,8 mdcont d1

    10%

    Figura 20. Zampeado en contrapendiente

    Pendiente mxima

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    376-

    Solucin Q = C.L.Ho3/2 C = 2.2

    To = Ho + P = (2.74 + 3.5)m = 6.24 m K = 0.95 vertedero sin compuertas.

    dcont= 1.04 m. Por tanteo o aproximaciones sucesivas. Hacemos d1 = dcont (Caso 2) para que el resalto se produzca inmediatamente al pie del azud. d2 < do.

    d2 = 3.94 m. > do por lo cual se requiere profundizar el cauce para formar un colchn. Profundidad del colchn = e = K.d2 do = 1.15 x 3.94 2.8 = 1.73 m.

    Figura 22. Nuevo Esquema Colchn de Aguas Ejemplo 1 Se recalcula para la nueva energa total. To = 2.74 + 3.5 + 1.73 = 7.97 m.

    dcont. = d1

    2,74 = Ho

    To do = 2,8 mP=3,5

    dcont = d1

    e = 1,73

    e

    m74.245x2.2

    450L.C

    QHo3/23/2

    =

    =

    =

    )dcontTo(g2Kqdcont =

    msm10

    45450

    LQq

    3

    ===)dcont24.6(8.9x295.010dcont =

    ++=

    ++= 3

    2

    31

    21

    2 04.1x8.910x811

    204.1

    d.gq811

    2dd

    .m89.0dcont)dcont97.7(8.9x295.0

    10dcont ==

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    386-

    Chequeo: d2 < do + e 4.36 m < 2.8 + 1.73; 4.36 < 4.53 OK El resalto se sumerge y la longitud del resalto es igual a la longitud del colchn o cuenco amortiguador. Ejemplo 2 Disear el ejemplo 1 con un diente al final del zampeado. USBR recomienda donde: V1: Velocidad en el pie de la presa (m/s) Z: Altura medida desde el nivel mximo aguas arriba de la estructura hasta el nivel del pozo de

    amortiguacin (m). H: Carga hidrulica sobre la cresta (m).

    Altura del agua a la salida de la presa.

    Nmero de Froude 1

    11 gY

    VF =

    m36.489.0x8.9

    10x811289.0

    gdq811

    2dd 3

    2

    31

    21

    2 =

    ++=

    ++=

    )Ho5.0Z(g2V1 =

    L.VQmax

    y1

    1 =

    H Diente Z

    P y2 y3y 1 V1 h

    x

    Figura 23. Diseo colchn de aguas con diente al final del zampeado Eje

    1

    11

    y.g

    VF =

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    396-

    Figura 24. Relaciones analticas entre F1 y h/y1 para un vertedero de cresta ancha.

    (Segn Foster y Skrinde) Con F1 entrar al grfico de relaciones analticas entre F y h/y1 para un vertedero de cresta ancha (Foster y Skrinde). De la Figura 24 con F1 obtener h/y1. Calcular h (altura del diente). Calcular el valor de y2 con la siguiente ecuacin (por tanteos): Estimar el valor de y3 para asegurar las condiciones de produccin y retencin del resalto hidrulico y el rgimen subcrtico aguas abajo de la estructura.

    Solucin Z = To = 6.24 m. H = 2.74 m.

    V1 = 9.77 m/s

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    1 2 3 4 5 6 7 8 9

    Rel

    aci

    n h/

    y1

    1

    11

    y.g

    VF =

    y2y1

    h

    y3

    xF1

    3

    11

    2

    1

    2

    121 y

    hyy

    yy

    yh

    1F667.2

    =

    +

    + 4 i = tan A. Co = 0.5 si e/s < 4 c) Determinar la altura de la cresta del azud a los lados de la rejilla (Ho). (m3/seg)

    HoL.b.C.K55.2Q =

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    816-

    Fy = 2530 kg/cm2 =36000 lb/pulg2

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    826-

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    836-

    Otras ecuaciones equivalentes para el clculo de la rejilla - Bocatoma con Rejilla de Fondo.

    L.E.

    H Ho

    Q1 Reja

    Qr = Q1

    L

    Figura 46. Bocatoma con rejilla de fondo. Captacin completa

    x L.E.

    H Ho Q 1

    h 1 h

    Reja h2Qr Q2

    L

    Figura 45. Bocatoma con rejilla de fondo. Captacin parcial

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    846-

    A) Reja con poca inclinacin (Caudal vertical) Objetivo: Calcular la longitud de la reja (L) de manera que se asegure la captacin del caudal requerido. En rejas con poca inclinacin ( < 20%) la descarga por la reja depende de la carga efectiva sobre la misma. La carga efectiva en el caso de barras paralelas es prcticamente igual a la Energa Especfica (E = Ho), debido a que el flujo a travs de la reja es del tipo vertical porque el agua fluye sin producir choques bruscos contra los bordes de las aberturas de la reja, o sea que la energa especfica (Ho) es constante, por lo cual el valor de la descarga a travs de la longitud (dx) es:

    donde: dQ: Cantidad descargada por la reja por unidad de longitud. dx

    K: Relacin entre el rea de abertura y el rea total de la reja. C: Coeficiente de descarga a travs de las aberturas. Ho: Energa especfica (m)

    Q = Caudal

    h = Altura de agua sobre la reja.

    Variacin de la altura de agua dh en la direccin dx.

    Integrando se deduce para el caso de una captacin parcial del caudal, el valor de la longitud de reja requerida (x):

    donde: x = Longitud de reja para una altura de agua h (L = x)

    h1 = Altura del agua al inicio de la reja. h = Altura de agua en un punto intermedio o al final de la reja (h = h2)

    Para una captacin total h = 0, se tiene: Q1 = Qr

    gHo2.b.C.KdxdQ =

    )hHo(g2.h.bQ =

    Ho2h3)hHo(Ho

    .C.K.2dxdh

    =

    =

    2/12/111

    Hoh1

    Hoh

    Hoh

    1Hoh

    C.KHox

    gHo2.b.C.KQL

    Hoh1

    Hoh

    C.KHoL 1

    2/111 =

    =

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    856-

    B) Reja con alta inclinacin (caudal inclinado). La inclinacin de la reja es significativa ( > 20%), el agua al penetrar a travs de las aberturas de la reja choca contra los bordes de la misma, originando disipacin de energa o prdidas de cargas. O sea, que la carga esttica equivale a la profundidad del agua sobre la reja y se deduce que el valor de la descarga para estos casos a travs de una longitud (dx) de la reja es:

    Integrando se tiene que la longitud de la reja para captar todo el caudal es:

    Clculo del caudal

    C = 1.56

    Flujo del caudal (tanto para flujo vertical o inclinado) se considera que el comportamiento es equivalente a un vertedero de cresta ancha.

    Caudal de entrada. Caudal de salida.

    Qr = Q1 Q2 Caudal de captacin. Si Q2 = 0 Qr = Q1 Captacin total.

    Experimentalmente se ha demostrado que la relacin (h1/dc) decrece con un aumento de K y con la pendiente de la rejilla.

    Tabla 19. Valores relacin (h1/dc)

    Relacin Rango

    h1 / dc 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 0.99

    h1 / Ho 0.47 0.50 0.53 0.56 0.60 0.63 0.66

    gh2.b.C.KdxdQ =

    +

    = 8Ho

    h21sen41

    Hoh1

    Hoh

    23

    C.KHoL 11

    2/111

    2/3Ho.b.CQ =

    [ ] 2/1111 )hHo(g2h.bQ =[ ] 2/1222 )hHo(g2h.bQ =

    2/3

    11

    22 Ho.hHoh

    hHoh1.b.CQr

    =

    Ho2h3)hHo(h

    C.K.2dxdh

    =

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    866-

    Experimentalmente, se ha encontrado que el coeficiente C, aumenta si la reja tiende a ser horizontal y disminuye en la medida que se inclina; lo mismo sucede cuando se usa lmina perforada en vez de rejilla.

    Tabla 20. Valores del coeficiente C con respecto a la inclinacin y al tipo de rejilla

    Tipo de rejilla Inclinacin () Coeficiente (C)

    Barras paralelas 1:5 Horizontal 0.435 0.497

    Lmina perforada 1:5 Horizontal 0.75 0.80

    6.4.1 Bocatoma de Fondo Tipo Nyerges (Dique-Toma Caudales Moderados)

    Utilizada en corrientes de agua con caudales moderador superiores al caudal de diseo de la bocatoma y ancho de ro moderado. Representacin simplificada del fenmeno de chorros parablicos segn Nyerges (1962) (ver Figura 47) Donde: So = B bo bo = Ancho rejilla. Bo, B, bo se asumen. S: define el alcance del chorro y evidencia la presencia del nmero de Froude, en que la velocidad del

    ingreso del chorro a la tanquilla es dependiente de un sistema de coordenadas, de las variables X y Y de una parbola.

    X

    Vh 1 y

    Q Vh

    Vy A Z Zo

    B hz Vh

    Q1Q2 = Q - Q1

    So bo

    Bo

    B

    Figura 47. Fenmeno de chorros parablicos segn Nyerges

    h1h 1 H

    S

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    876-

    Si el ngulo A formado por la velocidad del chorro es mayor que el ngulo B formado por la inclinacin de la rejilla, el chorro penetrar en la rejilla y dependiendo del rea de sta captar el caudal requerido q. Si se define C1 como la relacin entre el rea efectiva de la rejilla y el rea total y C2 como el coeficiente de contraccin del chorro, se podr resolver el caudal admitido por la rejilla. Experimentalmente se ha demostrado que donde S es el alcance del chorro al incidir sobre la rejilla y por lo tanto la distancia desde el vertedero a la cual se inicia la rejilla debe ser tal que: So S. So: distancia de aproximacin requerida a la rejilla. Z: desnivel de la rejilla. Como la rejilla debe ser autolavante, se provee de una pendiente para que los slidos flotantes (hojas, ramas) continen hacia aguas abajo y no obstaculicen el paso del agua a travs de la rejilla.

    Tan A= Z/B = 1/8 y 1/6

    g.BVh.ZS

    21=

    61y

    81

    BZ =

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    886-

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    896-

    El caudal unitario de captacin ( q1 en m3/s-m ) se calcula as:

    [1]

    Si el valor de S calculado es mayor que el valor de So supuesto en la estructura, se requiere cambiar el diseo, puesto que se estara desperdiciando longitud efectiva de rejilla y habr que aumentar el valor de So, en consecuencia cambiara Vh1. Si el valor de S calculado es menor que So, se puede optimizar el diseo si en la ecuacin [1] se utiliza So. De la ecuacin [1] se debe obtener el producto C1.C2 para determinar el tipo de rejilla. Los coeficientes C1 y C2 incluyen restricciones hidrulicas y geomtricas propias del flujo y la rejilla respectivamente, pero no consideran obstrucciones por material granular arrastrado por el fondo o por material flotante que se incruste en la rejilla y reduzca su eficiencia, por lo cual se considera que para el gasto de captacin deba usarse un coeficiente de seguridad (f) entre 2 y 3 que se debe incorporar al producto C1.C2. Segn H. Farve (1933), para el flujo espacialmente variado con descarga decreciente, la energa especfica se considera constante a lo largo del tramo en estudio.

    : Velocidad horizontal de aproximacin del chorro. H: carga sobre la cresta del vertedero. h1: profundidad del agua.

    Si la acometida a la rejilla es por medio de un azud tipo Creager, obtener H y h1 de la Fig. 1 (Descarga mxima por metro lineal de cresta de vertedero).

    Cuando la acometida a la rejilla es un vertedor de cresta ancha ( C > 2H ) se utilizar el proceso de

    iteraciones para H con la Fig. 1 y la Fig. 2 (valores aproximados del coeficiente C en la expresin q = C.H2/3).

    Definido el valor de C apropiado, se calcula h1 con cualquiera de las siguientes ecuaciones:

    o

    ZA

    B

    Z: pendiente B

    ( )

    +

    = 221

    31

    211 SBVh.2g

    SBLn

    gVhC.Cq

    )hH(g2Vh 11 =

    [ ] 2/111 )hH(g.2hq = 3/121 g

    q715.0h

    =

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    906-

    Carga sobre el vertedero central de creciente Hvcc = Hc + H creciente caudal medio Lvc = Ac Lva Lvc: Longitud del vertedero de creciente. Ac: Ancho del cauce. Lvd: Longitud del vertedero de aguas medias. Vertedero central. QT = Lvc. qvc + Lva. qva. QT: Caudal total que evacua el dique-toma en creciente. Lvc: Longitud del vertedero de creciente. qvc: Caudal por metro lineal producido por la carga Hc. Lva: Longitud del vertedero de aguas medias o central. qva: Caudal por metro lineal producido por la carga Hvc. 1) Obtener en campo o por anlisis de estimacin los caudales mnimos, medio y mximo. 2) Asumir Lva.

    Con entrar a la Fig. 1 y obtener H y h1.

    3) Dimensionar el vertedero de crecida en consideracin con el ancho del canal.

    Lvc = Ac Lva Asumir Hc y entrar a la grfica 1 y obtener qvc. Con Hvcc = H + Hc entrar a la grfica 1 y obtener qva.

    4) QT = Lvc. qvc + Lva. qva.

    Si QT > Qcreciente, se puede asegurar que el vertedero de crecida est bien diseado. QT > 1.5 2 Qcreciente para prever crecientes superiores a las registradas.

    LvaQmedio

    Lvc

    HcH

    Lva

    Figura 48. Vertedero central o de aguas medias

  • DISEO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS Escuela de Ingeniera de Recursos Naturales y del Ambiente Ing. Jos Luis Garca Vlez Universidad del Valle

    916-

    Diseo de la Galera Bajo la rejilla existe una galera de toma para colectar el agua y conducirla a un canal lateral (tanquilla) en donde se hace un lavado por medio de un desripiador, para luego entregar al canal de conduccin. El flujo de agua en