El flujo del Caño Mánamo se controló mediante la construcción de una

estructura hidráulica, logrando así regular el paso de agua que fluían de forma

natural con un caudal promedio de 10800m3/s redujera a 250 m3/s aproximado. De

esta manera logrando su objetivo de proteger de un régimen de inundaciones y

contener la penetración de la cuña salina por efectos de la marea.

Aguas arriba, la Estructura de Control está provista de un canal de

encauzamiento con una elevación de fondo ubicada a la Cota -4.50. Existe en el

extremo de aguas arribas de la Estructura de Control un puente que aloja la

carretera nacional de 9m de ancho, que constituye el único paso de vehículos

hacia Tucupita. Esta carretera está sostenida por pilas con cara inclinada y su

rasante de rodamiento se encuentra en la Cota 10.

La Estructura de Control está conformada por tres monolitos de concreto

armado de nueve metro de ancho que alojan una puerta radial cada uno. Las

compuertas tienen 4,88 m de altura y 6,40 m de ancho. Los tres vanos de la

estructura están separados por pilas de 2,5 m de ancho, que son capaces de

soportar muñones de las compuertas radiales. El fondo de la solera y viga umbral

está a cota -4,50. A partir de la viga umbral, el fondo baja hasta la cota -5,10

mediante una curva parabólica que empalma a un tramo recto aproximadamente

20 m de longitud que termina en un escalón de 1 m de alto, con tope a la cota

-5,10, y tiene como función contener el resalto hidráulico dentro de la losa de

aquietamiento y, “lanzar” la lámina de agua cierta distancia aguas abajo, evitando

así el impacto directo del chorro de alta velocidad contra la junta entre la

estructura de concreto y el canal de Descarga protegiéndola de la erosión.

Fig. 1 Vista área aguas arriba de la Estructura de la Control

La estructura de control tiene una longitud total de 39m y un ancho libre de

24,5m. Entre la viga umbral y la estructura terminal tienen una distancia entre sí de

31m, en este lugar mediante de un resalto hidráulico sumergido se origina la

disipación de energía del flujo de alta velocidad.

La descarga de la Estructura de Control se realiza a través de las

compuertas radiales, en posiciones de apertura total o parcial se realiza contra el

nivel mareal, de frecuencia bi diurna y de magnitud variable que oscila entre la

Cota -0.5 y 1,2 msnm, con variación neta cercana a 1,2-1,3m, lo que condiciona la

salida del flujo que opera como un orificio sumergido durante prácticamente todo

el ciclo anual de descarga de la estructura.

A su entrada, la Estructura de Control presenta un canal trapecial de 50 m

de plantilla y taludes 1V:3H, hasta la Cota -4.50. La plantilla de excavación del

canal de aproximación a la Estructura de control, es continua hasta el umbral de la

descarga de la estructura. A una distancia de unos 20m, aguas abajo del inicio del

canal de aproximación, la plantilla del canal se encuentra con unos muros con

geometría radial abocinados en planta, que reducen la sección desde 50m hasta

24,5m en la estructura. Estos muros que sirven de embocaduras al flujo,

contienen el relleno de las presas izquierda y derecha.

Fig. 2 Planta Estructura de Control y Canal de Descarga

A la salida de la EDC, se previó la construcción de un dentellón de

concreto con cota inferior a la El -7,00. Esta estructura conforma la primera barrera

de seguridad contra la posible ocurrencia de erosión regresiva desde el Canal de

Descarga. En la Fig. 3 se muestra una tablestaca con elevación mínima a la Cota

-14, esta estructura es muy importante y actuaría como una segunda barrera de

seguridad de la EDC ya que protege a la estructura contra erosiones profundas

que se puedan producir en ese sector que puedan poner a riesgo su integridad.

Aguas abajo la Estructura de Control termina en dos muros de ala de concreto con

fundación extendida hasta la Cota +5.00.

Las compuertas radiales están confinadas por los muros de encauzamiento

laterales y por pilas de 2.5 m de ancho y que terminan a 23 m del eje de la

carretera de servicio. La no existencia de las dos pilas intermedias, de 2.5 m de

ancho aguas abajo genera una expansión del flujo en la Losa de Aquietamiento

desde donde éste es proyectado sobre el Canal de Descarga por la estructura

terminal, compuesta por un taco de 1m de altura, que cumple varias funciones:

como elemento de protección de la junta entre la EDC y el Canal de Descarga,

como elemento confinador del resalto hidráulico que tiende a formarse al final de

la losa de aquietamiento y como estructura disipadora de energía por impacto .

Sobre la estructura de toma del orificio, en su parte superior se ubica el

puente de operación de las compuertas radiales, de 5m de ancho donde se alojan

Fig. 3 Plano de la Estructura de Control. Fuente: C.V.G

los equipos electromecánicos y los diales de posicionamiento de las 3 compuertas.

Sobre el muñón de las compuertas radiales, a la Cota 6,30 se ubica el puente de

servicio aguas abajo, de 3m de ancho. Las compuertas son operadas por un

sistema de poleas y guayas fijadas a las compuertas. Están provistas de sus

partes empotradas, guías y sellos laterales. El sistema de izamiento incluye

contrapesos provistos de guías laterales para su operación. La compuerta posee

un sistema mecánico de frenado que permite las maniobras de su operación. Para

el mantenimiento de la estructura y de las compuertas existen ranuras para

tapones de mantenimiento ubicadas tanto aguas abajo como aguas arriba de cada

vano, que mantienen una longitud de aproximadamente 13m.

Fig. 4 Sección de la Estructura y sus Puentes. Fuente: C.V.G

Aguas abajo de la estructura de concreto, se diseñó un canal trapecial de

50 m de ancho en el fondo que está ubicado a la Cota -5,10 a la salida de la losa

de disipación aproximadamente por una longitud de 30m a partir de la cual sube la

cota -4,50.

La estructura de control funciona para mantener el resalto hidráulico dentro

de la estructura de concreto para los caudales más frecuentes produciéndose la

disipación de energía en la cámara o losa de aquietamiento; para las aperturas de

compuerta mayores se debe producir la tendencia al lavado del resalto de la losa

de aquietamiento, y consecuentemente el flujo de alta velocidad con gran poder

erosivo disipa la energía residual en el Canal de Descarga.

Fig. 5 Estructura de Control-Planta Sección Vista desde Aguas arriba. Fuente: C.V.G

Fig. 6 Perfil y vista desde aguas abajo de la Estructura de Control. Fuente: C.V.G.

Condiciones Hidráulica

El caudal promedio del Rio Orinoco es de 30.000 m3/s sin embargo tiene

picos que logran alcanzar en Aguas Altas Máximas a 90.000 m3/s. La distribución

del 100% del caudal del Río Orinoco se divide en: Río Grande 80% obteniendo así

un caudal de 72.0000 m3/s y el Brazo Macareo el 20% restante resultando con un

caudal de 18.000 m3/s. El Brazo Macareo a su vez se distribuye al Caño Mánamo

y Caño Macareo con un 12% (10.800 m3/s) y 8% (7.200 m3/s) respectivamente.

La Estructura de Control del Sistema de Control de Inundaciones del Delta

del Orinoco, se construyó en seco sobre la margen izquierda del Caño Mánamo.

En conjunto con la presa construida sobre el mismo caño, conforman las obras de

cierre de este importante brazo del Orinoco, capaz de conducir antes del cierre

hasta un 12% del caudal total del Orinoco a lo que corresponde una variación

anual de caudales. El Caño Mánamo, se origina en la difluencia de Macareo

desde donde recorre unos 17 Km hasta llegar a la Estructura de Control (Fig. 7).

DEL-233-LGVN: 982545 .522E:604704.876H: 1 0.1 70 mH: 1 0.1 70 mE:604704.876N: 982545 .522DEL-233-LGV

N:978000

N:980000

N:982000

N:984000

E:605000 E:607000 E:609000 E:611000

COPORITO

ESTRUCTURA DE CONTROL

Fig. 7 Caño Mánamo- Tramo Difluencia de Macareo –Estructura de Control (Fuente, OTD, 2007)

Fig. 8 Difluencia del Macareo

La Conducción del Caudal del Caño Mánamo desde su cierre se redujo su

caudal de 10.800 m3/s a 200 m3/s, dicho caudal es controlado permanentemente

por la Estructura de Control. Con el cierre se redujo el caudal del caño trayendo

como consecuencia una tendencia de deposición severa de material de

suspensión del Río Orinoco. Puede amenazar el breve plazo con estrangular por

completo el flujo de la Estructura de Control. En la época de estiaje del Orinoco

hacen inestable el flujo de la circulación hacia la EDC por cuanto se han formado

controles de fondo que dificultan el paso de los caudales de diseño.

Criterios de Diseño

A través de los estudios realizados para el cierre de Caño Mánamo se

estableció que a través de la construcción de la Estructura de Control y los diques

Guacasia-Los Güires se incrementaría 20 cm aguas arriba del Orinoco para la

Creciente en un Periodo de Retorno de 100 años.

Se evaluó que con el gasto de 200 m3/s originario de la Estructura de

Control, sería capaz para mantener la creciente cuña salina en el sector de San

Antonio de Buja, que se encuentra a 45 Km de la EDC y a vez que este caudal

fuese capaz de transitar en la Estructura de Control en niveles más bajo del Rio

Orinoco en la Mira XVII.

Para la Estructura de Control se realizaron estudios para ver su

comportamiento y su capacidad de erosionar aguas abajo, para dicho estudio se

realizaron en un modelo físico del cual solo se tienen memoria fotografía no

existen informe de la investigación del mismo, en las fotografía se observa que se

evaluó la estabilidad del material colocado aguas abajo, para descargas limitadas

de la estructura en la EDC, hasta 2 m que corresponde a unos 250 m3/s

aproximadamente según la Curva de Descarga de EDC. Los criterios de diseño

incluyeron la apertura de los 3 vanos en forma simétrica, de manera que no se

produjeran asimetrías del flujo a la salida de la EDC y consecuentes flujos

cruzados que pudiesen traer concentraciones de flujo indeseables capaces de

afectar la integridad del Canal de Descarga y la misma EDC.

En función de la capacidad de descarga de la EDC y su comportamiento, se

establecen igualmente en evidencias fotográficas diferentes tipos de controles

sobre el flujo, tal como se muestra en las siguientes Fotografías (estas fotografías

fueron suministradas por el Ing. Santos Michelena, quien participo en estas

investigaciones).

Fig. 9 Paso libre del flujo. Fuente: C.V.G

Fig. 10 Control medio del flujo. Fuente: C.V.G.

Fig. 11 Control amplio del flujo. Fuente: C.V.G

En la fig. 9 se muestra el ensayo de Modelo de las Compuertas de la EDC

del Caño Mánamo. Nótese la estabilidad del material para una apertura

aproximada de 2m y una Cota aguas arriba de 7,30 msnm.

No se evidencia en las fotografías mostradas, ensayos con condiciones de

flujo superiores a las condiciones de caudal ecológico, cerca del caudal de 250

m3/s. De hecho los ábacos que se usan desde entonces para la operación de la

EDC, muestran caudales máximos de hasta 250 m3/s, por lo cual pareciera que en

la operación de esta estructura no se previó en los criterios de diseño originales ni

operaciones asimétricas, ni mucho menos condiciones con caudales totales (3

vanos) superiores a 250 m3/s.

En algunas fotografías se usa una profundidad de 7m aguas abajo de la

sección de control de la compuerta, por lo cual se intuye que se evalúa la Cota 1,5

que correspondería a un nivel asociado a la marea alta y muy similar a la cota del

centro del radio de la compuerta (Fig. 11).

Se puede visualizar condiciones de flujo donde se produce una especie de

resalto hidráulico en la expansión del canal de concreto de la EDC, ubicada aguas

debajo de las pilas cortas de la estructura. En apariencia, estas fotografías

corresponden a niveles de marea alta, no se obtuvo información sobre si fueron

ensayadas condiciones de marea baja. Se estima que estas últimas condiciones,

las velocidades de salida del flujo serían mayores y la capacidad de erosión del

fondo y taludes del canal de Descarga serían mayores que en las condiciones de

marea alta.

El Caño Mánamo, aguas abajo de la EDC, luego del cierre, se comporta

como un caño de mareas, con una variación de sus niveles de la superficie del

agua, en un rango de aproximadamente 1,20-1,50m con régimen bi diurno. El

criterio original de diseño, basado en los resultados de un modelo matemático,

prevén que la cuña salina se mantendría en la población de San Antonio de Buja.

Igualmente, en informes de la época concluyen que en la temporada de lluvia, la

estructura de control se podría mantener cerrada, por cuanto el flujo de aguas

dulce provenientes de los cauces que descargan sobre la margen derecha del

Caño Mánamo, sería suficiente como para no generar niveles de salinidad

excesiva aguas arriba de la Población de San Antonio de Buja.

En el año 2006 realizaron un estudio con ecosonda el cual arrojo

información sobre la presencia de un proceso de erosión aguda ubicada frente de

la estructura de control mostrando un incremento hasta la actualidad, con una

profundidad de 11 m aproximado por debajo de la elevación del dentellón de la

EDC y a unos 6 m por debajo de la elevación base de la tablestaca, que se

muestra en los planos como segunda barrera de seguridad, pero que no ha podido

determinarse si fue verdaderamente incorporada en la construcción de la obra, por

cual no se tiene certeza sobre la existencia de estas barreras de seguridad de que

dispone la estructura que eventualmente limitarían el paso de este proceso de

socavación profunda hasta la propia fundación de EDC y sus muros laterales.

La falla de la estructura de Control, traería consigo consecuencias

verdaderamente catastróficas. Se perdería el control del flujo del Rio Orinoco

hacia la ciudad de Tucupita y hacia toda la zona actualmente protegida por el

Sistema de Control de Inundaciones. Se produciría la inundación incontrolada de

la ciudad de Tucupita por el Rio Orinoco, la incomunicación de la ciudad de

Tucupita, poblaciones y comunidades aledañas protegidas, daños a personas que

normalmente se centra sobre la pérdida de vidas, daños económicos directos e

indirectos, pérdidas económicas cuantiosas de infraestructura, servicios, cultivos,

propiedades públicas y privadas, además de los trastornos sociales y ambientales

de grandes proporciones que una calamidad de este tipo normalmente ocasiona.

Modo de falla.

Un modo de falla es la secuencia particular de eventos que puede dar lugar

a un funcionamiento inadecuado del sistema Estructura de Control – Volumen del

embalse retenido, o una parte de ese sistema. Esta serie de sucesos se asocia a

un determinado escenario de solicitación y tiene una secuencia lógica, la cual

consta de un evento inicial desencadenante, una serie de eventos de desarrollo o

propagación y culmina con la falla de la estructura.

Un escenario normal lo constituye la operación de la EDC en la temporada

de crecientes del Orinoco, cuando por razones de la limpieza de macrofitas, se

opera la estructura a condiciones de caudal muy sobre el caudal de diseño de las

obras (200 m3/s). Un modo de falla asociado podría ser la perdida de la estabilidad

de los taludes que soportan la fundación de la estructura, por erosión intensa

debido al flujo.

Un escenario Hidrológico se asocia la ocurrencia de crecientes con periodo

de retorno superior al Periodo de Retorno de diseño (Tr= 100 años). En el caso

de los niveles de la Mira XVII, se tiene la relación Tr vs Nivel Mira XVII elaborado

con la información disponible en el Grafico 1. En esta figura se muestra por

ejemplo que la creciente de 1976, que origino la Cota Máxima Registrada en la

Mira XVII (8m21 msnm), tiene un periodo de Retorno de 25años. Por otro lado, el

nivel de rebose en la Estructura de control estaría sobre la Cota 10, cuyo valor

asociado de Tr es de 1000 años.

1 10 100 10005.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00

9.50

10.00

f(x) = 0.498302597965666 ln(x) + 6.57041606027432R² = 0.99789074625511

Periodo de Retorno, Tr [años]

NIV

EL M

IRA

XVI

I, m

snm

Gráfico 1 Análisis de Valores Extremos de Niveles en la Mira XVII, Data limitada.

Tr (años) 1,58

2 2,33

5 10 15 20 25 50 100 200 500 1000

Cota Mira XVII

6,71

6,88

6,98

7,41

7,76

7,96

8,1

8,21

8,53

8,86

9,19

9,61

10

Tabla 1 Niveles en el Caño Mánamo para diferentes Periodo de Retorno-Mira XVII.

Aspectos de Proyecto, Operación y Comportamiento Hidráulico de la

Estructura de Control y sus Obras Conexas.

Aspectos de Operación de la Estructura de Control

La Estructura de Control (EDC) y todas sus obras conexas fueron

diseñadas para controlar el flujo en el Caño Mánamo a 250 m3/s (Ballofet y Bocco,

1968). La EDC no es una estructura de alivio y su función principal responde a

proveer de un gasto suficiente al Caño Mánamo y a los caños ubicados en los

tramos inferiores de caudal necesario para evitar el ascenso de la cuña salina.

Sus condiciones de operación son variadas en cuanto al régimen hidráulico

que se genera tanto en la estructura propiamente dicha como en su Canal de

Descarga. Los niveles aguas arriba son impuestos por las crecientes del río

Orinoco y los niveles asociados en la difluencia Caño Macareo – Caño Mánamo

ubicada unos 18Km aguas arriba de la Estructura de Control.

En la difluencia de Macareo, bajo condiciones de niveles y caudales bajos

en el Rio Orinoco, existen evidencias de manifestación de niveles de mareas que,

para las condiciones más extremas de niveles bajos, podrían influenciar la entrada

de flujo a la Estructura de Control. Esta situación se nota igualmente, en menor

proporción para niveles y caudales del Orinoco superiores a los valores mínimos,

disminuyendo este efecto a medida que se desarrolla la creciente del Rio Orinoco.

Los niveles aguas abajo son los impuestos por la condición de Caño de

Mareas que es la condición hidrodinámica que prevalece en el Caño Mánamo con

una variación de la marea que varía entre 1 a 1,5m, en el sitio de la Estructura de

Control (INCOSTAS, 2007).

El caudal de funcionamiento del sistema fue definido en 1967 en 250 m3/s.

Esta cifra debe ser validada permanentemente en términos de las necesidades y

condiciones ambientales actuales de todo el sistema que se beneficia de este

caudal, en particular de los niveles de salinidad en el Caño Mánamo y sus

difluentes. En algunos documentos de CVG, se presenta la cifra de 200 m3/s,

como caudal de diseño de la EDC.

Niveles aguas arriba

Los niveles aguas arriba de la Estructura de Control son monitoreados a

través de la Mira XVII. Los datos tienen una tendencia unimodal y muestran

niveles promedio diarios, que presentan sus máximos en el mes de agosto y sus

valores mínimos en los meses de enero a abril.

Estos niveles caracterizan los niveles de operación de la estructura de

control aguas arriba, y determinan – junto con la apertura de compuerta – el

caudal de aporte de esta estructura al caño Mánamo. Es importante enfatizar que

en el año 1976, se registró la cota 8,21, con Periodo de Retorno, Tr, cercano a 25

años (Grafico. 2). Este valor es el más alto en casi 50 años de operación de la

Estructura de Control y es muy cercana a la Cota 8,50, determinada como cota

máxima del proyecto. Los valores bajos de los meses de estiaje, comparados con

los valores de marea correspondientes indican que prevalecen en algunas

oportunidades los niveles de las mareas sobre los niveles del Río Orinoco en la

Difluencia de Macareo.

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 1270.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

Niveles aguas arriba en el Caño Manamo (Mira XVII)

75-76 94-95 95-96 96-97 97-98 98-99

99-2000 2000-01 2001-02 2002-03 2003-04 2004-05

2005-06 2006-07 2013

Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept Oct

Nov Dic

Cota

Mir

a XV

II (m

snm

)

Grafico 2 Niveles del agua diarios en la Mira XVII-Coporito, Fuente: CVG 2013

Niveles aguas abajo

Los niveles aguas debajo de la Estructura de Control, se corresponden con

los niveles resultantes asociados al caudal de la conducción y al régimen de

mareas semidiurno (2 ciclos/día) que se origina en la desembocadura del Caño

Mánamo en el Océano.

En el Grafico 3 se muestran valores tomados de la mensual de la C.V.G.

estos niveles muestran las cotas del agua en el canal aguas debajo de la

estructura de control y están principalmente definidos por el régimen de mareas

que a su vez imponen el control del flujo en el canal de descarga, y contrarrestan

en conjunto con la carga de velocidad a la salida de la estructura de control, la

energía del flujo que proviene de la estructura que debe ser disipada entre la losa

de disipación de energía y en el Canal de Descarga.

Operación de la Estructura de Control

Para la operación de la Estructura de Control de Gasto se emplea la curva

de Descarga que se muestra en Grafico 4 para operar las tres compuertas. Esta

curva fue obtenida mediante investigaciones en modelo físico, con esta curva es

posible obtener la apertura adecuada para un caudal de 200m3/s y el nivel en la

Mira XVII.

Grafico 3 Niveles Máximos y Mínimos Aguas abajo-Mira VI-Carapal, Fuente: CVG, 2006.

Grafico 4 Curva de Descarga de la Estructura de Control, (3 Compuertas abiertas) Fuente: C.V.G.

Para operar la EDC, la apertura de compuerta se lee en el indicador de

cada compuerta ( Fig.12) , la cota de la Mira XVII se mide agua arriba donde

existen varios tramos de mira que cubren todo el rango de niveles que se

presenten ( Fig.13 ).

Fig. 12 Indicador de apertura de compuerta Fig. 13 Tramos de Mira XVII

La operación de la EDC contempla la estimación de la apertura de

compuerta conocida la Cota del agua en la Mira XVII (msnm) y el caudal de

descarga deseado (m3/s). Para el caudal de diseño de 200 m3/s, se puede utilizar

la siguiente expresión:

a (Q =200 m3

/s)= 0,00700758x4 – 0,151389x3 + 1,20511x2 – 4,38887x +8,21071 Ec.

(1)

Donde:

a= es la apertura de compuerta (m).

x= es la altura del agua en la Mira XVII (msnm).

Ecuaciones similares se obtuvieron para caudales diferentes al caudal de

diseño:

Q

(m3/s)

Ecuación para a:

100 0,29825 x2 – 2,1014x + 4,83854

150 0,00516833x4 – 0,11612x3 + 0,963724x2 – 3,61274x + 6,65617

250 0,044076x2 – 0,729762x + 4,84286

Tabla 2 Ecuaciones para la estimación de a en función de la Cota en la Mita XVII (X), para caudales en la EDC diferentes al caudal de diseño

Estimación de la descarga en la Estructura de Control

Para cualquier condición de flujo que se tenga en la EDC, conocida la

apertura de las compuertas “a” (m) y la Cota del agua en la Mira XVII (msnm), es

posible conocer el caudal que pasa por la EDC, mediante la expresión:

Q = Cdx Ax (2xgx h) 0,5 Ec. (2)

Dónde:

Cd= Es el Coeficiente de Descarga.

A= Es el área de las compuertas disponible para el flujo (m2).

g= Es la aceleración debido a la gravedad (9,81 m/seg2 ).

h= Es la altura del agua sobre la solera de entrada (m), es calculada a

través de la siguiente ecuación:

h= Cota Mira XVII (msnm) – (4,50) Ec. (3)

El Coeficiente de Descarga Cd, se obtiene de los datos del ábaco (Grafico

4), según el Grafico 5, con los valores de h/r (donde r es aproximadamente igual a

10m), es posible obtener dicho coeficiente. Los valores de los coeficientes de

Descarga del ábaco son entre 0,45 y 0,15 aproximado los extremos de la curva.

Debido al efecto que trae consigo la marea alta y el diseño de la Estructura de

Control, que estaría un quinto del tiempo operando a cotas del agua en el entorno

de la Cota 1 y -0,2. Estas cotas sumergen la salida del flujo en la Estructura de

Control y en consecuencia, se genera una reducción en el valor de Cd, por

consiguiente estos datos son menores a los reportados por estructuras similares.

Con las ecuaciones 2 y 3 y el grafico 5, se obtiene el caudal que pasa por

las tres compuertas de la Estructura de Control de Gasto. Con los valores de la

Mira XVII y la apertura se pueden estimar el caudal de la Estructura de Control a

través del grafico 6. Siendo un ábaco más amplio con las posibles condiciones de

operación, este grafico puede ser usado para estimar el caudal para aperturas de

compuertas y niveles en la Mira XVII hasta niveles máximos.

Grafico 5 Coeficiente de Descarga Cd, en función del parámetro h/r para la Estructura de Control (Fuente: Abaco de la CVG)

Grafico 6 Curva de Descarga de la Estructura de Control ampliada para condiciones de operación diferentes a las presentadas en el ábaco (Grafico 3)

Caudales de Operación de la Estructura de Control

En el grafico 7 indica las variadas condiciones de operación de la Estructura

de Control. En términos de aperturas de compuerta ésta varía desde 1m hasta

total, 5m. En términos de Cota aguas arriba (Mira XVII), ésta varía desde 7 hasta

la Cota 0,5. En general, para todas las combinaciones de estas tres variables se

debe dar la condición de 250 m3/s de caudal.

Grafico 7 Datos de la Operación de las Compuertas de la Estructura de Control. Fuente: CVG, 2006

Caudales máximos de Operación de la Estructura de Control

Durante la época de crecida del Orinoco y debido a la proliferación de la

Bora o Jacinto de Agua en la antecámara de la Estructura de Control (Fig.14), se

opera la Estructura de Control dentro de la región A, Grafico 7, con el fin de lavar

la Bora de la antecámara.

Fig. 14 Proliferación de Jacinto de Agua en la Estructura de Control.

Con el Grafico 6 contribuye a la determinación del caudal de la Estructura

de Control de Gasto, para las condiciones de niveles en la Mira XVII en la región

superior de la curva de gastos y para la apertura libre de compuertas se tiene un

caudal de aproximadamente 650 m3/s. Esta condición es severa desde el punto

de vista de la capacidad de erosión del flujo, por cuanto se originan altas

velocidades, oleaje y turbulencia en el régimen de flujo que no corresponden con

las condiciones de diseño ni de la Estructura de Control propiamente dicha ni de

su Canal de Descarga.

Las condiciones de operación de la Estructura de Control son por

consiguiente muy variadas en cuanto al régimen hidráulico que se genera tanto en

la estructura propiamente dicha como en su Canal de Descarga y define la

disipación de energía asociada. En función del diseño de la estructura, los niveles

de operación tanto aguas arriba como aguas abajo y de la apertura de

compuertas, este tipo de estructura funciona en la mayoría de los casos como

“aliviadero de orificio con alta sumergencia” siendo el resalto hidráulico que se

produce dentro de la losa de aquietamiento del tipo “resalto sumergido” que se

caracteriza por ser poco eficiente desde el punto de vista de la disipación de

energía que él produce (Visher & Hager, 2002).

La información de los niveles de la Mira XVII, ubicada aguas arriba de la

EDC que representan los niveles del Rio Orinoco (Grafico 2)en conjunto con las

aperturas de operación de la EDC, muestran que para la mayor parte del régimen

de apertura de las compuertas radiales, éstas se encuentran a un nivel inferior al

nivel de la marea, por lo cual, se espera un comportamiento sumergido de la EDC,

a lo largo de la operación de la EDC para el gasto de diseño de aproximadamente

200 m3/s (Grafico 4) .

Caudales mínimos en la Estructura de Control

El diseño de la Estructura de control presenta la elevación de la viga dintel a la

cota 0.5 msnm ( Fig.4), que correspondería a la apertura total de compuertas. La

curva de la Mira XVII, ubicada en la antecámara de entrada a la EDC, muestra

asimismo, niveles en el orden de la Cota 1 a 0.5, en los meses de Noviembre y

Diembre asi como en los meses de Enero a Marzo de cada año ( Figura XXXX).

Tal condición de niveles genera una competencia de los niveles aguas abajo,

correspondiente a la marea alta que llega a tener valores de cota de mareas en las

inmediaciones de la Cota 1, con la elevación del Caño Manamo en la Mira XVII, en

los meses de bajo aporte del rio Orinoco. En estas circunstancias, se genera una

inclinación en el balance de stáni que favorece al flujo de mareas sobre el nivel

seudo estaticop del nivel del agua en la Mira XVII, lo cual se traduce en un cambio

de la dirección del flujo en el sitio de la Estructura de Control, que será de acuerdo

a la condición que prevalezca en el gradiente de la superficie del agua aguas

arriba y aguas debajo de la EDC. Recientemente, el Grupo GMK realizo

observaciones y mediciones de los niveles de mareas y velocidades del flujo en la

Estructura de Control. Una toma parcial de estas mediciones se muestra en la

Figura XXXXXX, realizadas con niveles de Mira XVII cercanos a la Cota 0.5. La

integración del stánirá Velocidad ( m/s) con la data de nivel del agua, conocida la

sección d ela Estructura de Control perpendicular al flujo, permite estimar el caudal

instantáneo que pasa por la Estructura de Control. Una descripción de la Figura

XXXX permite identificar los siguientes efectos:

Las velocidades en la dirección aguas arriba-aguas abajo, se modifican

permanentemente.Se midieron valores promedios entre 0.5 (12:30pm) y

1.96 m/s ( 3:05 pm).

Ocurre una disminución de la velocidad ( no registrado) entre las 3:05 y las

4 :pm.Este efecto se debe al incermento del nivel del agua debido a la

marea. La ocurrencia de los máximos y minimos de velocidaddes no stán

necesariamente en fase con los niveles de marea.

Aproximadamente a las 4:20pm, se noto un cambio en la dirección del

flujo , pasando a la condición de aguas abajo-aguas arriba

La velocidad máxima registrada estuvo en el orden de 1,41 m/s, en el

sentido aguas abajo-aguas arriba y ocurrió a las 5h:39m

pm.,aproximadamente. Esta velocidad se redujo hasta la minima registrada,

de 86,9 cm/s a las 8h:46m

Alrededor de las 7h :12m pm, se inicia la inversión de flujo , desde aguas

arriba hacia aguas abajo, estimándose un caudal de 40 m3/s en la

Estructura de Control hacia el Oceano.

Los datos que se han analizados en el párrafo anterior son fundamentales y

definen que, en general, para estas condiciones de niveles minimos del Caño

Manamo en la Mira XVII, se presenta un intercambio de flujo complejo, que solo

permite prever la ocurrencia de flujo desde el Orinoco hacia el Caño Manamo, en

algunas horas, mientras que en otras se produce, reflujo en a dirección opuesta.

Una stánirá de este comportamiento, permite identificar la necesidad de evaluar

posibles efectos ambientales, por cambios en la salinidad asociados a la

ocurrencia del reflujo. Asimismo, este comportamiento complejo debe ser

detalladamente estudiado en toda la región de influencia ya que se presume que

intervienen en el los niveles tanto de las mareas como de los niveles pseudo

estaticos en los Caños Manamo y Macareo, los cambios de caudales asociados

que ocurren en la región de influencia y las implicaciones que en los parámetros d

ecalidad de aguatienen en todo el tramo en estudio. Una campaña de medición

intensiva durante el ciclo anual del Rio Orinoco, y particularmente en los meses de

estiaje, stánir de información fundamental sobre esta materia.