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7/27/2019 SALTOS DE AGUA.doc

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SALTOS DE AGUA

I. GENERALIDADES.

Son obras proyectadas en canales o zanjas, para salvar desniveles bruscos en la rasante de

fondo; se debe hacer una diferenciacin de estas obras y se conviene llamarlas CADAS,

cuando los desniveles son iguales o menores a 4 m., stas a su vez pueden ser verticales o

inclinadas.

Para desniveles mayores a 4 m. la estructura toma el nombre de RPIDAy en estos casos es

conveniente un estudio econmico entre la rpida o una serie de ca!das denominadas

GRADAS.

"#u! estudiaremos el dise$o hidrulico de ca!das verticales e inclinadas y gradas.

II. CADAS VERTICALES.

II.1.Criterios de diseo.

%. Se construyen ca!das verticales, cuando se necesita salvar un desnivel de % m. como

m&imo, slo en casos e&cepcionales se construyen en desniveles mayores.

'. Se recomienda #ue, para caudales unitarios mayores a ()) l*seg &m. de ancho, siempre

se debe construir ca!das inclinadas, adems manifiesta #ue la ejecucin de estas obras

debe limitarse a ca!das y caudales pe#ue$os, principalmente en canales secundarios

construidos en mamposter!a de piedra donde no se necesita ni obras de sostenimiento ni

drenaje.

(. +uando el desnivel es ).() m. y el caudal ()) l* seg &m. de ancho de canal, no es

necesario poza de disipacin.

4. -l caudal vertiente en el borde superior de la ca!da se calcula con la frmula para caudal

unitario #/0

2/348.1 Hq =

Siendo el caudal total0

2/32

3

2HgBQ = Frmula de Weisbach

1onde0 = ).2)

3 ancho de ca!da

2. 5a ca!da vertical se puede utilizar para medir la cantidad de agua #ue vierte sobre ella si

se coloca un vertedero calibrado.


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6. Por debajo de la lmina vertiente en la ca!da se produce un depsito de agua de altura Yp

#ue aporta el impulso horizontal necesario para #ue el chorro de agua marche hacia

abajo.

7. Se sabe #ue la geometr!a del flujo de agua en un salto vertical puede calcularse con error

inferior al 28 por medio de las siguientes funciones0

27.030.4 xDZ

Ld=

22.000.1 xDZ

Yp =

425.0154.0 xD

Z

Y=

27.02 66.1 xDZY =

1onde0

3

2

Zg

qD

= , #ue se le conoce como n9mero de salto y

2

3

06.1

+

=

Yc

ZCos

:. "l caer la lmina vertiente e&trae una continua cantidad de aire de la cmara indicada en

la ig. 4.%2, el cual se debe reemplazar para evitar la cavitacin o resonancias sobre toda

la estructura.


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b) "gujeros de ventilacin, cuya capacidad de suministro de aire en m (*s&m. de ancho de

cresta de la ca!da, es igual a0

5.11.0

=

Y

Y

qq

p

w

a

1onde0 #a Suministro de aire por metro de ancho de cresta.

= >irante normal aguas arriba de la ca!da.

#? @&ima descarga unitaria sobre la ca!da.

( )g

VKexKb

D

fLKeP a

w

a

2/

2

+++=

1onde0 ( )/P 3aja presin permisible debajo de la lmina vertiente, en metros de

columna de agua. ASe puede suponer un valor de m. de columna

de aguaB.

Ce +oeficiente de prdida de entrada Ausar Ce ).2Bf +oeficiente de friccin en la ecuacin de 1arcyDEeisbach0

g

V

D

Lfhf

2

2

=

5 5ongitud de la tuber!a de ventilacin, en m.

1 1imetro del agujero de ventilacin, en m.

Cb +oeficiente de prdida por curvatura Ausar Cb %.%B

Ce& +oeficiente de prdida por salida Ausar Ce& %.)B


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Fa Felocidad media del flujo de aire a travs de la tuber!a de

ventilacin.

wa / "pro&imadamente %*:() para aire a ')G+.

II.2.Cadas Verticaes co! O"st#c$os %ara e C&o'$e.

-l 3ureau of Heclamation ha desarrollado, para saltos pe#ue$os, un tipo de ca!da con

obstculos donde choca el agua de la lmina vertiente y se ha obtenido una buena disipacin

de energ!a para una amplia variacin de la profundidad de la lmina aguas abajo, a tal punto

#ue puede considerarse independiente del salto.

"nchura y espaciamiento de los obstculos ).4 =c.

5ongitud m!nima de la cubeta 5d I '.22 =c.

5d 4.() 1).'7J 32

gH

qD=

B

Qq=

+on contracciones laterales0

K +5J(*'

1onde0 + es un constante de contraccin.


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Sin contracciones laterales0

+

+= g

P

h

hBhQ 208.0

31050

1605.0

3

2 2/3

1onde0 3 "ncho de la ca!da.

K +audal en vertedero o caudal de la ca!da.

P -l m!nimo valor de P ser la diferencia de energ!as aguas arriba de la cresta y

en la cresta donde se produce =c.

h +arga sobre la cresta.

Se calcula primero 3, puesto #ue K es el caudal en el canal y por lo tanto es ya conocido.

5a anchura y espaciamiento entre los obstculos ser apro&imadamente ).4=c.

III. CADAS INCLINADAS.

III.1. Ge!eraidades.

-stas estructuras se proyectan en tramos cortos de canal con pendientes fuertes, siendo la

velocidad del flujo en la ca!da siempre mayor #ue la del propio canal, causando serios da$os

por erosin si no se pone un revestimiento apropiado; mediante el anlisis hidrulico se

verifican los fenmenos del flujo, #ue a su vez sern el fundamento para la determinacin de

la clase de revestimiento y de su e&tensin.

Lna ca!da inclinada se divide desde arriba hacia abajo en las siguientes partes0 >ransicin de entrada con seccin de control.

+a!da propiamente dicha.

+olchn.

>ransicin de salida.

-n algunos casos la ca!da propiamente dicha y el colchn, pueden ser de seccin rectangular

o trapezoidal, la seleccin depende de las condiciones locales y en todo caso del criterio del

dise$ador.

Secci(! de Co!tro

5a seccin de control tiene por finalidad mantener el flujo aguas arriba en el rgimen tran#uilo,

de manera #ue es la misma seccin de control donde ocurre el cambio de rgimen y el agua

alcanza la profundidad y velocidad cr!tica.

5a seccin de control consiste en una variacin de la seccin del canal en el punto donde se

inicia la ca!da o en una rampa en contra pendiente, de manera #ue la energ!a en el canalaguas arriba sea igual a la energ!a en el punto donde se inicia la ca!da.


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III.2. Criterios de Diseo Secci(! Recta!*$ar.

%. -n una rampa inclinada en sentido longitudinal de la ca!da en s! Ase recomienda en un

valor de %.20% a '0%B, su inclinacin no debe ser menor a la del ngulo de reposo del

material confinado.

'. -l ancho de la ca!da 3 es igual a0

3 K*#

1onde0 # %.7% J(*'

K valor conocido 2/323

2Hg

).2: Avalor promedio aceptado en este casoB

inalmente, el valor 3 debe ser tal #ue, al pie de la ca!da, el M9mero de roude nos

permita seleccionar la poza de disipacin #ue ms se ajuste a nuestro criterio.

(. -s muy importante tener en cuenta la subpresin.

4. -structuralmente, la ca!da estar dispuesta, con las precauciones del caso, para evitar su

falla por deslizamiento.

IV. GRADAS.+

Son ca!das verticales continuas, #ue se proyectan para salvar desniveles abruptos siendorecomendable no proyectar en este caso ca!das o gradas con alturas mayores a ).:) m.

Para desniveles mayores a 4 m. la estructura toma el nombre de RPIDAy en estos casos es

conveniente un estudio econmico entre la rpida o una serie de ca!das denominadas

GRADAS.

SALTOS DE AGUA EN LA ,ROVINCIA DE -ISIONES.

5a provincia de @isiones, ubicada en el centro geogrfico del @ercosur tiene el privilegio de contar conms de doscientos saltos de agua #ue se ubican en no ms de treinta mil Nilmetros0 "lgunos son saltos

conocidos y otros no tantos metidos dentro de la abundante vegetacin misionera.

-ste valioso recurso natural se convirti en una oferta tur!stica, potenciada por la ubicacin estratgica de

esta provincia. 5a ondulada topograf!a, con pendientes suaves y otras abruptas potencian la furia de miles

de cursos de agua #ue forman los saltos, tan particulares, todos estos cursos de agua son propios, nacen

dentro de la superficie provinciana y desaguan en sus tres principales colectores, los r!os Paran, Lruguay

e Oguaz9.

-ste listado de saltos est incompleto ya #ue se toman slo algunos de una e&tensa lista #ue confeccion

os @ercanti.


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Sato Ae*re.

-st ubicado a unos cinco Nilmetros de la ruta nacional %4 ACm. ')iene unos %: metros de altura, un

buen balneario y se puede llegar desde 1os de @ayo.

Ae*ra.

3ajo ese nombre se conocen dos saltos del arroyo "legr!a, el -duardo Jolmberg de %2 metros de altura y

el uan Kueirel de %: y %2 metros de ancho. "l pie e&isten piletas naturales. -stn ubicados poco antes de

la confluencia del arroyo "legr!a con el Piray Quaz9.

o!ito.

Pe#ue$o salto con un balneario. -st a un Nilmetro de la ruta %4, a la altura del Cm. ')6, a unos ')

Nilmetros de 1os de @ayo.

Ca%io/.

-n el centro de la localidad del mismo nombre. >iene siete metros de alto y ') metros de ancho.

Ce!tra.

-n San "ntonio, a 2 Nm. por Huta %)%. +ascada de unos : metros de altura y %) de ancho con pileta

natural.

C$a%ir0.

-n la zona Huiz de @ontoya. Sobre el arroyo +u$apir9. >iene cerca de %) metros de altura.

C$a%or#.

-s uno de los afluentes del +u$apir9. -l arroyo se despe$a en 4: metros y luego corre flan#ueado por

barrancas de gran altura. Lbicado cerca de la Huta %4 ACm. '%'B.

C&aari.

>iene unos trece metros, Se formado en el arroyo homnimo.

C&a/e.

-st a 2 Nilmetros de +ampo Qrande. >iene cinco metros de altura y unos 2) de ancho.

Ee!a.

-n -l dorado, en un marco selvtico y cerca de una gruta se puede apreciar este salto #ue cae desdeunos diez metros de altura. Por ruta %' a partir del Cm. 6 de -l dorado.

Sato E!ca!tado.

-s uno de los ms conocidos. >iene 2: metros de altura y est sobre el arroyo +u$apir9, a unos :

Nilmetros de "ristbulo del Falle AHuta %4, Cm. %66B.

Goo!dri!as.

+a!da de agua de %' metros de altura y '2 de ancho. Se llega por la ruta %4 a %) Nilmetros de ' de @ayo,

camino a San Ficente, a la derecha.


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Gra3ado.

Se desciende en forma de caracol unos doce metros de altura para llegar. -st ubicado a 2 Nilmetros de

3ernardo de Origoyen, cerca de la Huta %)%.

Tres de -a4o.

>iene una altura de 2 metros y en su ca!da forma una pileta natural. -st en Qaruhap, cerca de Puerto

Hico, a un costado de la Qruta Ondia, cueva #ue tiene una entrada de ') m. por () de fondo. "h! se

encontraron restos ar#ueolgicos.

O5o de Toro.

>oma el nombre de una piedra e&istente al pie del salto. -st a unos siete Nilmetros de la ruta %4 ACm.

'%4B, sobre el arroyo >igre.

La*art.

Rtro salto del +u$apir9, de ': metros, ubicado en la cercan!a de la Huta %4 ACm. '%)B. Se llega desde 1os

de @ayo.

Las Cier/as.

>iene forma de semic!rculo y cae desde %) metros de altura. Se llega desde "ristbulo del Falle.

-isterioso.

Son dos saltos ubicados sobre el Salti$o0 uno de %2 y otro de %: metros de altura. -stn a unos 6 Nm de la

Huta %4 ACm '(7B. Se llega desde ' de @ayo.

6aca!*$a0.

>oma su nombre del arroyo donde se forma, poco antes del Paran. >iene unos diez %) metros de altura.

O!ce V$etas.

-se salto es conocido tambin como +hico "lfrez, sobre el arroyo Rnce Fueltas, afluente del Lruguay.

Sa! er!ardo.

>iene unos () metros y se llega desde "ristbulo del Falle Aa un Nilmetro de la Huta %4, en el Nilmetro

')2B.Ta"a4.

-n ard!n "mrica, ubicado a tres Nilmetros de la ruta nacional %'. -s una cascada irregular en un marco

selvtico.

Ti*re.

ormado por el Piray @in!, tiene alrededor de 6) metros.

Tirica.

-st cerca de >igre y sobre el mismo arroyo. >iene () metros de alto y por sus 2) metros de ancho, lollaman Salto Qrande.


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T$%as4.

Por Huta Macional %)%, a dos Nilmetros de San "ntonio0 son dos ca!das paralelas de unos %' metros de

altura.

T$%+C$#.

Se forma en el arroyo del mismo nombre, a unos 2)) metros de la Huta %', cerca de Eanda.

Ur'$ia.

>iene seis metros de alto. -st ubicado cerca en inmediaciones de la Huta %4 ACm. ')'B. Se puede llegar

desde 1os de @ayo.

Ur$*$a+.

-st constituido por un grupo de pintorescos saltos sobre el arroyo homnimo. Se llega por Puerto

5ibertad AHuta %'B.

7a"ot.

>oma su nombre del arroyo donde se forma, antes de la desembocar en el r!o Lruguay.

8OR-ACI9N DE LAS CASCADAS.

5as cascadas se desarrollan de varias maneras. 5a principal se debe a distintas velocidades de erosin en

puntos donde una capa de roca resistente cubre capas ms blandas. 5a erosin subsiguiente de las rocas

blandas por parte del agua #ue cae, socava y rompe trozos de la cubierta dura. "lgunas de las cataratas

ms grandes del mundo, por ejemplo las cataratas del Migara en Morteamrica, las de Oguaz9, entre

"rgentina, 3rasil y Paraguay y las Fictoria en frica, se originaron as!.

5as cascadas de regiones monta$osas se desarrollan, en general, donde un glaciar ha e&cavado un valle

grande, y ha dejado colgando valles secundarios, con erosin menor; los afluentes o corrientes

secundarias contenidos en estos valles concurren sobre el r!o principal a travs de saltos o cascadas. 5os

valles colgantes tambin se desarrollan cuando un r!o principal se hunde en su cauce ms rpido #ue sus

afluentes. 5as cascadas formadas de esta manera son las ms altas del mundo. Por ejemplo, lascascadas 3ridalveil, Hibbon y del "lto y 3ajo =osemite en el Par#ue nacional =osemite, la cascada de

@ultnomah A%:< mB en un afluente menor del r!o +olumbia en Rregn A-stados LnidosB la de Qavarnie

A4'' mB en rancia, la Sutherland A2:) mB en Mueva Telanda y la de Staubbach en Suiza derivan de valles

colgantes.

Rtras cascadas surgen donde una falla eleva una cordillera monta$osa o parte de ella, creando un

escarpe de falla sobre el #ue las corrientes de agua descienden a gran velocidad. 5a socava y la erosin


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continuadas del borde y del lecho superior de roca en las cascadas provoca #ue muchas de stas se

desplacen r!o arriba; as! disminuyen de tama$o, degeneran en rpidos y, por 9ltimo, desaparecen.

5as cataratas Fictoria, una de las mayores y ms

magn!ficas del mundo, estn en la frontera entre el

sur de Tambia y el noroeste de Timbabue. 5a

niebla y el ruido producidos por la ca!da de %'' m

del r!o Tambezi inspiraron su nombre nativo, @osiD

RaD>unya AUel humo #ue atruenaUB.

CASCADAS 8A-OSAS.

-ntre las cascadas ms grandes o espectaculares a9n no mencionadas estn las cataratas del Salto

ngel Augela AaNaNNa? A2)( mB en +anad; las del rey orge FO A4:: mB en Quyana; las de

Crimmler A(:% mB en "ustria; las Silver Strand A(27 mB en +alifornia A-stados LnidosB; las de Eollomombi

A((2 mB en "ustralia; las de Qersoppa A'2( mB en la Ondia; y las de Oguaz9, entre "rgentina, 3rasil y

Paraguay. 5as alturas de algunas de estas cascadas incluyen varios saltos.


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Cataratas de I*$a0.

5as cataratas del Oguaz9, en la frontera entre "rgentina y 3rasil, son una de las grandes maravillasnaturales de Sudamrica. Su altura var!a entre 6) y :) metros. -n la estacin seca, el r!o cae en doscascadas con forma de media luna, pero en la estacin h9meda, el agua se une en una gran cascada dems de 4 Nm de anchura.

DISE6O DE UNA CAIDA VERTICAL

DATOS:1esnivel VT %m


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+aracter!sticas del canal0

"guas arriba "guas abajoK Am(*segB ',) ',)

S A)*))B %,) ),7

n ),)%2 ),)%2T AtaludB %,) %,)b AmB %,) %,)

= AmB ),:2 ),ransicin de -ntrada 05>e A>%D >'B* ' tg W*'

donde0>% b I '=T>% ',7) m.>' %,2) m.

W*' '2G5>e %.'< m.5>e '.)) m.

(. 1imensiones de la +a!da0


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# %.(( m(*seg & m

=c ).26 m.

1 ).%: m.

5d '.7% m.

=p ).6< m.

=% ).'6 m.

=' %.)2 m.

5 2.4' m.

5ongitud del estan#ue 5d I 5 :.%( m.Hesalte =aguas abajo* 6 ).%6 m. X ).') m.

4. 5ongitud del >ramo de +anal Hectangular Ainmediatamente aguas arriba de la +a!daB0

5 (.2 =c5 %.


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Se sabe0

a= !a" D#$%

!a= &'(%%$D#

Heemplazando valores en la -cuacin anterior0

Hesolviendo por tanteos, resulta0

1 ).%2% m.

" Y 1'*4 ).)%: m'

-sta rea e#uivale apro&imadamente al rea de ( tubos, ' de 4Z A).%) m.B y % de 'Z A).)2 m.B, estos tubos se colocarn de

manera #ue conecten la +mara de aire de la ca!da con el espacio e&terior.

4

2

006.0

2 Dg

Va

=

4

006.00.11..1

0.202.05.0

830

104.0

DD

++++=

4

104.06.23.5533

DD

+=

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