VERTEDORES

I. INTRODUCCIN

Los vertedores son probablemente las estructuras de aforo ms usados en la medicin del volumen del agua que circula en un canal. Los vertedores se pueden dividir en vertedores de cresta delgada y vertedora de cresta ancha.Para el caso de presas, la funcin principal de las obras de excedencias es la de permitir el desalojo de los volmenes de agua excedentes en el vaso de almacenamiento; esto establece de manera tcita de que previamente se halla satisfecho la capacidad de almacenamiento en la presa; o sea, que el embalse se encuentre llene hasta su nivel de conservacin o mximo de operacin antes de que se inicien los desfogues por estas importantes estructuras.La importancia en la planeacin, diseo y construccin de los vertedores de demasas radica y debe radicar en que esta estructura es considerada como una verdadera vlvula de seguridad de las presas; ya que, permite de una forma controlada y calculada la derivacin o evacuacin de los volmenes excedentes sin peligro para la propia presa.Las obras de excedencias son un aprovechamiento superficial de la estructura que permiten descargar los volmenes de agua que exceden a la capacidad til de control en un almacenamiento, para ser conducidos fuera del vaso y llevados aguas abajo nuevamente al rio, evitando el dao a otras estructuras y con el mximo de seguridad.Estas funciones se realizan normalmente utilizando vertedores y solo en casos especiales de obras pequeas, se utilizan los sifones: por esta razn las obras de excedencias son a menudo vertedores de excedencias

II. OBJETIVOS

General

Determinar el caudal del rio chonta

Especficos

Observar y analizar el funcionamiento del vertedero tipo cimacio construido en el rio chonta. Conocer las dimensiones que se emple en la construccin del vertedero tipo cimacio.

III. MARCO TEORICOVERTEDORES

Definicin.- El vertedero ha sido definido por Balloffet como una abertura(o mejor, escotadura) de contorno abierto, practicada en la pared de un depsito, o bien en una barrera colocada en un canal o rio, y por la cual escurre o rebasa el lquido contenido en el depsito, o que circula por el rio o canal.

En la Figura.1 se aprecia una escotadura rectangular de longitud L.

En general, un vertedero suele tener una de las finalidades siguientes: a) medir caudales y b) permitir el rebose del lquido contenido en un reservorio o del que circula en un rio o canal.Los vertedores resultan muy tiles para medir caudales. Los que tienen el objeto exclusivo de medir, lo hacen por lo general con caudales relativamente pequeos.

Tambin puede construirse un vertedero para permitir el rebose del lquido al llegar a un cierto nivel. A esta estructura se le denomina aliviadero.

Existen diferentes tipos de vertederos. Pueden clasificarse por el tipo de cresta, por los niveles de aguas abajo, por su forma, por las condiciones laterales, por su inclinacin con respecto a la corriente y por otras circunstancias.

Figura .1 Descarga sobre vertedero rectangular de pared delgada.

Un vertedor da lugar a un chorro, es decir, a una napa vertiente, tal como se aprecia en la Figura .1. Sobre el vertedor y en sus inmediaciones hay un movimiento rpidamente variado (M.R.V). Es un remanso de depresin originado en la transformacin de energa potencial en energa cintica. Hacia aguas arriba, en una seccin AB, hay un movimiento gradualmente variado (M.G.V). Se acepta que en la seccin AB rige la ley hidrosttica. Esta seccin se encuentra a una cierta distancia del vertedero. Referencialmente se considera que esta distancia es igual 4H, siendo H la carga sobre el vertedero. Obsrvese que inmediatamente aguas arriba del umbral de vertedero hay una zona de estancamiento o de aguas muertas.Clasificacin de los vertederos por el tipo de cresta

Por el tipo de cresta se distinguen dos grandes tipos: vertederos en pared delgada y vertederos en pared gruesa. La diferencia est en el tipo de contacto entre la napa vertiente y el paramento.En los vertederos de pared delgada el contacto entre el agua y la cresta es solo una lnea, es decir, una arista. Para que un vertedero se considere en pared delgada no es indispensable que la cresta sea delgadsima como la figura .1. La pared puede tener un cierto espesor. Si este es menor que 2H/3 se considera que el vertedero es de pared delgada, como se deduce de la observacin de la Figura .2 que corresponde a una vertiente en cresta delgada.

Figura .2 Detalle de las caractersticas geomtricas de la napa vertiente en un vertedero en pared delgada.

Figura .3 vertedero en pared gruesa, segn dibujo de Balloffet.En cambio, en los vertederos en pared gruesa el contacto es un plano. El flujo se adhiere a la cresta. Figura .3 se observa tres vertederos en pared gruesa. El vertedero tipo c se considera en pared gruesa propiamente dicha, en tanto que los tipos a y b se llaman de pared intermedia.Velocidad de aproximacin

Se denomina velocidad de aproximacin (velocidad inicial o de llegada) a la velocidad media que corresponde a la seccin AB en la que el escurrimiento se produce en toda la seccin. Obsrvese que hacia aguas debajo de la seccin AB la seccin transversal que participa del escurrimiento es menor. La velocidad de aproximacin V0 es:

. (1)Siendo B en ancho del canal de aproximacin. Si el umbral P fuese mucho mayor que H entonces aproximacin V0 tendera a cero.Esta velocidad inicial da lugar a una energa cintica hv cuya expresin es:. (2)Siendo coeficiente de CoriolisClasificacin de los vertederos por los niveles de aguas abajo

Este es un criterio de clasificacin muy importante. En el vertedero libre el nivel de aguas abajo es inferior al de la cresta.En cambio, el vertedero sumergido o incompleto se caracteriza porque el nivel de aguas abajo es superior al de la cresta.Clasificacin por las condiciones laterales de descarga

Los vertederos pueden ser con contracciones laterales o sin ellas.Los vertederos con contracciones laterales son aquellos en los que la longitud L del vertedero es menor que el ancho B del canal de aproximacin. Para que se produzca contracciones laterales completas es necesario que la distancia entre cada extremo del vertedero y la pared del canal sea por lo menos de 3H. Es recomendable tambin que la altura P del umbral sea por lo menos igual a 3H, tal como se muestra en la Figura .1Naturalmente que si B=L es un vertedero sin contracciones laterales.Clasificacin de los vertederos segn su formaSegn la forma hay diferentes tipos de vertederos: rectangulares, triangulares, trapezoidales, circulares, parablicos, poligonales y muchas posibilidades geomtricas, tal como se observa en la Figura .4

Figura .4 Diferentes formas de vertederos.Clasificacin de los vertederos por la inclinacin del paramento

El paramento de los vertederos suele ser vertical, pero puede estar inclinado hacia aguas arriba o hacia aguas abajo, tal como se ve en la Figura 5. El vertedero inclinado hacia aguas abajo disminuye la contraccin. En consecuencia, para una misma carga H el gasto aumenta con la inclinacin hacia aguas abajo. Si la inclinacin fuese hacia aguas arriba ocurrira lo contrario. Existe tambin el llamado vertedero entrante, que aparece en la misma figura.

Figura .5 Vertedero con paramento inclinado (a y b) y vertedero entrante (c)Otros tipos de vertederosExisten otros tipos de vertederos como Desarrollados Abatibles Inflables Laterales Morning Glory, etc.Algunos de ellos se aprecian en Figura .6

Figura .6 Otros tipos de vertederosIV. PROCEDIMIENTOTRABAJO DE CAMPO.

A. Observaciones a) Observar el funcionamiento del vertedero tipo cimacio b) Indicar la diferencia entre vertedero de cresta delgada, cresta ancha y canal. B. Mediciones

1. Determinar las caractersticas geomtricas del vertedero que se va a ensayar (adjuntamos planos.)2. Una vez que se estabilice el flujo, aforar el caudal y medir la carga H correspondiente. 3. medir cinco veces la altura de cargar para diferentes tiempos.4. hallar el promedio de las cinco medidas tomadas de la altura de carga.

V. RESULTADOS

DETERMINAMOS CAUDAL DEL VERTEDOR 1

MARGEN DERECHA

en metrosQ=3.33*B*H^(3/2)

H =0.34

B2

caudal 11.32m^3/s

MARGEN IZQUIERDA

en metrosQ=3.33*B*H^(3/2)

H =0.33

B2

caudal 2 1.26m^3/s

suma Q2.58

DETERMINAMOS CAUDAL DEL VERTEDOR 2

MARGEN DERECHA

en metrosQ=3.33*B*H^(3/2)

H =0.4

B2

Q 11.68m^3/s

MARGEN IZQUIERDA

en metrosQ=3.33*B*H^(3/2)

H =0.4

B2

Q 21.68m^3/s

suma Q3.37

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES Despus de finalizado el presente informe podemos concluir que:

El caudal hallado es para los dos vertedores: vertedor N1 : Q= 2.58 m3/s vertedor N2 : Q= 3.37 m3/s

la variacin del caudal hallado en el vertedor 1 es porque hay diferentes captaciones que disminuyen el caudal conforme este avanza.

El caudal hallado es el correspondiente a pocas de sequa, siendo este mayor en pocas de creciente o de lluvia.

El perfil cimacio no se ve afectado por la erosin del agua ya que este presentar la forma de la cada natural del agua.

RECOMENDACIONES Para medir cualquier caudal se debe hacer en pocas de mximas para poder prever posibles daos a la estructura hidrulica que se va a disear.

V.- BIBLIOGRAFA: Gilberto Sotelo vila: Hidrulica General Vol.1 1 Edicin 1974, Edit. Limusa. Mxico 1977.

Azevedo N., J. M. y Acosta A., G. Manual de Hidrulica. Sexta edicin. Harla, S. A. de C. V. Mxico, 1976.

VII. ANEXOS1.-planos en planta del vertedero tipo cimacio2.-fotos