captcion suprf

8/10/2019 captcion suprf

1/15

Captulo 7 Obras de captacin superficia l

2.29

7 OBRAS DE CAPTACION SUPERFICIAL

Para el abastecimiento de agua se cuenta principalmente con las aguas fluviales y lassubterrneas. Adems se utiliza el agua de los manantiales, lagos y embalses. En pequea escala,tambin se recoge agua de precipitaciones en cisternas, pero no es fcil cuando se trata deabastecer poblaciones importantes. Sin embargo, regiones en donde los enormes estiajes, unidosa la intensa evaporacin, agotan la disponibilidad de aguas superficiales y profundas, la captaciny adecuado almacenaje de las aguas de lluvia puede salvar la crtica situacin. La captacin deestas aguas puede hacerse en los tejados o en reas especiales debidamente dispuestas. Peroen estas condiciones el agua arrastra las impurezas de dichas superficies, por lo que para hacerlapotable es preciso filtrarla. La filtracin se consigue mediante la adecuada instalacin de un filtroen la misma cisterna. Un dispositivo de este tipo se ilustra en la Figura 7.1.

Figura 7.1. Captacin de agua pluvial.

El volumen de la cisterna puede calcularse de la forma siguiente:

VS = D x 30 x (12 - t) x 1.3 x h (7.1)

donde:Vs = Volumen necesario para el consumo en poca de secas; [litros].D = Dotacin en [l/hab/da]30 = Das del mes(12-t)= Nmero de meses secos; t es el nmero de meses con lluvia1.3 = 30% ms por seguridadh = Nmero de habitantes (usuarios).

Por otra parte:


2/15

Abastecimiento de agua potable

2.30

(7.2)

donde:

Vc = Volumen anual captado [m3]P = Precipitacin media anual (mm)1000 = Factor de conversin de unidades

A = Area de captacin en m 2

Si V s < V c no existir problema de suministro, pero si V s > V c faltar agua. Entonces, al menos debe

tenerse que Vs = V c

Ejemplo 7.1

Qu volumen de agua puede ser almacenado en una cisterna prxima a una casa rural, con unrea de captacin de 200 m 2, si la precipitacin media anual es de 90 cm

Solucin:

Ejemplo 7.2

Calcular el volumen de agua que se debe almacenar en una cisterna para una poblacin de 5000habitantes si se les asigna una dotacin de 200 l/hab/da. La precipitacin media anual es de 90cm, y la poca de lluvias dura 4 meses.

Solucin.

El volumen necesario para el consumo en poca de secas es de acuerdo con la ec. 5.1

Vs = 3.12 x 105 m 3

y el volumen anual captado es, por la ec. (7.2):


3/15


2.31

Para que no exista problema de suministro, al menos debe tenerse que:

Vc = V s o bien

El rea de captacin es:

y el volumen

Vc = 312000 m3

Conclusin

No es factible, para una poblacin como la de este ejemplo, la construccin de obras tan grandespara la recoleccin y almacenamiento de agua pluvial, y no debe depender de sta para elsuministro, pero tampoco debera desaprovecharla.

Una cuestin importante en la eleccin de una obra de captacin es su seguridad; sto es, debeser capaz de suministrar continuamente una cantidad adecuada de agua con un riesgo mnimo deinterrupcin por derrumbamiento u otras causas.

7.1 RECONOCIMIENTO SANITARIO

La importancia que tiene un reconocimiento sanitario de las fuentes de agua no debemenospreciarse. En el caso de un nuevo sistema de abastecimiento, el reconocimiento sanitariodebe realizarse conjuntamente con la recoleccin de los datos iniciales desde el punto de vista dela ingeniera, cubriendo la explotacin de una fuente dada y su capacidad para satisfacer lasnecesidades presentes y futuras. El reconocimiento sanitario debe incluir la localizacin decualquier riesgo contra la salud y la evaluacin de su importancia presente y futura. En el caso deun sistema ya construdo, el reconocimiento sanitario debe realizarse tan frecuentemente comosea compatible con el control de los peligros para la salud y para el mantenimiento de una buenasituacin sanitaria.

La informacin proporcionada por el reconocimiento sanitario es esencial para una completa

interpretacin de los datos bacteriolgicos y, frecuentemente, de los qumicos. Dicha informacindebe formar siempre parte de los informes de laboratorio. Las guas que a continuacin semencionan cubren los factores esenciales que deben ser considerados en la etapa deInvestigacin Directa, segn se explic en el Captulo 3.

No todos los rubros son aplicables a cualquier abastecimiento y, ocasionalmente, algunos que noaparecen constituirn aumentos importantes a la lista que se presenta.

Abastecimiento con agua subterrnea.

a) Caractersticas geolgicas locales; pendientes del terreno superficial.


4/15


2.32

b) Naturaleza de los suelos y de los estratos porosos inferiores, ya sean arcilla, arena, grava, roca(especialmente calizas porosas); granulometra de la arena y grava; espesor de los estratos quecontienen agua; profundidad del nivel fretico, localizacin y registro de pozos locales ya seaque estn en uso o abandonados.

c) Pendiente del manto fretico de preferencia determinada de la observacin de pozos existenteso de pozos de prueba, o estimndola por la pendiente del terreno superficial, sin la exactitudque este procedimiento implica.

d) Extensin de la superficie de escurrimientos que puede aportar agua para el abastecimiento.

e) Naturaleza, distancia y direccin de las fuentes de contaminacin locales.

f) Posibilidad de que el agua de desage superficial penetre en el sistema y de que los pozos seinunden; mtodos de proteccin.

g) Mtodos utilizados para proteccin del abastecimiento contra la contaminacin, por medio deltratamiento de las aguas residuales, disposicin de desechos y similares.

h) Caractersticas constructivas del pozo: materiales, dimetro, profundidad del ademe;profundidad de pichanchas o cedazos y su longitud.

i) Proteccin superior y lateral del pozo.

j) Construccin de la caseta de bombeo (pisos, desages, etc.); capacidad de las bombas;abatimiento cuando las bombas estn en operacin.

k) Disponibilidad de un abastecimiento peligroso, que pueda utilizarse en sustitucin delabastecimiento normal, ocasionando peligros para la salud pblica.

l) Desinfeccin: equipos, supervisin, estuches para pruebas u otros tipos de control delaboratorio.

Abastecimiento con agua superficial.

a) Naturaleza geolgica de la superficie; caractersticas de los suelos y de las rocas.

b) Caractersticas de la vegetacin; bosques; tierra cultivada e irrigacin, incluyendo salinidad,efecto en el agua de riego, etc.

c) Poblacin y poblacin con alcantarillado por kilmetro cuadrado de superficie de captacin.

d) Mtodos para la disposicin de las aguas residuales, ya sea por medio de su desviacin de lacuenca o por tratamiento.

e) Caractersticas y eficiencia de los trabajos de tratamiento de las aguas residuales en el interior de la cuenca.

f) Proximidad de fuentes de contaminacin fecal en la toma de abastecimiento del agua.

g) Proximidad, fuentes y caractersticas de los desechos industriales, salmueras de campospetroleros, aguas cidas de origen minero, etc.

h) Caractersticas del abastecimiento en cuanto a cantidad.

i) Para abastecimientos de lagos o represas; datos de direccin y velocidad de los vientos;acarreos de polucin; datos relativos a luz solar (algas).


5/15


2.33

j) Caractersticas y calidad del agua cruda; organismos coliformes (NMP), algas, turbiedad, color,constituyentes minerales objetables.

k) Perodo nominal de retencin en la represa o en el depsito de almacenamiento.

l) Tiempo mnimo probable que requiere el agua para escurrir desde las fuentes de contaminacinhasta la represa y al travs de la obra de toma en la represa.

m) Forma de la represa, haciendo referencia a posibles corrientes de agua inducidas, ya sea por el viento o descarga de la represa, desde la bocatoma hasta la admisin al sistema.

n) Medidas de proteccin en relacin con la utilizacin de la cuenca colectora para el control depesca, utilizacin de botes, acuatizaje de aeroplanos, natacin, vadeo, corte de hielo, toleranciade animales ya sea en las zonas marginales, sobre o en el interior de las aguas, etc.

o) Eficiencia y constancia de las actividades de vigilancia.

p) Potabilizacin del agua: clase y condiciones adecuadas de los equipos; existencia derefacciones; efectividad de los procesos de potabilizacin; evaluacin de la supervisin yrealizacin de pruebas; tiempo de contacto despus de la desinfeccin; determinacin del clorolibre residual.

q) Instalaciones de bombeo; caseta de bombeo, capacidad de bombas y de unidades de repuesto,instalaciones para almacenamiento.

7.2 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES

Para el diseo de obras de captacin superficiales se requiere obtener, adems de la informacindel apartado 7.1, la siguiente:

a) Datos Hidrolgicos

" Gastos medio, mximo y mnimo" Niveles de agua normal, extraordinario y mnimo" Caractersticas de la cuenca; erosin y sedimentacin" Estudio de inundaciones y arrastre de cuerpos flotantes

b) Aspectos Econmicos

" Generacin de alternativas y eleccin de la ms econmica que cumpla con losrequerimientos tcnicos

" Menores costos de construccin, operacin y mantenimiento

" Costo de las obras de proteccin

" Tipo de tenencia del terreno

Etc.

Dependiendo de las caractersticas hidrolgicas de la corriente, las obras de captacin puedenagruparse en los cuatro tipos generales siguientes:

1. Para grandes variaciones en los niveles de la superficie libre

1.a) Torres para captar el agua a diferentes niveles, en las mrgenes o en el punto ms


6/15


2.34

profundo del ro, Figura 7.2.

Figura 7.2. Torre de captacin.

1.b) Estaciones de bombeo flotantes. Tambin pueden usarse en lagos o embalses. Figura 7.3.

Figura 7.3. Estacin Flotante.

2. Para pequeas oscilaciones en los niveles de la superficie libre.

2.a) Estaciones de bombeo fijas, con toma directa en el ro o en un crcamo. Figura 7.4, a y b.

Figura 7.4.a. En un crcamo

Figura 7.4.b. En ro.

2.b) Canales de derivacin con, o sin, desarenadores. Una estructura de este tipo comprendeesencialmente:


7/15


2.35

- Un muro equipado corrientemente de una compuerta en prevencin de las crecidas; (V 1).- Una incisin de la margen provista de compuertas que permitan detener las aguas en

exceso y cerrar la toma; (V 2).- Un canal (c) que, partiendo de la incisin, lleve en su origen un vertedor (D) que permita

el retorno del agua sobrante al ro y- Una compuerta (V 3) que permita cerrar completamente el canal. Figura 7.5, ay b.

Figura 7.5.a. Canal de desviacin

Figura 7.5.b. Canal de derivacin.

3. Para escurrimientos con pequeos tirantes.

3.a) Presas derivadoras o diques con toma directa, Figura 7.6.

Figura 7.6. Presas derivadoras o diques con toma directa.

3.b) Dique con caja y vertedor lateral, Figura 7.7

Figura 7.7. Muro de vertedor con caja vertedor lateral.

3.c) Dique con vertedor y caja central. Figura 7.8.


8/15


2.36

Figura 7.8. Muro vertedor con caja central y vertedor lateral.

El proyecto estructural de la cortina estar sujeto a las Normas de Proyecto y aprobacin de laSecretara de Agricultura y Recursos Hidrulicos.

7.2.1 Captacin directa por gravedad o por bombeo.

Cuando las aguas de un ro estn relativamente libres de materiales de arrastre en toda poca delao, el dispositivo de captacin ms sencillo es un tubo sumergido. Es conveniente orientar laentrada del tubo en forma tal que no quede enfrente de la direccin de la corriente, y protegerlacon malla metlica contra el paso de objetos flotantes. (Figura 7.9).

Figura 7.9 Mtodos de proteccin de la entrada de la lnea de conduccin.

La sumergencia del dispositivo debe ser suficiente para asegurar la entrada del gasto previsto enel sistema. En vista de que la direccin y velocidad de la corriente no pueden determinarse conexactitud en la zona de acercamiento, es conveniente asumir una prdida por entrada de V 2/2g,siendo V la velocidad de flujo en el tubo para el dimetro y gasto dados y g la aceleracin de lagravedad. Esa prdida se aumenta considerablemente si la entrada est protegida con rejillas y

su valor puede estimarse tomando en cuenta el rea libre de penetracin y el coeficiente decontraccin del flujo a travs de la rejilla. Si por ejemplo una rejilla reduce el rea libre del tubo enun 40% y el coeficiente de contraccin es del orden de 0.5, la prdida por entrada ser de

(7.3)

Si la captacin es por gravedad, normalmente es necesario represar las aguas por medio de undique (Figura 7.6) a fin de instalar la tubera por encima del nivel de la mxima crecida.

En el caso en que la captacin por gravedad no sea factible, debido a la topografa, el mtodo decaptacin recomendable es por bombas. De las bombas disponibles comercialmente, la bomba

centrfuga horizontal tiene la ventaja de que la ubicacin del equipo de bombeo y el punto decaptacin pueden ser distintos, o sea que la estacin de bombeo puede construirse en el sitio msfavorable desde el punto de vista de cimentacin, acceso, proteccin contra inundaciones, etc.Su desventaja principal es que la altura de succin queda limitada y el desnivel mximo permisibleentre la bomba y el nivel de bombeo, es relativamente pequeo (Figura 7.10).


9/15


2.37

Figura 7.10. Captacin directa con bomba centrifuga horizontal.

La bomba centrfuga vertical (tipo pozo profundo) tiene mayor eficiencia que la horizontal, pero elcosto inicial del equipo es mayor y la estacin de bombeo tiene que ubicarse directamente por encima del punto de captacin. Esta condicin a veces representa problemas graves decimentacin, resultando obras de costo sumamente elevado, Figura 7.11.

Figura 7.11. Captacin directa con bomba centrifuga vertical.

Se puede afirmar que cuando se trata de la captacin directa de las aguas superficiales, el tipo debomba ms comnmente empleada es la centrfuga horizontal. Su localizacin recomendable encurvas se ilustra en la Figura 7.12.

Figura 7.12. Localizacin recomendable de la toma directa en curvas.

Dependiendo de la mxima altura de succin, el equipo de bombeo puede instalarse fijo; en unaestructura mvil que se desplaza sobre una plataforma inclinada, siguiendo la variacin horizontaly vertical del ro, o bien sobre estructuras flotantes.

Estacin de bombeo fija.

En caso de que la altura de succin no sobrepase los 4 a 6 m (a alturas moderadas sobre el niveldel mar), la estacin de bombeo se ubica en terreno firme, con suelo de cimentacin adecuado,en sitio accesible y protegido contra inundaciones. Si se trata de ros pequeos, las aguasnormalmente se represan por medio de un dique, a fin de asegurar la profundidad mnimanecesaria para la captacin del gasto requerido. Si el curso de agua es suficientemente profundo,la succin simplemente se proyecta por debajo del nivel mnimo, con la sumergencia necesaria.

En algunos ros grandes hay una marcada diferencia en la calidad del agua a distintos niveles,sobre todo durante las crecidas. En estos casos conviene proveer al dispositivo de captacin deun medio adecuado para la seleccin de la profundidad de captacin. La forma ms sencilla serainstalando una tubera flexible para la succin y colgando la pichancha de una pequea balsa bienanclada (Figura 7.13).


10/15


2.38

Figura 7.13. Pichancha Flotante.

Estacin de bombeo flotante

Cuando la variacin entre el nivel mximo y mnimo de un ro es mayor que la altura mxima desuccin, las aguas del mismo no pueden ser captadas por una bomba centrfuga horizontalinstalada a una cota fija, y a menos que la construccin de estructuras de soporte costosas quedeplenamente justificada por la importancia y magnitud de las obras, el mtodo indicado para lacaptacin de las aguas es por medio de bombas centrfugas horizontales, instaladas sobreplataforma flotante o balsa segn se esquematiza en la Figura 7.3.

Las dimensiones de las balsas estarn en funcin del tamao y peso del equipo de bombeo. Conbase en el espacio requerido para el equipo de bombeo, acceso y circulacin, cloradores ytanquilla de mezcla si los hay, tanque de combustible, malacates, etc., se determina la superficienecesaria. Se calcula luego la sobrecarga fija y mvil y se disea la estructura de soporte para lamisma. Con base en dicha sobrecarga y el peso propio de la estructura, se determina el volumende agua a ser desplazada, esto es, el calado necesario para una superficie dada. Las dimensionesde los flotadores en s, se determinan por tanteo sucesivo, tomando en cuenta el calado adicionalpor concepto del peso propio de dichos flotadores, y el bordo libre necesario.

Estacin de bombeo sobre plataforma mvil

Figura 7.14 Estacin de bombeo mvil, instalada en una plataforma desplazable sobre rieles.

En algunos casos la construccin de una estacin de bombeo flotante presenta problemas, debidoa corrientes fuertes que la ponen en peligro, fondo inestable que dificulta el anclaje firme, orilla delro vertical con acceso difcil durante el nivel de estiaje, trfico fluvial intenso, etc. En estascircunstancias puede idearse un medio adecuado para seguir las variaciones del nivel del ro, conel equipo de bombeo instalado en tierra firme, pero sobre una plataforma mvil. La figura 7.14muestra una solucin de este tipo.


11/15


2.39

La orilla casi vertical del ro se excava en un ngulo de 45 grados aproximadamente, y seconstruye una placa de concreto armado con dos rieles de acero a todo lo largo. La placa se anclaconvenientemente y sirve de cimentacin a los rieles. El equipo de bombeo, consistente de unabomba centrfuga y motor diesel, se instala sobre una plataforma mvil que rueda sobre los rielesa posiciones predeterminadas, en las cuales puede fijarse a dichos rieles por medio de tornillos.Un malacate de transmisin facilita el cambio de posicin de la plataforma. Las tuberas de succiny de descarga se instalan en ambos lados del equipo, dejando en las posiciones previstas,derivaciones para conectar la bomba por medio de mangueras flexibles con junta universal. En lamisma forma puede llevarse la solucin de cloro al clorador impulsado por el motor de la bomba,mediante tuberas de plstico. La succin ubicada por debajo del nivel mnimo del ro, se proyectaen el agua en forma de voladizo desde el ltimo soporte. La posicin ms baja de la bomba quedaa unos dos metros por encima del nivel mnimo del ro. Para emplear esta solucin esindispensable tener un buen terreno de cimentacin y orillas estabilizadas.

7.2.2 Captacin por medio de vertedor lateral.

Cuando el dispositivo de captacin en un curso superficial est expuesto a impactos deconsideracin debido a cantos rodados, troncos de rboles, etc., arrastrados por las crecidas, elmtodo de captacin directa resulta inadecuado, por lo frgil que es un tubo proyectado en el pasode la corriente. En estos casos puede recurrise al empleo de una tanquilla o canal de concretoarmado, provisto de vertedor lateral.

Igualmente, si el gasto que se requiere captar es de cierta consideracin, la sumergencia requeridapara algunos tipos de dispositivos de captacin puede resultar excesiva, y la solucin alternativaes un canal lateral con su vertedor correspondiente. Esto es especialmente vlido en el caso dealgunos ros que traen mucha arena durante las crecidas violentas, y el material depositado puedecubrir el dispositivo de captacin en corto tiempo.

De acuerdo con la definicin que se emplea en la hidrulica, el vertedor lateral es un dispositivoque permite el paso del agua por encima de una cresta, orientada en sentido paralelo a la direccinprincipal de la corriente. Mediante la ubicacin de la cresta por debajo del nivel normal de lasaguas, se produce un gradiente hidrulico hacia la misma, y parte del flujo cambia su direccinoriginal en sentido aproximadamente ortogonal. Mientras mayor sea el gradiente hidrulico y lalongitud de la cresta, mayor ser la descarga a travs del vertedor. Por otra parte, mientras mayor sea la velocidad original de la corriente, o sea la paralela a la cresta, menor ser la descarga. Haypor consiguiente cuatro cantidades que definen el funcionamiento de un vertedor lateral, que son:la descarga o gasto Q; el gradiente hidrulico hacia la cresta del vertedor; la velocidad de lacorriente y la longitud de la cresta. Conociendo tres de estas cantidades puede calcularse lacuarta. Sin embargo, la teora de los vertedores laterales exige clculos sumamente laboriosos,an en los casos en que existen soluciones analticas bien definidas. En el diseo de obras decaptacin para gastos moderados, normalmente no es necesario recurrir al desarrollo de la"Ecuacin de Momentum", que se aplica a los vertedores laterales. El propsito que se persiguees el diseo de una estructura econmica, capaz de captar el gasto previsto; en caso de que dichogasto sea pequeo, la economa lograda a base de clculos exactos, es insignificante en lamayora de los casos.

Por consiguiente, el problema se reduce a determinar la carga necesaria sobre una cresta delongitud dada, o la longitud requerida de cresta para una carga fija.

Veamos por ejemplo el caso prctico de un curso superficial de agua, con caudal medio moderado.Se construye un dique para asegurar una altura mnima de agua sobre el dispositivo de captacin.El gasto Q MD requerido se capta por medio de una tanquilla lateral, mientras que el exceso siguesu curso normal a travs del vertedor de rebose del dique (Figura 7.15).


12/15


2.40

Figura 7.15. Dique-toma con tanque y vertedor lateral.

El aumento de la seccin transversal debido al represamiento causado por el dique, resulta en lareduccin considerable de la velocidad de flujo. Si bien dicha velocidad se aumenta en la cercanadel vertedor de rebose, su valor es mnimo en las zonas cercanas al anclaje del dique en la orilla.Una tanquilla lateral con su vertedor correspondiente, ubicada en esas zonas, causar un flujo dedireccin casi perpendicular a la cresta del vertedor.La descarga a travs de un vertedor rectangular puede expresarse por la frmula general

CLh 3/2 (7.4)

Tomando los coeficientes de la figura 7.16 (curva A), la variacin del gasto por metro lineal decresta angular para el caso de vertedores orientados en el sentido perpendicular a la direccin dela corriente se ilustra en la tabla 7.1.De acuerdo con esta tabla, si la tanquilla de captacin y suvertedor correspondiente estuviesen orientados en el sentido perpendicular a la direccin de lacorriente, un aumento en la carga sobre la cresta de 3 cm a 10 cm causara un aumento en elgasto de 7.4 L/s a 47.5 L/s.

Cuadro 5.1. descarga aproximada en l/s por metro lineal de cresta angular para la carga hindicada.

h = 1 cmq = 1.4 l/s

h =3 cmq = 7.4 l/s

h = 5 cmq = 15.8 l/s

h = 10 cmq = 47.5 l/s

h = 15 cmq = 86.2 l/s

h = 20 cmq = 138.0 l/s

En otras palabras, si en lugar de 3 cm de carga, necesarias para un gasto de 7.4 L/s aseguramosuna carga de 10 cm, tenemos un factor de seguridad de 47.5/7.4 = 6.4 en el gasto. Es evidente queel asegurar esa carga adicional sobre la cresta no representa exceso de costo para los gastos decaptacin indicados. Por consiguiente, la manera ms sencilla para disear los vertedores lateralesen caso de gastos pequeos, es suponiendo una direccin de flujo perpendicular a la cresta ycalculando el dispositivo con amplio margen de seguridad.

Al fijar el nivel del vertedor de rebose del dique con respecto a la cresta del vertedor de la tanquilla

lateral, automticamente queda fijada la carga mnima sobre dicha cresta. Durante las crecidas,el gasto y la velocidad de la corriente se aumentan considerablemente y las condiciones del flujohacia la tanquilla difieren mucho de la suposicin original. Sin embargo, la carga disponible sobreel vertedor lateral aumenta en la misma proporcin que la altura de agua sobre el rebose del dique.Por consiguiente, el factor de seguridad en el gasto de captacin se aumentar tambin, ya quedicho gasto permanece constante. En esta forma el vertedor lateral calculado para las condicionesdel caudal mnimo del ro trabajar correctamente durante las crecidas tambin, siempre y cuandola tanquilla de captacin quede retirada del rebose del dique. En el caso extremo en que elvertedor de rebose del dique ocupe todo el ancho del ro, debe tomarse en cuenta la influencia dela velocidad de corriente, en la descarga a travs del vertedor lateral. La cresta del vertedor de la


13/15


2.41

tanquilla lateral de captacin se fija en relacin con la cota de rebose del dique, previendo ampliomargen de seguridad para la descarga del gasto de captacin.

Figura 7.16. Caractersticas de los vertedores de cada libre.

Ejemplo 7.3El ancho de un ro en el sitio escogido para el dique toma es de 8 m. Su caudal medio es de 100l/s, siendo el gasto de crecida de 1500 l/s y el caudal de estiaje de 50 l/s. Se quiere captar un gastofijo de 30 l/s por medio de una tanquilla y vertedor lateral. La longitud de la tanquilla de captacinno debe sobrepasar los 2.0 m debido a la topografa de la zona de acercamiento.

Solucin.

Haciendo referencia a la Figura 7.17, la cresta libre del vertedor es de 1.70 m. Para el gasto decaptacin de 30 l/s se requiere una carga de 5.3 cm. Sobre la cresta:

Q = CLh 3/2 ;

Aplicando un factor de seguridad de 4, fijamos la carga mnima en 20 cm.

Empleando un vertedor de rebose de 1.5 m de longitud, el caudal mnimo de 50 l/s menos el gastode captacin resultar en 5 cm de carga sobre dicho rebose:


14/15


2.42

q = ch 3/2 ; Q = CLh 3/2

h = 0.044 m . 5 cm

En consecuencia, la diferencia de altura entre la cresta del vertedor lateral y el nivel de rebosedebe ser de 20 - 5 = 15 cm.

El caudal medio del ro es de 100 l/s, por consiguiente el vertedor de rebose del dique deber tener una capacidad de 100-30 = 70 l/s. Para el ancho escogido de 1.5 m este gasto resultar en 10 cmde carga:

El caudal de crecida es de 1500 l/s. De acuerdo a la figura 7.17, el ancho del vertedor de crecidaes de 7.8 m. Una altura de agua de 25 cm admite aproximadamente un gasto de 1690 l/s.

Q = 1.54x1.5 (0.10+0.25) 3/2 + 1.53 (7.80 - 1.5) (0.25) 3/2 Q = 0.480 + 1.210 = 1.69 m 3/s

Las dimensiones adoptadas se sealan en la Figura 7.17.

Figura 7.17.

7.2.3 Captacin por medio de caja central ubicada por debajo del vertedor de rebose.

Un dispositivo de este tipo tiene la ventaja sobre los anteriores de que no se ve afectado por lacantidad de sedimentos depositados por el ro; sto es que cumple sus propsitos aun en el casoextremo en el cual el pequeo embalse formado por el dique se llene por completo de material de


15/15


2.43

arrastre. El dispositivo en cuestin consiste en una tanquilla, caja central o canal, ubicada en elmismo cuerpo del dique-toma, por debajo del vertedor de rebose del mismo, ocupando todo elancho de dicho vertedor. Haciendo referencia a la Figura 7.18, el funcionamiento del dispositivoes como sigue:

Figura 7.18

El caudal medio del ro pasa a travs del vertedor de rebose del dique. Una parte de dicho caudal

cae en el canal ubicado por debajo del vertedor, y es conducido por un tubo hasta cerca del anclajelateral del dique, de donde arranca la "lnea de aduccin o toma". La entrada al canal estprotegida contra el paso de material grueso de arrastre o materia flotante, por medio de una rejilla,cuyas barras estn orientadas paralelas a la direccin de la corriente.

Por la alta velocidad del flujo, no puede ocurrir sedimentacin en esa zona, y en la tanquilla o canalentrarn solamente aquellas partculas en suspensin que ningn dispositivo de captacin directapuede eliminar.

Este dispositivo de captacin tiene sin embargo el inconveniente de permitir la inclusin de grancantidad de aire a la lnea de conduccin, debido a la turbulencia que se produce en la rejilla. Elaire en las tuberas supone una condicin altamente perjudicial segn se ver en el Cap.9.

captcion suprf

Documents