VERTEDEROS LATERALESOBRAS HIDRULICASPOR:JOSE DAVID BEDOYA

QU ES UN VERTEDERO ?EL VERTEDERO ES UNA ESTRUCTURA HIDRULICA DESTINADA A PERMITIR EL PASE, LIBRE O CONTROLADO, DEL AGUA EN LOS ESCURRIMIENTOS SUPERFICIALES.

Pueden ser: Pared delgada, gruesa o irregular

FINALIDADES:

Garantizar la seguridad de la estructura hidrulica, al no permitir la elevacin del nivel aguas arriba, por encima del nivel mximo.Garantizar un nivel con poca variacin en un canal de riego, aguas arriba.Construirse en una parte de una seccin de aforo del ro o arroyo.

EN UNA PRESA SE DENOMINA VERTEDERO A LA PARTE DE LA ESTRUCTURA QUE PERMITE LA EVACUACIN DE AGUAS, YA SEA EN FORMA HABITUAL O PARA CONTROLAR EL NIVEL DE RESERVA DE AGUAS.

GENERALMENTE SE DESCARGAN LAS AGUAS PRXIMAS A LA SUPERFICIE LIBRE DEL EMBALSE, EN CONTRAPOSICIN DE LA DESCARGA DE FONDO, LA CUAL PERMITE LA SALIDA CONTROLADA DE AGUAS DE LOS ESTRATOS PROFUNDOS DEL EMBALSE.

CLASIFICACIONES:Los vertederos pueden ser clasificados de varias formas:Por su localizacin en relacin a la estructura principal:Vertederos frontales.VERTEDEROS LATERALES.Vertederos Tulipa, ( situados fuera de la presa)

Partes que constituyen un VertederoEstructura de control: Regula y gobierna las descargas del vaso. Pueden ser: una cresta, vertedor, orificio, boquilla o tubo

Canal de descarga: Ayuda a la conduccin de los volmenes descargados por la estructura de control.

Estructura terminal: Permite descargar el agua en el ro sin erosiones o socavaciones peligrosas en el taln de la presa y sin producir daos en las estructuras adyacentes

Canales de llegada y de descarga: Captan el agua del vaso y la conducen a la estructura de control.

Vertedero lateral y canal de descarga

VERTEDERO LATERALEl vertedero lateral consiste en una abertura longitudinal que se construye en una de las paredes laterales de un canal, con la finalidad de evacuar el exceso de caudal que se pueda presentar en dicho canal.

Es esencialmente una obra de defensa, control y regulacin de caudal excesivo que sucede en un definido tipo de obra en general (acueductos y alcantarillados, distritos de riego, presas, etc).

Teora del funcionamiento de los vertederos lateralesSE BASA EN LA LEY DE LA CONSERVACIN DE LA ENERGA.

SE SUPONE QUE TODA LA ENERGA DEL AGUA QUE PASA POR LA CRESTA SE DISIPA LA MEZCLARSE CON EL AGUA DEL CANAL.

EN CUALQUIER TRAMO CORTO DEL CANAL LATERAL, LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO AL PRINCIPIO DEL TRAMO, MAS CUALQUIER AUMENTO DEBIDO A LAS FUERZAS EXTERNAS, SER IGUAL A LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO AL FINAL DEL TRAMO.

Histricamente: Flujo variado espacialmenteLa ecuacin fundamental para el flujo variado espacialmente con descarga creciente, fue establecida en primer lugar por Hinds para el diseo de vertederos laterales.

Una ecuacin mas completa fue desarrollada por Favre, incluyendo el trmino de la friccin y una componente de la velocidad afluente en direccin del eje del canal.La teora del flujo variado espacialmente con descarga decreciente fue empleada en primer lugar en el diseo de vertederos laterales.

Primeras pruebas de laboratorioLas primeras pruebas de laboratorio fueron desarrolladas por Engels, Coleman y Smith.

Forchheimer desarroll el problema de los vertederos analticamente pero suponiendo que la lnea de energa sea paralela a la cresta del vertedero y al fondo del canal, a su ves suponiendo un perfil lineal.

Ecuacin dinmica para flujo espacialmente variadoPara analizarla fue separada en :

Flujo con descarga creciente

Flujo con descarga decreciente

MaterialesLos taludes del canal generalmente estn revestidos de concreto colocados en una ladera y anclados directamente en la roca.

La seccin trapezoidal es la mas empleada.

Generalmente estn asociados a presas de tierra o tierra y enrocado construidas en ros encaonados y con grandes avenidas, o donde se requieren grandes longitudes de cresta.

EN UN VERTEDERO LATERAL ES IMPORTANTE CONSIDERAR TRES ASPECTOS:

El primero trata de las perturbaciones en los extremos del vertedero lateral, que se producen al desprenderse los filetes a la entrada y el choque de flujo a la salida disminuyendo su longitud til.

Para este aspecto no existe experimentacin sistemtica, pero se acepta para vertederos laterales de longitud menor de cinco veces la carga, una disminucin de la longitud til de por lo menos 0,2h (h: carga sobre la cresta del vertedero lateral), despreciando su efecto cuando la longitud del vertedero lateral es mayor.

Segundo aspecto se refiere a la frmula de caudal que pasa sobre el vertedero lateral, ya que las que se encuentran normalmente son empricas.

El tercer aspecto trata del coeficiente de gasto (m) que ha de intervenir en el vertedero lateral. Como la carga sobre el umbral es variable, habr que tomar coeficientes de gasto dependientes de la carga y variables de un extremo a otro del vertedero.

Proceso:

Luego de exceder el agua el nivel del vertedero, se vierte sobre la cresta cayendo en un conducto angosto opuesto al vertedor, girando, aproximadamente, un ngulo recto, y luego continua hasta caer dentro del canal de descarga principal.

El proyecto de un canal lateral est restringido solamente a las condiciones hidrulicas que imperan en el tramo aguas arriba del canal de descarga y es independiente de los detalles elegidos para otros componentes del vertedor.

DESCARGAS DE LOS CANALES LATERALESPUEDEN CONDUCIRSE:

DIRECTAMENTE A UN CANAL DE DESCARGA. ABIERTO

A UN CONDUCTO CERRADO.

A UN TNEL INCLINADO.

ACCESO DEL AGUA DE ACUERDO A EL TERRENO

EL AGUA PUEDE ENTRAR AL CANAL LATERAL EN UNO DE LOS LADOS DEL CONDUCTO EN EL CASO DE QUE EST LOCALIZADO EN UNA LADERA EMPINADA, O POR AMBOS LADOS Y POR EL EXTREMO SI EST UBICADO EN LA CUMBRE DE UNA LOMA O EN UNA LADERA SUAVE.

CaractersticasSon semejantes a las de los vertederos ordinarios, y dependen del perfil elegido para la cresta.

Para descargas mximas, el funcionamiento hidrulico del canal puede diferir de los vertederos ordinarios, ya que la circulacin puede estar restringida en el conducto y su cresta puede quedar ahogada.

VentajasEl nivel de agua en el canal puede ser limitado mediante los mismos, es decir al presentarse niveles de agua ms altos las demasas pueden ser derivadas por medio de un vertedero fijo colocado en la pared del canal.No son necesarias compuertas mviles, de manera que la obra de aliviadero prcticamente no requiere trabajos de mantenimiento.Cuando se desea una cresta vertedora larga y las laderas son empinadas y acantiladas, o donde el control debe conectarse a un canal de descarga angosto o tnel, los vertederos laterales son la mejor opcin.

DesventajasEstas ventajas del vertedero lateral, sin embargo, son restringidas por una desventaja que resulta del funcionamiento hidrulico.Cuando el nivel de agua debajo de un vertedero es lo suficientemente elevado para afectar la descarga, se dice que el vertedero es ahogado.Debido a turbulencias y vibraciones inherentes al funcionamiento de los canales laterales, no se considera estos problemas, excepto cuando existe una buena cimentacin.

Problemas que afectan su funcionamientoRESALTO HIDRULICO AL INTERIOR DEL VERTEDERO LATERAL.

CUANDO EL VERTEDERO DE AFORO NO CONTROLA EN VERTEDERO LATERAL.

DISIPACIN MAXIMA DE ENERGA EN EL FLUJO.

NGULO DE INCLINACIN DEL VERTEDERO.

VERTEDERO LATERAL TIPO TINA DE BAOVertedero lateral, en el que el agua solamente entra por un lado del conducto.

VERTEDERO PRESA ENDHO

Presa HooverVertedero lateral de la presa Hoover

Vertedero lateral sobre el lado de Arizona de la presa Hoover, mirando aguas arriba

Programa de control de la presa Hoover

Vista area de la presa Hoover ( vertedero lateral )

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