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    UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    1 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    TABLA DE CONTENIDO

    INTRODUCCIN 2

    MARCO TEORICO 3

    CRITERIOS PARA LA ELECCION DEL SITIO DE LA OBRA DE TOMA 11

    PENDIENTE DEL RO. 11

    CAUDAL SLIDO DEL RO 11

    CURSO DEL RO 12

    TERRENO DE FUNDACIN 12

    MANEJO DE CUENCAS 12 OTROS ESTUDIOS 13

    CRITERIOS DE DISEO HIDRALICO 14

    1. DISEO DE LA REJILLA 14

    2. COEFICIENTE DE REJILLA C 15

    3. COEFICIENTE DE DESCARGA PARA LA REJILLA 16

    4. PROFUNDIDAD DEL AGUA EN EL BORDE SUPERIOR DE LA REJILLA H 16

    5. LONGITUD DE LA REJILLA L 186. DISEO DEL AZUD 19

    7. COMPONENTES COMPLEMENTARIOS: 20

    EJEMPLOS DE APLICACIN 22

    BIBLIOGRAFIA 29

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    2 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    INTRODUCCIN

    El tema de bocatomas no es sencillo, para el diseo de estas se requiere la

    consideracin de aspectos tericos, experimentales y prcticos.

    Es necesario tener presente que la bocatoma es una estructura muy

    importante para el xito de un proyecto, si por una razn u otra se produce

    una falla importante en la obra de toma, esto significara la posibilidad del

    fracaso de todo el proyecto de aprovechamiento hidrulico.

    Para el estudio de una bocatoma es necesario tener en cuenta que un ro

    transporta lo siguiente:

    Agua proveniente de la precipitacin que ocurre en la cuenca. Slidos, tambin llamados sedimentos, provenientes de la erosin de

    la cuenca.

    Hielo en los lugares que existe. Cuerpos extraos como arboles, plantas, basura y desperdicios.

    Por lo general los ros transportan grandes cantidades de slidos, sea como

    fondo o de suspensin. Durante las avenidas estas cantidades seincrementan enormemente y constituyen una serie dificultad para el

    diseo y operacin de las bocatomas en las que se debe captar agua con

    la mnima cantidad posible de slidos. El estudio del transporte de

    sedimentos y de las maneras de eliminar los slidos en la captacin son

    aspectos importantes del diseo de una bocatoma. Hay tambin muchos

    proyectos en los que la presencia de cuerpos extraos, como basura y

    desperdicios, causan un dao grande en las captaciones. El manejo de losslidos es un asunto importante en el diseo de una bocatoma.

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    3 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    MARCO TEORICO

    BOCATOMA TIROLESA, DE ALTA MONTAA, CAUCASIANA, SUMERGIDA O DE

    FONDO

    Denominada como Alpina o Tirolesa (Caucasiana) por haber sido

    empleada primero en estas regiones, llamada as porque en los ros de

    montaa o torrentes, alimentados por el deshielo, sus aguas conducen

    poco sedimento en suspensin (arena, arcilla, limo) y mayor arrastre de

    fondo (grava, canto rodado, etc.) y por localizarse en perfiles

    pronunciados de los cauces, no requiere de un azud o presa de gran

    altura.

    Este tipo de bocatomas se disponen en ros de zonas montaosas de

    rgimen alto y difcil acceso en invierno. Su funcionamiento debe ser por lo

    tanto automtico. Uno de los problemas principales que deben enfrentar

    es el gran arrastre de slidos que ocurren en esos cauces.

    Conviene comentar que la gran mayora de ros del Per son muy jvenes y

    arrastran gran cantidad de sedimentos en pocas de crecidas, por lo que

    la construccin de esta toma debe ser donde las condiciones lo

    favorezcan.

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    Caractersticas de los ros de montaa:

    Pendientes longitudinales fuertes que pueden llegar a ms del 10%.

    Crecientes sbitas causadas por lluvias de corta duracin y quellevan una gran cantidad de piedras.

    Pequeo contenido de sedimentos finos y agua relativamente

    limpia en estiaje.

    Grandes variaciones diarias de caudal cuando provienen de

    nevados.

    Desventajas de las obras de toma lateral:

    El azud debe estar levantado a cierta altura sobre el fondo del ro

    para poder captar agua y como consecuencia son necesarias obras

    de disipacin de energa que son muy costosas.

    La compuerta de purga tiene una eficiencia baja y siempre

    algunas piedras quedan frente a la reja.

    Si no hay mantenimiento constante y cuidadoso, los sedimentos

    comienzan a tapar la reja perjudicando la captacin.

    Para tratar de eliminar estos defectos en su funcionamiento, se disean las

    estructuras de captacin en el mismo cuerpo del azud, llamadas

    bocatomas de fondo.

    La estructura de captacin se encuentra dentro de la seccin del azud,en un espacio dejado en l, protegido por una rejilla que impide el ingreso

    de materiales gruesos. Estas tomas no son recomendables en ros donde el

    arrastre de sedimentos es intenso, ye que podran causar rpida

    obstruccin de las rejillas.

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    Estn compuestas por una barrera fija que peralta el nivel en el cauce

    pasando adems sobre ella las crecidas. Tambin se incluye en ocasiones

    una barrera mvil. Sin embargo, el componente que las caracteriza es unsumidero ubicado a ras del fondo del cauce. Este sumidero tiene una serie

    de barras longitudinales en su superficie en el sentido del escurrimiento y

    fuerte pendiente. El agua pasa sobre las barras entrando al sumidero, y el

    material grueso pasa hacia el cauce hacia aguas abajo. Desde la pared

    del sumidero hacia uno de los lados, sale un canal de hormign con

    pendiente fuerte que lleva el agua hasta un segundo componente de

    importancia, el desarenador.

    El desarenador tiene por objetivo eliminar las partculas que por su tamao

    no fueron retenidas por las barras del sumidero. Es un estanque de grandes

    dimensiones y geometra apropiada, en el cual, por la disminucin de la

    velocidad del escurrimiento, las partculas caen al fondo del estanque. Las

    aguas claras pasan por un vertedero superficial ubicado al final del

    desarenador y son llevadas por un canal hasta su lugar de destino.

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    La presa que cierra el ro se compone de tres partes:

    Un tramo en la orilla opuesta del canal que se compone de un

    azud macizo sobre el cual vierte el agua decreciente. Este azud

    debe tener un perfil hidrodinmico que normalmente se disea con

    las coordenadas de Creager. Funciona como un vertedero de

    crecidas para el paso del gasto mximo estimado y as evitarsocavaciones del azud de toma.

    Un tramo central con la rejilla, el cual funciona como un vertedero

    central para permitir el trnsito del gasto medio de la corriente.

    Un tramo hueco que tiene en su interior la galera que conduce el

    agua desde la rejilla al canal. La galera est tapada con una losa

    de hormign armado, la cual en su parte superior sigue el mismo

    perfil que el azud macizo. Este tramo se suprime cuando la rejilla estpegada a la orilla.

    Al pie de la presa se debe construir un zampeado cuyas dimensiones

    dependen de la altura de la presa y del caudal de creciente.

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    Debido a que la rejilla es la parte ms baja de la presa que cierra el ro, el

    agua pasar forzosamente sobre ella para cualquier condicin de caudal.

    Por esta razn la rejilla puede estar a cualquier altura sobre el fondo, demanera que la altura del azud puede llegar a hacerse cero, aunque

    normalmente oscila entre 20 y 50 cms.

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    La baja altura del azud permite:

    Que las piedras pasen fcilmente por encima del azud.

    Disminuir la longitud del zampeado. Que el costo de esta toma sea bastante menor que el de una

    toma lateral con dique.

    La desventaja principal de una toma de fondo es la facilidad con que se

    tapa la rejilla, especialmente si el ro trae material flotante menudo como

    hierbas y hojas.

    A continuacin de la toma se debe construir un desripiador eficiente

    debido a que gran cantidad de arenas y piedras pequeas pasan por la

    rejilla. Para que el desripiador tenga una salida al ro con una longitud

    tcnica y econmicamente viable, la pendiente mnima debe ser de 3%.

    Las bocatomas de fondo solo se usarn en ros de montaa y caudales

    mximos de 10 m3/seg.

    En la bocatoma de fondo son tantas las variables del chorro parablico al

    producirse el vertimiento del flujo sobre el azud, que el diseo est basado

    en formulaciones empricas. No interesa determinar las condiciones

    exactas del flujo, sino asegurar la entrada a la galera (tanquilla) del gasto

    requerido. Si sta funcin puede cumplirse en forma econmica mediante

    un mtodo de diseo simplificado, sin recurrir a experimentos en cadacaso, el problema de la complejidad queda resuelto.

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    Es necesario enfocar la funcin del vertedero no como un instrumento de

    precisin, sino como un mtodo relativamente sencillo para captar el

    gasto aproximado.

    La rejilla debe ser de barras de hierro de seccin rectangular (platina) o

    trapezoidal con la base mayor hacia arriba, colocadas paralelamente a la

    direccin del ro. No se aconsejan las barras redondas porque se obstruyen

    ms rpidamente con arena y piedra fina y son ms difciles de limpiar.

    Tambin se pueden usar planchas perforadas con orificios redondos en vez

    de barrotes, aumentndose considerablemente las dimensiones brutas delas rejillas. Adems que una desventaja de las platinas es su posibilidad de

    deformarse o ceder en el sentido horizontal.

    Se pueden usar rejillas dobles, una gruesa encima y una fina debajo. La

    reja debe ser de fcil limpieza, preferiblemente removible para facilitar las

    labores de mantenimiento de la obra.

    La rejilla tiene una inclinacin con la horizontal entre 0 y 20% para facilitar

    el paso de las piedras, pero podra llegar a 30 y 40% (segn Bouvard).

    La separacin entre barras vara de 1 a 10 cm. La seccin de las barras se

    escoge en funcin de su longitud y con base en consideraciones

    mecnicas para que resistan el peso de piedras grandes y no se doblen.

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    CRITERIOS PARA LA ELECCION DEL SITIO DE LA OBRA DE TOMA

    Para la seleccin del sitio de ubicacin de la toma tirolesa, se considerar

    los siguientes aspectos:

    Pendiente del Ro.

    Caudal Slido del Ro

    Todos los ros transportan material slido, ya sea en forma de material en

    suspensin o como transporte de fondo. En los diferentes estudios

    realizados a las diversas obras de tipo toma tirolesa se ha analizado que

    una alta concentracin de material slido en suspensin no es

    apropiada para la toma. Tal es el caso por ejemplo de las cuencas del

    Kora Tiquipaya y de Apote, que tienen una gran cantidad de caudal

    slido tanto de fondo como en suspensin y se mueve constantemente

    en procesos de deposicin y erosin, aspecto que compromete el buen

    funcionamiento de la toma. Por el contrario, una baja concentracin

    de material slido es muy apropiada, tal es el caso en las tomas de Titiri,

    Laimia y Millu Mayu.

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    Por otra parte, cuando los sedimentos transportados son gruesos,

    pueden generar abrasin, lo que influye en la vida til de los diferentes

    componentes estructurales de la obra. En cambio, si el transporte de

    fondo es fino y puede ingresar por la rejilla, existen restricciones enfuncin a las facilidades para su control.

    Curso del Ro

    El curso del ro tiene una importancia relevante al decidir la ubicacin

    de la obra de toma. Tal como se indic anteriormente, los cursos rectos

    de ro son favorables para el paso uniforme del agua por la rejilla.

    Terreno de Fundacin

    El tipo de material del terreno de fundacin es muy importante para la

    estabilidad de una toma en un ro. En general se diferencian los tipos de

    control de basamento rocoso y de lecho aluvial. En el caso de tomas

    tirolesas, se recomienda que se encuentren fundadas en roca.

    Manejo de Cuencas

    El manejo integral de la cuenca (MIC), donde se va a disear un

    proyecto de aprovechamiento de recursos hdricos que incluya una

    toma tirolesa, debe ser analizado en base a la importancia y el impacto

    que tiene el proyecto en su rea de influencia. Microsistemas con rearegada de 2 a 10 ha y pequeos sistemas de riego con un rea de 10 a

    100 ha, en general no requieren de un MIC. Los sistemas medianos con

    un rea de riego de 100 a 500 ha y los sistemas grandes mayores a 500

    ha deben incorporar en su presupuesto el estudio del MIC.

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    Otros Estudios

    Luego de decidir la ubicacin de la obra de toma en base a la

    topografa, geomorfologa y las necesidades de caudal de captacin,se realiza el clculo de mximas crecidas para un tiempo de

    recurrencia, que en general se acepta de 100 aos, informacin con la

    que se disea el azud y la estabilidad del lecho del ro donde estar

    ubicada la toma.

    Un primer anlisis corresponde al comportamiento del lecho del ro con

    la construccin de un azud en toda la seccin transversal para

    determinar la proteccin de la obra de toma y otras obras necesariasque garanticen su buen funcionamiento.

    Paralelamente, es necesario un diagnstico general del

    comportamiento de la cuenca y sus potenciales riesgos, adems de

    realizar estudios para determinar el arrastre de sedimentos, su

    granulometra, e investigar la conformacin y potencia del lecho del ro,

    y la ubicacin del bed rock.

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    CRITERIOS DE DISEO HIDRALICO

    1. Diseo de la Rejilla

    Una toma tirolesa deben tener las dimensiones necesarias para poder

    captar toda el agua requerida por el proyecto. Segn la literatura

    consultada, el clculo de las dimensiones de la rejilla se basa en la frmula

    general de vertedores, cuyos coeficientes varan en funcin de la forma de

    la rejilla, separacin entre barras, prdidas de carga, rgimen del flujo de

    llegada y caudal de diseo.

    El caudal de diseo esta dado por:

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    2. Coeficiente de Rejilla C

    Su valor depende de la abertura entre barras adyacentes (a) y del espacio

    entre los ejes de cada barra (b), segn se muestra en la Figura 9. Adems

    depende del ngulo de inclinacin de la rejilla .

    El Coeficiente de rejilla c, viene dado por la ecuacin:

    Donde es el ngulo de inclinacin de la rejilla con respecto a la

    horizontal, en grados.

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    3. Coeficiente de descarga para la rejilla

    Este coeficiente depende de la forma de las barras de la rejilla y vara

    desde 0,62 para barras rectangulares rectas, hasta 0,95 para barrasovaladas, segn se muestra en la figura:

    4. Profundidad del Agua en el Borde Superior de la Rejilla h

    Se acepta que la profundidad del agua en el borde superior de la rejilla

    h, medida en sentido perpendicular a la rejilla, se da en funcin de la

    profundidad crtica hcr que se presenta al momento de ingresar el agua

    por la rejilla. En este sentido, el flujo de aproximacin a la toma tirolesa

    debe ser en lo posible flujo subcrtico, uniforme, libre de turbulencias y biendistribuido. Se presenta en la Figura 11 las caractersticas del flujo de

    entrada del agua por la rejilla, donde se seala el valor de h y hcr.

    Algunos autores recomiendan que se construya un cuenco amortiguador

    aguas arriba del azud de la toma tirolesa, ello a fin de asegurar que el

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    17 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    agua ingrese a la rejilla en rgimen subcrtico y uniformemente distribuido

    en todo el largo de la rejilla.

    Figura N

    11. Parmetros del diseo hidrulico de la rejilla*

    Segn el Laboratorio de Construcciones Hidrulicas de la Escuela

    Politcnica Federal de Lausanne (2006), el valor de h se obtiene con la

    siguiente frmula:

    h = kc * hcr

    El valor de kc se conoce con los nombres de factor de reduccin o

    factor de correccin y puede ser obtenido de la siguiente expresin:

    2*cos *(kc)3 3*(kc)2 + 1 = 0

    La ecuacin puede ser resuelta utilizando la herramienta Funcin Objetivode Excel. Tambin es posible obtener el valor de kc del Cuadro N 3.

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    Para ngulos de inclinacin de la rejilla iguales o mayores a 30, el valor

    de kc puede tambin calcularse con la expresin simplificada:

    kc = 0,88*cos

    Como es sabido, el valor del tirante crtico se obtiene con la expresin:

    5. Longitud de la Rejilla L

    La longitud de la rejilla se mide en sentido de su pendiente. Algunos

    autores recomiendan que el ngulo de inclinacin de la rejilla con

    respecto a la horizontal no sea mayor a 26, mientras que otros autores

    indican que es preferible que vare entre 30 y 45 a fin de evitar al mximoel ingreso de material grueso al canal colector, as como su obstruccin

    por ramas y basura.

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    19 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    Este ltimo criterio es, aparentemente, el ms adecuado para el diseo de

    la toma tirolesa. Sin embargo, en ambos casos se recomienda que la

    longitud calculada de la rejilla sea incrementada en un 20% para

    contrarrestar potenciales obstrucciones.L adoptada = 1,20 * L calculada

    El autor Sviatoslav Krochin (1978) recomienda que la longitud de la

    proyeccin horizontal de la rejilla no sea mayor a 1,25 metros y que su

    escuadra sea lo suficientemente resistente para resistir el paso de grandes

    pedrones.

    El mtodo de diseo de la rejilla propuesto por Krochin (1978) se basa,tambin, en la ecuacin de Bernoulli y en la ecuacin general de

    vertedores aunque utiliza otras frmulas y factores para la obtencin de los

    coeficientes de la rejilla y agrupa los trminos de 2/3 y Raz de (2g) en un

    solo coeficiente.

    Adems, utiliza la longitud horizontal de la rejilla en lugar de la longitud

    inclinada.

    6. Diseo del Azud

    El agua del ro que no es captada por la toma tirolesa se vierte por encima

    del azud construido en el lecho del ro. Es por ello que, con la finalidad de

    aumentar su coeficiente de descarga, el azud debe tener, en lo posible,

    un perfil hidrodinmico. Un elemento que se ha reconocido en la totalidadde las obras investigadas. Usualmente, este perfil se disea con

    coordenadas de perfil Creager, o una cada inclinada, La altura mxima

    del azud sobre la cota superior de la rejilla debe ser pequea. En los casos

    de las tomas de Millu Mayu y Toralapa Alta esta medida oscila entre 0,2 m

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    a 0,5 m , en el caso del Kora Tiquipaya es de 0 m. Tambin es importante

    considerar que la estructura del azud debe conformar un solo cuerpo con

    la rejilla, para que las piedras pasen fcilmente por encima del azud,

    evitndose, de este modo, la construccin de una compuerta de limpiezade sedimentos como en el caso de una presa derivadora.

    7. Componentes Complementarios:Entre los componentes complementarios y necesarios para el

    funcionamiento de una toma tirolesa se encuentran los siguientes:

    Cmara de Inspeccin

    Con el propsito de dar mantenimiento y realizar la limpieza del

    canal colector, es necesario construir una cmara de inspeccin a

    la salida del canal, de manera que la dimensin perpendicular del

    canal sobresalga como mnimo 0,50 m en cada lado del mismo. Su

    ancho debe ser, como mnimo, de 1,0 m y su profundidad debe

    permitir que se independice el flujo del canal colector del nivel delagua en la cmara. Estas dimensiones permiten que una persona

    con herramienta pueda trabajar sin dificultad el realizar la limpieza

    respectiva. Entre las tomas analizadas, este elemento solo se ha

    respetado en la toma del Kora Tiquipaya. En las dems tomas no se

    incluy la cmara colectora y existen serios problemas para realizar

    la limpieza del canal colector.

    Muros de Encauce y Disipacin de Energa

    Los muros de encauce tienen la funcin de encauzar el ro hacia la

    toma tirolesa y azud, protegiendo de esta manera la cmara de

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    21 DISEO DE OBRAS HIDRAULICAS - BOCATOMA TIROLESA

    control y dems estructuras situadas aguas abajo de la toma.

    Asimismo, en caso de que la obra no haya sido fundada en roca,

    aguas abajo se requiere la construccin de muros transversales al

    cauce, que acten como cadas y disipen la energa cintica del ro.

    Canal de Salida

    Es el canal que recibe las aguas del canal colector y las lleva al

    desarenador, su longitud depende de las condiciones topogrficas,

    principalmente de la pendiente y caractersticas del ro. En general,

    como un criterio de diseo, se sostiene que la longitud del canal desalida debe ser lo mas corta posible debido a que el arrastre de

    sedimentos la solera sufre un desgaste prematuro; sin embargo, todo

    depende de las condiciones topogrficas.

    Desarenador

    Un desarenador es imprescindible en la salida de la toma tirolesa, afin de evitar que la grava y arena que ingresa por la rejilla pase a los

    canales de conduccin y los colmate, adems de ocasionar el

    rpido desgaste de la solera y muros de los canales. Se ubica entre el

    canal colector y el canal de aduccin y tiene la funcin de retener

    y evacuar todos los sedimentos que ingresan por la obra de toma.

    Es importante tomar en cuenta que el dimetro de las partculas que

    son arrastradas hacia el desarenador, lo que dependedirectamente de las aberturas de la rejilla, est en el orden de 0,02 a

    0,05 m, pudiendo ingresar toda la gama de azolves de estas

    dimensiones que contiene el ro.

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    EJEMPLOS DE APLICACIN

    1.-Mediante una toma tirolesa se desea captar un caudal de Q = 300 l/s que

    proviene de un embalse situado 10 km aguas arriba. En poca de estiaje no existe

    agua en el ro y debe ser captado todo el caudal. El cauce tiene un ancho de 30

    metros en el sitio seleccionado para la construccin de la toma y una pendiente

    media del 3%. Se tiene como condicin que el azud se sobre eleve como mximo

    10 cm por encima del borde superior de la rejilla. Disear la rejilla y calcular el

    caudal de ingreso mximo para una crecida de Qmax= 20 m3/s

    SOLUCION:

    1.- Rejilla.- Material de construccin: segn disponibilidad en el mercado, se

    define la construccin de una rejilla de platina de hierro, de de espesor x 4 de

    altura.

    Se adopta una separacin entre pletinas de : a = 2 cm

    Distancia entre ejes de pletinas : 2 + 1,27 b = 3,27 cm 3,3 cm2.- Segn las recomendaciones de la literatura, se adopta un ngulo de

    inclinacin de = 30 para la rejilla.

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    3.- Con la frmula del tirante crtico, se ensaya una longitud de rejilla Ben procura

    de que el tirante crtico sea de 6 a 7 cm de altura, de manera que la altura de la

    lnea de energa sea de 10 cm, aproximadamente, como condicin de diseo.

    Emin = 3/2 hcrit= 0,095 m

    De este modo, con una longitud de rejilla B = 6,0 m se cumple la condicin de

    diseo de H < 10 cm

    4. Coeficiente de rejilla c, viene dado por la ecuacin:

    3 3

    2 20.02

    0.6 * * (cos ) 0.6 * * (cos 30) 0.2960.033

    ac

    b

    5. Coeficiente de descarga

    Para rejilla de seccin rectangular (de Figura 3): = 0,62

    6. Profundidad del agua en el borde superior de la rejilla h.

    Kc = 0,88*cos = 0,88 * cos 30 = 0,762

    h = Kc * hcr = 0,762 * 0,0634 = 0,048 m

    7. Clculo del ancho de la rejilla L

    De la ecuacin (1):

    3

    2 * * * * 2

    3*0.30.42

    2* 0.296* 0.62*6.0* 2* 9.81*0.048

    QL

    c B gh

    L m

    8. Longitud adoptada

    L adoptada = 1,20 * L calculada= 1,2 * 0,42 = 0,504 m

    Se adopta L = 0,50 m

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    9.- Verificacin del ingreso mximo de agua

    Altura de agua sobre el azud para la crecida mxima. De la formula simplificada

    de vertedores:

    ( )

    = 0.536 m-Tirante critico hcr=2/3*H =

    -Altura de entrada de agua por la rejilla h:

    H=kc*hcr=0.762*0.357= 0.272 m

    -Caudal mximo de entrada de agua por las rejillas Qmax:

    Aplicando la ecuacin:

    ( caudal con el que debe disearse el aliviadero lateral de la

    toma)

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    2.- EJEMPLO TOMA TIROLESA

    Dimensionar una toma tirolesa para un caudal firme de Q = 0.85 [m3/s]. La toma

    est en una seccin recta del ro, que tiene un ancho b = 8 [m]; en poca deestiaje, el tirante mnimo de agua es de ho = 0.5 [m].

    Datos asumidos para el clculo:

    Coeficiente de contraccin = 0.85 (barras redondas)

    Ancho entre barras a = 2 cm

    Distancia entre centros de barras d = 4 cm

    Inclinacin de la rejilla = 8.

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    Dimensionamiento del canal recolector:

    Datos asumidos: Ancho del canal B = 0.65 [m] = L cos Coeficiente friccin k = 50 (concreto)

    Pendiente I = 3 %, mnima pendiente para arrastrar sedimentos que entran a la

    toma.

    Se busca la profundidad del agua T, para canales rectangulares

    Profundidad total del canal = O. 45 [m] + 0.12 [m]=0.58 [m]

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    3.- EJEMPLO DE CALCULO HIDRAUICO DE TOMA TIROLESA

    TOMA TORALAPA

    Datos

    Q = 0,5 m3/s El coeficiente K que reduce el rea efectiva disponible para el casodel agua est dado por:

    El coeficiente K que reduce el area efectiva disponible para el caso del aguaesta dado por:

    K= (1-f)* DONDE:

    f = 0,15 Porcentaje de la superficie que queda obstruida por las arenas y gravaque se incrustan entre las rejas y que se toma de 1530%

    s = 0,025 Espaciamiento entre barrotes (m)

    t = 0,08 Ancho de un barrote (m)

    Remplazando valores:K = 0,202

    El coeficiente de contraccin C vara en funcin de la disponibilidad de los hierrosde la rejilla. Su valor

    depende de la inclinacin de la rejilla con la horizontal y esta dado, por:

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    C=Co - 0.325i

    L = 1,2 m Longitud transversal de la rejilla

    i = 0,36 Pendiente de la rejilla (m/m). i = tg = 20 grados

    C0 = 0,6 para e/s > 4

    C0 = 0,5 para e/s < 4

    De donde:

    C = 0,383

    Ancho de la rejilla:

    Adoptamos b = 3,0 m longitud total de la rejilla

    Clculo de la altura de agua sobre la rejilla:

    Se conoce que:

    De donde:

    =0.125 m (carga de entrada de agua. La cresta de azud debeestar mas alta a los lados de la rejilla

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    BIBLIOGRAFIA

    LA BOCATOMA, ESTRUCTURA CLAVE EN UN PROYECTO DE APROVECHAMIENTOHIDRULICO Dr.- Ing. Arturo Rocha Felices

    DISEO DE BOCATOMASAPUNTES DE CLASE por Ing. Alfredo Mansen Valderrama

    OPTIMIZACIN DE LA LNEA DE CONDUCCIN DEL ACUEDUCTO DE SANDON NARIO

    DISEO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS Escuela de Ingeniera de Recursos Naturalesy del Ambiente Ing. Jos Luis Garca Vlez

    GUAS DE RECONOCIMIENTO DE OBRAS TIPO Y DE PROCEDIMIENTOS INFORME FINALREALIZADO POR: AQUATERRA INGENIEROS LTDA.