INFORME OBRAS HIDRAULICAS

7/21/2019 INFORME OBRAS HIDRAULICAS

1/131

Dar a conocer algunas normas, criterios, formas, tipos y materialesque comnmente se utilizan en obras de infraestructura para lacaptacin, almacenamiento, derivacin, conduccin y distribucin delrecurso hidrulico para satisfacer los beneficios para los cuales seexige de este recurso: como puede ser el riego en terrenos,abastecimiento de agua a poblaciones, generacin de energa,recreacin, etc, as como de defensa, ya sea de control de avenidaso retencin de azolves

!ener en cuenta las venta"as como beneficio de con"eturar este tipode obras asi como tambi#n de algunas desventa"as en cada tipologaen el mbito hidrulico

$mpliar nuestros conocimientos de forma general a las obras depresas, depuradoras, diques, muelles, gaviones, conducciones,canales, obras en el entorno fluvial y drena"e de estructuras lineales

%ostrar conceptos generales y de aplicacin muy extendida en eldimensionamiento de obras hidrulicas

&n suma, agrupar conocimientos de forma que sirva de referencia enla concepcin global de las obras hidrulicas

INTRODUCCIN


2/131

&l agua es necesaria para satisfacer todas las exigencias del mundo modernoproviene de manantiales superficiales o subterrneos 'omo el hombre se hacomportado generalmente como un elemento contra el orden del sistemanatural, las aguas superficiales estn casi totalmente contaminadas

&l agua no se distribuye uniformemente en el tiempo y el espacio $ veces seencuentran grandes volmenes le"os de los centros de poblacin o cuandoestn prximas, pueden resultar impropias para el consumo $ veces peque(osros tienen agua en condiciones satisfactorias, pero no son aprovechablesporque en ciertas #pocas del a(o, su flu"o es nulo

)a responsabilidad del control y distribucin de las aguas normalmentecompete a los gobiernos y las comunidades, pero los aspectos t#cnicos deestas actividades enca"an dentro de las responsabilidades del ingeniero civil)e corresponde entre otras cosas, proyectar, dise(ar, construir y administrar lasobras relacionadas con ros, canales, presas, sistemas de irrigacin y drena"e,redes de abastecimiento de agua, alcantarillado pluvial y sanitario* en realidad,#l es el ingeniero por excelencia del ambiente

)a responsabilidad del ingeniero civil es inmensa porque los conocimientosdela +idrulica se basan en cientos de a(os de empirismo, muchos a(os deestudios tericos y de anlisis cientficos, y pocos a(os de experiencia con last#cnicas modernas de instrumentacin y computacin aplicada a los problemasrelacionados con los recursos hidrulicos

)a ingeniera civil ha sido el rea de estudio que tiene en sus manos el dise(ode las ciudades en las que vivimos ero as como en una misma ciudad puedehaber espacios muy diferentes a otros, en recursos, vista, elementos o lugareshabitacionales, la ingeniera civil debe tambi#n diversificarse

&s ah donde nace la ingeniera hidrulica ara aquellos espacios en donde elagua es un elemento imprescindible, la ingeniera hidrulica ha llenado deinnovacin y un me"or uso de los recursos disponibles, a todos aquellos lugares

donde el agua es tema primordial)a ingeniera hidrulica se encarga tanto de la obtencin como de laconstruccin, es decir, mane"a la energa hidrulica, la irrigacin, potabilizacino canalizacin del agua, y tambi#n aplica en la construccin de estructuras enmares, ros, lagos, represas, canales, puertos, entre otros

+idrulica

Obras Hidrulicas Pgina 2


3/131

)a hidrulica es una rama de la mecnica de fluidos-estudia el movimiento delos fluidos gasesy lquidos as como las fuerzasque lo provocan. yampliamente presente en la ingenieraque se encarga del estudio de laspropiedades mecnicas de los lquidos !odo esto depende de las fuerzasquese interponen con la masay a las condiciones a que est# sometido el fluido,relacionadas con la viscosidadde este

)os antiguos romanos y griegos aprovechaban la energa del agua* utilizabanruedas hidrulicas para moler trigo /in embargo, la posibilidad de emplearesclavos y animales de carga retras su aplicacin generalizada hasta elsiglo011 Durante la edad media, las grandes ruedas hidrulicas de maderadesarrollaban una potencia mxima de cincuenta caballos )as presas y loscanales eran necesarios para la instalacin de ruedas hidrulicas sucesivascuando el desnivel era mayor de cinco metros )a construccin de grandes

presas de contencin todava no era posible* el ba"o caudal de agua durante elverano y el oto(o, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir lasruedas hidrulicas por mquinas de vapor en cuanto se pudo disponer decarbn

1ngeniera +idrulica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_fluidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_fluidos


4/131

)a ingeniera hidrulica -tambi#n conocida como ingeniera de recursos deagua. es una de las ramas ms antiguas de la ingeniera civil, ya que estpresente desde los romanos tradicionales /e ocupa de la proyeccin ye"ecucin de obras relacionadas con el agua, sea para su uso, como en laobtencin de energa hidrulica, la irrigacin, potabilizacin, canalizacin, uotras, sea para la construccin de estructuras en mares, ros, lagos o entornossimilares, incluyendo, por e"emplo diques, represas, canales, puertos, muelles,rompeolas, entre otras construcciones !ambi#n hace referencia a lasmaquinas hidrulicas

)os ingenieros hidrulicos, tienen la funcin de realizar dise(os, luegomaterializarlos y operar las obras hidrulicas, a base de investigaciones, puesesta se apoya en gran manera de los resultados experimentales !odas lasteoras importantes para la ingeniera hidrulica, a su vez son sustentadas por

el uso de instrumentos matemticos, que van modernizndose de acorde a lostiempos* de todas maneras siempre se obtiene algn coeficiente o frmulaemprica, la cual resulta ser la manera en que se resuelven los problemasprcticos, luego de haberla determinado por medio de experimentos delaboratorio, de obras construidas y de operantes

&xisten tres grandes reas en donde la ingeniera hidrulica hace maravillasrimero se encuentran las conocidas grandes estructuras, como presas,esclusas, canales navegables, puertos, entre otros$dems de #stas existen otras obras relacionadas con la agricultura, llamadascontinuamente como parte de la hidrulica agrcola, en donde los sistemas deriego o los de drena"e son las tareas principales

2inalmente, estn las obras relacionadas con el medio ambiente, comolas presas filtrantesque ayudan a controlar la erosin o los encauzamientosde ros, que ms que construcciones, es el desarrollo de movimientos ocambios del recurso del agua en su estado natural para obtener me"oresresultados

Pasado y Presente de la ingeniera Hidrulica En elPer



5/131

&l er tiene un pasado milenario rico en la e"ecucin de obras hidrulicasadmirables para su #poca -y aun para la actual. remontado a culturas incascuando por e"emplo, se cubrieron con verdes sembros las laderas de muchos

valles serranos y coste(os mediante andeneras que al mismo tiempo queestabilizacin sus empinados taludes, garantizaban el uso racional de lasaguas provenientes de largos canales propios, cuando no del propio rio, de lacuenta vecina cruzando en este caso la divisoria que las separaba por su partems ba"a reconocida posteriormente como tal por via"antes y arrieros quienessiempre elegan este camino para acortar su via"e

&s as como el Valle Sagrado de los Incasy muchas otras campi(as desde'a"amarca y iura hasta $requipa, %oquegua y !acna an permanecencultivadas, produciendo como siempre, a base del arraigo y perseverancia delos campesinos dignos herederos de sus ancestros

&n el er se empezaron a construir presas de cal y canto en la #poca de lacolonia, como el 3Dique de los &spa(oles4 en las nacientes del rio /unbay-$requipa., inconcluso debido al conflicto entre los interesados de ese entoncesy culminado, reci#n en 5667, usando cemento en lugar de cal hidrulica )aque est represando la laguna de $ncascocha sobre el rio 8auca se construy

ya en la #poca republicana y, por ltimo, la presa 9iconga, ubicada en lacuenca alta del rio ativilca y puesta en servicio en 567, resulta ser la ltimapresa de gran altura construida en tiempos modernos con alba(ilera de piedra&n cuanto a las presas de materiales sueltos, el er tiene el privilegio dehaber tenido la s#ptima ms alta del mundo, all por el a(o de 56;


6/131

revestidos en los valles de 'hira'a(ete, 'hili, etc, y en primera vez conprocedimientos muy veloces, a fines de los a(os @? en el canal !ablazorevestido de concreto !"ro#ecto San $oren%o "iura&'

or ltimo, con motivo de la rehabilitacin del canal Choclocochasobre losA,??? msnm -royecto !ambo 'caracocha, +uancavelicaBisco. se utilizaranselladores elastomericos de poliuretano en las "untas de dilatacin delrevestimiento de ese canal, para garantizar su hermeticidad y durabilidad,aplicando metodologas modernas en lo que ha sido el taln de $quiles detodos los canales construidos en las punas del er

'on referencia a los tneles o galeras, si bien para su excavacin se prefieretodava el m#todo tradicional que usa explosivos -perforacin, disparo y limpia.,existen los tneles de 'arhuaquero -)ambayeque. en la d#cada de los ? y'himay -Cunn., actualmente en construccin, en los que se ha aplicado la

metodologa de excavacin a plena seccin y sin uso de explosivos con elequipo de perforacin conocido por 3topo4 -!%. &n el caso del pro#ecto



7/131

(ngostura !(re)uipa& est previsto utilizar nuevamente esta tecnologa paraperforar gran parte de sus ; tneles que sobrepasaran los 5= Em de longitudtotal $s el er estar al nivel de otros pases que aplican este procedimientodesde hace mucho

O*R(S +IDR(U$IC(S



8/131

/e considera obra hidrulica a la construccin de bienes que tengan naturalezainmueble destinada a la captacin, extraccin, desalacin, almacenamiento,regulacin, conduccin, control y aprovechamiento de las aguas, as como elsaneamiento, depuracin, tratamiento y reutilizacin de las aprovechadas y lasque tengan como ob"eto la recarga artificial de acuferos

Clasificacin y caractersticas de las obras hidrulicas

&n el er al igual que en otras partes del mundo, se les da el nombre de obrashidrulicas a las estructuras que se construyen para fines de almacenamiento oconduccin de agua, y excluye aquellas que en contacto con el agua cumplendistintas funciones, como los muros de encauzamiento, estribos y pilares de lospuentes, al igual que los espigones y muelles de los puertos&ntendidas de esta manera, las obras hidrulicas cubren una amplia gama depropsitos especficos y, por eso mismo pueden agruparse del modo que

correspondan al orden como se ubican entre la fuente de agua a aprovechar yel punto terminal donde se quiere utilizarla: Fbras de captacin resas de embalse $liviaderos de demasas en los embalses 'anales de conduccin &sclusas %uelles !neles hidrulicos 'entrales hidroel#ctricas $lcantarillado ocatoma

LA RECARGA ART!CAL "E AC#$!ER%&



9/131

)a recarga artificial es una t#cnica de gestin de recursos hdricos extendida anivel mundial 'onsiste en la introduccin expresa de agua al acufero,mediante variedad de sistemas como balsas de infiltracin, pozos de recargaprofunda, zan"as y otros mecanismos

Ti'os de acuferos

)os acuferos se clasifican en cuanto a su estructura, su comportamientohidrulico, su textura, su litologa, y la movilidad de su agua

&n cuanto a su estructura y su comportamiento hidrulico pueden clasificarseen 3libres4, 3confinados4 o 3semiconfinados4 Gn mismo acufero puede ser libre,confinado y semiconfinado segn sectores y el rea de estudio

El acufero (subesti)ado* fretico o libre+

&s aquel en el que se encuentra una superficie libre y real de aguaencerrada en contacto con el aire y la presin atmosf#rica, por lo que supresin es en realidad igual a la presin atmosf#rica Ho tienen una capade materiales impermeables encima de ellas&n el acufero libre el nivel fretico coincide con la superficie y seencuentra en contacto directo con la zona subsaturada del suelo /uposicin vara dependiendo de la #poca de lluvias o las #pocas secas

Los acuferos (confinados+* (cauti,os+* (a 'resin+ o (en carga+/on aquellos cuerpos de agua que se acumulan en la roca permeable yestn encerrados entre dos capas impermeables



10/131

&n estos acuferos el agua est sometida a una presin mayor a la de laatmsfera y ocupa todos los poros y huecos de la formacin geolgicasaturndola totalmente Ho existe 3zona no saturada4/i se perfora este acufero, el nivel de agua ascender hasta situarse enuna posicin que coincidir con el nivel de saturacin del acufero en el

rea de recarga&l agua est sometida a una presin mayor a la atmosf#rica y slorecibe agua de lluvia en zonas donde los materiales son permeables enpuntos generalmente distintos de donde reside el cuerpo del agua

El acufero (se)i-confinado+

Fcurre cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene significativamentemenos permeabilidad que el acufero en s, pero no es impermeable,permitiendo que ocurra la descarga y recarga a trav#s de este estrato

)os beneficios del uso de agua subterrnea estn claramente demostrados, yaque los acuferos -Gn acufero es la formacin geolgica permeable quepermite la circulacin y el almacenamiento del agua subterrnea por sus poroso grietas. funcionan como un almacenamiento de agua que, gestionados demanera eficiente, "uegan un papel crucial en:

>educcin de la pobreza e incremento del nivel de vida $umento de la sostenibilidad >educcin de riesgos econmicos y sanitarios

1ncremento del potencial de irrigacin Distribucin equilibrada de la riqueza >educcin de la vulnerabilidad ante episodios climticos adversos

-e" sequas.

./todos de Recarga

)os pozos y sondeos son los sistemas de recarga artificial ms utilizadoscuando el acufero se encuentra a una cierta profundidad /u uso tambi#n esfrecuente en los casos en los que la disponibilidad de terrenos es restringida

Gn condicionante totalmente necesario para acometer cualquier tipo de recargaartificial de acuferos es precisar aguas excedentes -agua no empleada enregado ni en abastecimiento. que pueden provenir de las siguientes fuentes

$gua superficial continua o discontinua -curso fluvial permanente oescorrenta espordica de aguas de tormenta. tomada directamentede los cauces y embalses o sometida a un cierto grado detratamiento antes de preceder a su introduccin en el acufero

$gua residual dom#stica que con un cierto grado de tratamiento esposible reutilizar o mezclar con agua de una me"or calidad que

tendra otro origen



11/131

$gua perteneciente a otro acufero que procedera delaprovechamiento y captacin de sus manantiales o de las urgenciasdifusas que tienen lugar en los ros que discurren o atraviesan lasuperficie del acufero

$(,UN(S O *($S(S D- IN.I$TR(CIN

)as balsas, canales y campos de inundacin persiguen extender agua sobre elterreno para aumentar la superficie de infiltracin )as balsas son dispositivosalargados o de contorno irregular, en general poco profundas, donde lainfiltracin se produce predominantemente por el fondo )os canales se

construyen siguiendo la topografa del terreno y son dispositivos rectilneosdonde la infiltracin se produce tanto por el fondo como por las paredes



12/131

laterales )os campos de inundacin son campos de labor que, endeterminadas #pocas del a(o en que existen excedentes hdricos, se riegan,sin que se da(en los cultivos, con elevadas dotaciones

&n ocasiones tambi#n es posible planificar obras de mayor envergadura comoes la construccin de embalses sobre cerradas que no son totalmenteimpermeables &l alta de estanqueidad que afecta a estos dispositivos permiteque una parte del agua almacenada en la presa se infiltre en el acufero y sepueda regular mediante bombeo a trav#s de pozo &n cuanto al segundogrupo de m#todos, que se conocen con el nombre de sistemas de recarga en

profundidad, se emplean de una forma generalizada en terrenos formados poruna alternancia de niveles permeables e impermeables



13/131

&l dispositivo de recarga que se emplea es normalmente un sondeo profundo atrav#s del cual se inyecta agua en el acufero, aunque tambi#n se utilizanpozos someros con o sin drenes o galeras horizontales construidas en sufondo y situadas ba"o el nivel fretico &n algunas ocasiones se pueden

aprovechar las simas y dolinas existentes en los terrenos calcreos paraintroducir directamente agua en los acuferos)as principales imputaciones que se realizan a la tecnologa de la recargaartificial de acuferos se relacionan con su alto coste y con los fenmenos decolmatacin que se presentan en la mayora de las instalaciones &l primerfactor enunciado anteriormente es relativo y debatible, ya que no slo dependede anlisis estrictamente econmicos, sino tambi#n de consideracionessociales y ecolgicas

CONSTRUCCIN D- /(N0(S 1 DI2U-S -N -$ INT-RIOR D-$ C(UC-"(R( $( R-C(R,(

&videntemente, cuando la recarga se efecta mediante sondeos el coste es

notablemente superior )o mismo ocurre con la recarga de aguas residuales sise consideran los remanentes correspondientes al tratamiento y depuracin



14/131

&n lo referente a los fenmenos de colmatacin la recarga artificial exige unoscondicionantes muy rigurosos en lo que respecta al agua de recarga )aafeccin sobre la tasa infiltracin de las instalaciones es tan importante queincluso en los casos donde se opera con una ba"a concentracin de slidos ensuspensin es necesario programar sistemas de limpieza y descolmatado de

los dispositivos de recarga $l cabo de un cierto tiempo y volumen de aguarecargado es posible que se tengan que abandonar las instalaciones al nopoderse regenerar su capacidad de infiltracin con caudales operativos

Venta3as # des4enta3as de las soluciones en recarga artificialde acufero5

-ntre las 4enta3as de la t6cnica ca7e destacar5

$lmacenar agua en los acuferos, especialmente en zonas de escasadisponibilidad de terreno en superficie o sin posibilidad de otras formasde embalsamiento

&liminacin de patgenos, sustancias qumicas, etc del agua durante elproceso de infiltracin a trav#s del suelo y su posterior residencia en elacufero, suavizando diferencias cualitativas y reduciendo riesgosmedioambientales, incluidos aquellos relacionados con la salud

Gtilizacin del acufero como embalse regulador, almac#n y red dedistribucin dentro de un sistema integrado, permitiendo suavizarfluctuaciones en la demanda y reducir el descenso del nivel del agua porsobreBbombeo>educir las p#rdidas por evaporacin respecto al agua

embalsada y compensar la p#rdida de recarga natural en un acufero poractividades antrpicas

1ntegracin de actividades lesivas en el marco del desarrollo sostenible,tales como el tendido de barreras hidrulicas para la intrusin marina, laprevencin de problemas geot#cnicos, la reutilizacin de aguasresiduales urbanas, la regeneracin hdrica de humedales, etc

%e"ora econmica de zonas deprimidas 1ntervencin para aminorar la desertizacin, cambio climtico, erosin de

suelos, etc

-ntre los incon4enientes ca7e destacar5

Irado de conocimiento incipiente de su potencial9isin principalmente hidrulica de la poltica de gestin hdrica, que laconsidera una 3t#cnica especial4 o 3alternativa4&scasez y falta de continuidad en las experiencias, que van cobrandoimportancia creciente&scasa dedicacin en las publicaciones de gestin hdrica del er y del

mundo



15/131

&s preciso realizar varios estudios y proyectos para minimizar losriesgos e impactos ambientales previamente a la construccin dedispositivos&s necesario un control durante el dise(o y construccin, as comoplanificar y llevar a cabo un programa de vigilancia y control

T01ELE&

T8neles hidrulico'/on construidos para transportar agua, principalmente en hidroel#ctricas,

abastecimientos, sistemas de riego, navegacin, canalizacin, etcDependiendo del r#gimen hidrulico, #stos pueden ser a presin o a flu"olibre &n la 2otografa se puede apreciar la desembocadura de un tnelhidrulico a flu"o libre

&n relacin a su longitud 'ortos /i la longitud no supera @?? m %edianos /i la longitud se encuentra en el rango de @?? a 7??? m )argos 'uando la longitud tiene entre 7 y @ Em %uy largos /i la longitud supera @ Em

Construccin



16/131

)a construccin de tneles tiene diferentes y variadas formas de hacerse:

or cambios bruscos en temperatura: este es el sistema ms clsico detodos, consiste en hacer una hoguera en el frente del tnel para calentar

la roca, ms tarde se le aplica agua fra lo que producir unresquebra"amiento y posibilitar una fcil remocin

or perforacin y voladura: )a perforacin en este caso se hace pormedio de la colocacin de tacos de dinamita para luego volar la roca yperforar de este modo, luego de la voladura se debe sacar el humoy todos los agentes que puedan causar contaminacin por medio deextractores, se comienza a sacar el material volado, se acondicionaluego con todos los servicios y hasta que no se termine este ciclo, no sepuede comenzar con el otro

erforacin completa: /e hacen con unas mquinas especiales, slo se

pueden hacer perforaciones circulares, la superficie que es excavadaquedar casi completamente lista para empezar a funcionar lo queevitar las sobre excavaciones, adems el material excavado se lleva ala parte posterior de la mquina por medio de bandastransportadoras mane"ando de ese modo una eficiencia mxima

'on rozadoras: &s un brazo hidrulico articulado con dos ruedas queposeen elementos abrasivos, este brazo se puede mover tantohorizontal como verticalmente

&stas obras de desvo o de ulterior conduccin subterrnea estngeneralmente revestidas con concreto, que puede ser simple o tener armadurade refuerzo si la galera a construir ser auto portante o no, por causa del bueno mal terreno a atravesar )a mayora de las veces, y sin importar que la rocaperforada haya sido de buena calidad, se le reviste por razones eminentementehidrulicas a el fin de aumentar su velocidad de conduccin y, as, disminuir sudimetro y, por consiguiente, el costo de excavacin

)os tneles para conducir agua, tienen forma de herradura y cuando van aestar a presin, generalmente, su forma es circular &l revestimiento de lasgaleras puede variar desde un recubrimiento con concreto lanzado -shotcrete.

en una o dos capas -con o sin refuerzo de malla de alambre y ltimamente de



17/131

fibra. hasta un revestimiento de concreto vaciado neumticamente detrs deencofrados metlicos deslizantes

&n el er existe una gran cantidad de tneles revestidos, desde aquellos quese construyeron a 3seccin mnima4 que permite un traba"o subterrneo rpido

y eficiente, aunque resulte excesiva para la cantidad de agua a conducir, hastalos de mayores secciones requeridas por los grandes caudales de agua atransportar

%uchas de estas galeras sobrepasan los 5? Em de longitud y algunas bordeanlos 7? Em -el t8nel de Ol9osen actual construccin llegar a los 56; Em.

)os tneles que atraviesan las divisorias entre cuencas tienen mayormente untrazo rectilneo y solo pueden ser traba"ados por sus frentes de entrada ysalida ero cuando reemplazan a los canales a media ladera que deberanabrirse en terrenos abruptos o ca(ones cerrados de roca viva, seguirn por

razones constructivas las sinuosidades del terreno, para ser atacadossimultneamente por varios frentes de traba"o 2rentes a los que est previstollegar por sus respectivas ventanas de acceso De esta manera, se hanconstruido, por e"emplo, las galeras del sistema de centrales hidroel#ctricas encadena de los ros 'hili, aucartambo, >mac y /anta &ulalia, que en ms decaso han sobrepasado los 7? Em de longitud total or razones de logsticadesde una de sus bocas, avanzando en retroceso hasta la otra boca )adescripcin que sigue sobre los tneles de gran longitud -mayores de A Em.construidos en el er, tratar de cubrir todo el pas con los ms importantesde cada sitio, siempre y cuando hayan sido revestidos con concreto, si nototalmente, por lo menos en longitudes importantes

De esta manera, el primero resulta siendo el tnel 'ulqui construido para finesde irrigacin, con un poco ms de @ Em de largo y seccin en herradura



18/131

cercana a los @ m de alto, totalmente revestido con concreto simple de ?;? mde espesor y que atraviesa el macizo monta(oso que separa a los ros Juiroz y'hipillico, afluentes del 'hira'ontina el trasandino de Flmos, todava en proceso de excavacin desde susdos bocas y que, en este momento, ha llegado a la cuarta parte de los 56; Em

previstos &l traba"o de revestimiento realizado all, sin contar el tratamiento conshotcrete tambi#n efectuado, alcanza una longitud cercana a los 7 Em deseccin totalmente revestida &ste tnel cumplir el doble propsito deirrigacin y generacin de energa el#ctrica/iguiendo hacia el sur estn los tneles 'hotano y 'onchano, ambosaproximadamente de A7 Em de longitud, inicialmente para fines de irrigacin2ueron construidos durante muchos a(os de penoso traba"o dentro de calizasErsticas y , por tanto, al revestimiento de concreto de toda su seccin seagrega el llenado de cavernas con muros secos de piedra o de concretociclpeo para los hastiales y con 3bolsacretos4 en la bveda, as como el rellenode las sobreBexcavaciones con concreto adicional

%s adelante se encuentra el tnel de 'arhuaquero en la margen derecha delro 'hancay -departamento de )ambayeque., el primero construido en el erpor el m#todo !%, es decir, utilizando el 3topo4 para excavar, a seccincompleta y sin uso de explosivos, Em de galera de casi A m de dimetro delos 5;@ Em que tiene )a finalidad de este tnel es alimentar la centralhidroel#ctrica del mismo nombre /u revestimiento ha sido mayormente conconcreto lanzado -shotcrete. y, excepcionalmente, con revestimiento completode concreto -zonas de roca d#bil o con muchas fracturas.$simismo, corresponde mencionar el proyecto 'havimochic, que continuaconstruy#ndose desde hace a(os, con propsito principal de al irrigacin, y quecuenta con A< Em de galeras a lo largo de los 5@? Em previstos hasta'hicama &n los primeros tramos del canal de derivacin, ubicados entre losros /anta y 9ir, estn los tneles de mayor seccin transversal construidosen el er para la conduccin subterrnea de agua que sea a pelo libre -65m;Ks de capacidad. )a caracterstica ms importante de estos tneles en sucon"unto es su revestimiento total y mayor de concreto simple -sin armadura derefuerzo. en el tramo correspondiente al paquete 3$4 compuesto por galerascon 5 Em de longitud y donde la mayor de ellas alcanza los 5? Em )as pocaszonas revestidas con concreto armado en este tramo corresponden a los sitiosdonde la roca atravesada fue de mala calidad &n el tramo correspondiente alpaquete 34, en cambio, todos los tneles construidos estn revestidos con

concreto armado cualquiera haya sido la calidad de la roca!ambi#n sobre la misma margen derecha del ro /anta, decenas de Eilmetrosaguas arriba de la bocatoma de 'havimochic se ubica el antiguo proyectohidroel#ctrico de 'a(n del ato, ntegramente en subterrneo, que comenz aconstruirse en 56A; y se termin 5@ a(os ms tarde &sta es una galera apresin de @ Em de longitud, totalmente revestida con concreto simple y @A?m de dimetro interior $ctualmente se est traba"ando en el aumento de lacapacidad de conduccin de este sistema, de A m;Ks a =7 m;Ks , con el fin deposibilitar la instalacin de otra turbina en la 'entral&l tnel trasandino de %arcapomacocha, que descarga al ro /anta &ulalia

tributario del >mac por su margen derecha, es como el anterior, igualmente apresin, pero que, por razones constructivas, tuvo que traba"arse en



19/131

contrapendiente desde ambas bocas, lo cual explica su forma de sifn invertidocombinado con salida a pelo libre &s una galera de casi 5? Em de longitudrevestidos parcialmente $ctualmente /edapal est llevando a cabo losproyectos %arca 111 y %arca 11, el primero de los cuales, listo para entrar enservicio, har el trasvase de las aguas que colecta, por el tnel

%arcapomacocha y el segundo, por uno independiente que descargar en elro lanco, afluente del >mac por su margen izquierda &ntre ambos proyectosse llegar a una longitud acumulada de tneles que sobrepasa los 7? Emprevistos a revestirse )a finalidad principal de estos dos sistemas de trasvase$tlnticoBacfico es me"orar el abastecimiento de agua potable de la Iran)imarecisamente a lo largo de los 7 primeros ros se tienen aprovechamientoshidroel#ctricos consecutivos -en cadena., donde predominan las largas galerasrevestidas como parte de sus respectivos sistemas de conduccin a pelo libre&sto debido a lo abruptas que son las mrgenes del >mac y su afluente /anta&ulalia en el trayecto comprendido entre !amboraque, >icardo alma, +uinco,

%oyopampa y +uampan&n la sierra central del pas existen dos proyectos hidroenerg#ticospertenecientes a 'entromn conocidos como 8aupi -ya construido. y 8uncn-en plena construccin para tneles a presin. que aprovechan las aguas delro aucartambo, con conducciones coincidentemente cercanas a los 75 Emtotales en caverna y parcialmente revestidas, en ambos casos



20/131

&l tnel a presin del %antaro queabastece a las centraleshidroel#ctricas /antiago $ntnez de%ayolo y >estitucin se termin deconstruir en 56=7 !iene 7? Em de

longitud, A? m de dimetro, 6esulta finalmentemuy importante resaltar que elvolumen de concreto colocado como revestimiento de toda la galerasobrepas los 5??,??? m;, con la particularidad de haberse requerido el uso decemento portland tipos 11 y 9 en un tramo importante, por la presencia de aguasde filtraciones cargadas de sulfatos$l sur del tnel %antaro se encuentra en actual proceso de desarrollo elproyecto >o 'achi para cumplir un propsito mltiple -riego, agua potable ygeneracin de energa., que incluye al tnel 1chocruzB'hiara, de ; m de altura y= Em de longitud totalmente revestidos'ontinuando, se llega a la derivacin del ro 'olca que, para regar las pampasde %a"es y /iguas, se ha tenido que construir una conduccin de ;A m;Ks decapacidad que, entre la bocatoma !uti y el tnel terminal, tiene 5?5 Em delongitud, de los cuales solo 5; Em corresponden a canales y los Em

restantes, a galeras totalmente revestidas $ estas hay que agregar los 7? Emde tneles revestidos entre la bocatoma itay y las pampas de %a"es con7?m;Ks de capacidad

%s al sur se encuentra el proyecto de irrigacin asto Irande en eldepartamento de %oquegua, donde se ha construido el tnel Cachacuesta conms de = Em de longitud y 57 m;Ks de capacidad, revestido en sus dosmodalidades: seccin completa y media seccin inferior

E&CL#&A&



21/131

)as esclusas son una serie de compuertas dise(adas para que unaembarcacin pase de un nivel de agua a otro 'onstituyen una seccin delcanal cerrada por compuertas en sus dos extremos y donde el nivel del aguaaumenta o disminuye a voluntad mediante vlvulas o aliviaderos hasta alcanzarel nivel de la parte ms alta o el de la parte ms ba"a* cuando el nivel de la

esclusa se ha igualado con el del tramo del canal la compuerta correspondientese abre y el barco entra o sale de la esclusa

)as compuertas tpicas son de doble ho"a y se sitan en los extremos del vaso,al que cierran, formando un diedro, de donde les viene la denominacin depuertas Mde mitra4 con el ngulo obtuso a contra corriente, lo que permite que lapresin del agua ayude a cerrarlasDesde el punto de vista de la ingeniera los aspectos fundamentales en el

dise(o de una esclusa son:B ubicacin planialtim#trica en el cuerpo de la presaB determinacin y dise(o del sistema de llenado desde el punto de

vista hidrulicoB el clculo estructural resistente -cuenco.B el dise(o de las partes electro mecnicas -compuertas y sistemade bombeo.

&l nivel factible de salvar con una sola esclusa ha ido creciendo con los a(os,siendo actualmente, en casos generales, de unos ;@m)as esclusas, que se utilizan en la mayora de los canales de varios tramos,

tienen ciertos inconvenientes )os costos de construccin y mantenimiento sonmuy elevados* cuando los barcos son de gran tonela"e, resulta difcil mantenerel suministro de agua para alcanzar el nivel del tramo superior, y adems se

crean corrientes que tienden a igualar los niveles, lo que hace que seproduzcan grandes p#rdidas en los niveles superiores en cada operacin

Ti'os de esclusas2

O4aladas5ertenecen a la primera etapa de construccin del 'anal ypermiten el paso de dos barcazas a la vez /us dimensiones oscilanentre 7?B7@ metros de largo por 5? metros de ancho /on ms costosasde e"ecutar y ms lentas de llenar &n total hay ;A esclusas de estascaractersticas

Rectangulares5 'orresponden a la etapa en que se privatiza laconstruccin del 'anal /upone un ahorro de coste en su construccin yun llenado ms rpido, aunque solamente permite el paso de unabarcaza 'orresponden al siglo 010 y en total son 5@ esclusas, lasdimensiones son de ;? metros de largo por @ metros de ancho

.unciona9iento&structuralmente la esclusa es un canal que comunica los niveles de aguaaguas arriba y deba"o de una presa, debiendo cumplir dos requisitos opuestos:

Bque la esclusa se llene lo ms rpidamente, en no ms de 5@ minutos, para noalterar el trfico de buques y barcazas Bque el llenado no sea tan rpido como



22/131

para causar esfuerzos peligrosos en los cables de amarre de lasembarcaciones, evitando que #stas choquen contra los muros o entre sDurante el proceso de llenado, las embarcaciones presentan una escasarevancha ba"o quilla, entrando agua con carga elevada Durante el proceso devaciado, esta situacin no se presenta, por lo que la condicin crtica se da

durante el llenado)a operacin de llenado y vaciado se hace a trav#s de un sistema deconduccin, ubicado en los muros de las esclusas y auxiliados por bombas &snecesario disponer de estas ltimas para uniformar la carga y la descarga/i las vlvulas se abrieran en forma instantnea, una onda abrupta via"ara a lo

largo de la esclusa y luego se refle"ara, sometiendo la embarcacin aesfuerzos longitudinales que romperan las embarcaciones y las estrellarancontra las compuertas /i la apertura es parcial, este desbalanceo es menor yse amortigua rpidamente, aumentando, sin embargo, el tiempo de llenado)a presencia de embarcaciones produce efectos secundarios que obligan aestudiar el fenmeno mediante modelos fsicos

)os conductos de llenado y vaciado pueden colocarse en los muros lateralesyKo en la losa de fondo con entradas ubicadas a todo lo largo de los muros paralograr un llenado y vaciado uniforme&l tiempo de llenado se calcula en funcin de las frmulas de orificio

"artes de una esclusa

5 -97arcadero5peque(o ensanchamiento existente aguas arriba o aba"ode la esclusa que permita atracar barcas durante la noche, ya que elpaso de las esclusas solamente estaba permitido Mde sol a solM

7 Co9puertas5es el elemento fundamental en el funcionamiento de laesclusa con el ngulo obtuso a contra corriente, lo que permita que lapresin del agua ayudara a cerrarlas &n la puerta, una compuerta o

http://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/esc_emb.jpghttp://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/comp_esq.jpghttp://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/esc_comp.jpghttp://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/esc_emb.jpghttp://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/comp_esq.jpghttp://centros5.pntic.mec.es/ies.sem.tob/images/esc_comp.jpg


23/131

ta"adera, accionable desde la parte superior por un mecanismo deguillotina, permita el paso del agua y el subsiguiente vaciado o llenadodel vaso )as puertas se accionaban mediante cabrestanteexterior

; (li4iadero5 permiten en la actualidad el paso del agua con la compuertacerrada

A Vaso5es el cuenco de piedra, de planta rectangularu oval, que sirve deconexin a dos tramos consecutivos del canal situados a diferente cota@ "uente5 &s elemento imprescindible para el funcionamiento de la

esclusa, ya que permite al esclusero el paso de una a otra bancada parael accionamiento de los cabrestantes


24/131

'uando los dos niveles de agua estaban igualados, se abran las

compuertas de arriba, y se de"aba pasar la barcaza al interior del vaso

/e cerraban las compuertas superiores y se abra la ta"adera de las

inferiores para proceder al vaciado del vaso, hasta conseguir que el nivel

de agua de este fuera el mismo que el del canal por donde deba seguirsu camino la barcaza

'uando estos dos niveles estaban igualados, se abran las compuertas

inferiores de la esclusa, y la barcaza, despu#s de haber enganchado lasmulas que la arrastraban por los caminos de sirga, prosegua su via"e por elcanal

RA.PA&* E&CAL%1E& 3 "&PA"%RE& "E E1ERG$A

)os canales que se dise(an en tramos de pendiente fuerte resultan convelocidades de flu"o muy altas que superan muchas veces las mximasadmisibles para los materiales que se utilizan frecuentemente en suconstruccin ara controlar las velocidades en tramos de alta pendiente sepueden utilizar combinaciones de rampas y escalones, siguiendo lasvariaciones del terreno )as rampas son canales cortos de pendiente fuerte,con velocidades altas y r#gimen supercrtico* los escalones se forman cuandose colocan cadas al final de tramos de ba"a pendiente, en r#gimen subcrtico)os disipadores de energa son estructuras que se dise(an para generarp#rdidas hidrulicas importantes en los flu"os de alta velocidad &l ob"etivo es

reducir la velocidad y pasar el flu"o de r#gimen supercrtico a subcrtico



25/131

Disipadores de energa

'uando el agua corre por el vertedero y los canales o tneles de descargacontiene gran cantidad de energa y mucho poder destructivo debido a lasaltas presiones y velocidades Ostas pueden causar erosin en lecho del ro,

en el pie de la presa, o en las estructuras mismas de conduccin, poniendo enpeligro la estabilidad de las estructuras hidrulicas or lo tanto se debencolocar disipadores de energa

ara la seleccin del tipo de disipador se debe tener las siguientesconsideraciones:

5. &nerga de la corriente7. &conoma y mantenimiento ya que #ste eleva mucho el costo;. 'ondiciones del cauce aguas aba"o -roca, suelo erodable, etc.A. Gbicacin de las vas de acceso, casa de mquinas, y dems

estructuras hidrulicas ya que su seguridad no puede quedarcomprometida

@. 'ongelamiento


26/131

)os estanques amortiguadores tienen su aplicacin en vertederos deexcedencias, rpidas y estructuras de cada libre &n ellos la energa sedisipa por medio de choque ya que el agua cae libre y verticalmente enun estanque en el lecho del ro Debido al gran poder erosivo del agua,se tiene que revestir el cauce y sus paredes con rocas o concreto De

todas maneras los materiales sufren mucho desgaste por el constantechoque por lo que se debe hacer un mantenimiento peridico

CA1ALE&

;' Definicin

)os canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circuladebido a la accin de la gravedad y sin ninguna presin, pues la superficie libredel lquido est en contacto con la atmsfera* esto quiere decir que el aguafluye impulsada por la presin atmosf#rica y de su propio peso



27/131

)os canales pueden ser naturales ->os o arroyos. o artificiales Deestos ltimos pueden incluirse aquellos conductos cerrados que traba"anparcialmente llenos -alcantarillas, tuberas.

)os canales tienen la finalidad de conducir los caudales de captacin desde la

obra de toma hasta el lugar de carga o distribucin, de acuerdo a la naturalezadel proyecto y en condiciones que permitan transportar los volmenesnecesarios para cubrir la demanda

&n general, el canal de aduccin en una cuenca de monta(a, es la obra querequiere las mayores inversiones comparando con las dems obras civiles deun sistema hidrulico, ya que debido a su longitud y condiciones topogrficas,los volmenes de excavacin, materiales de construccin, etc superan engeneral al resto de obras civiles -obra de toma, cmara de carga o tanque dealmacenamiento. &n muchos casos el costo de inversin del canal serfundamental para establecer la viabilidad de un proyecto


28/131

Se c c in tr an s v e r s a l irr egu la r


29/131


30/131

Seccin triangular5

/e usa para cunetas revestidas en las carreteras, tambi#nen canales de tierra peque(os, fundamentalmente por facilidadde trazo!ambi#n seemplean revestidas, como alcantarillas de las carreteras

Seccin para7lica5

/e emplea en algunas ocasiones para canales revestidos y es la formaque toman aproximadamente muchos canales naturales y canales vie"osde tierra



31/131


32/131

)os canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientesdenominaciones:

Canal de pri9er orden'= )lamado tambi#n canal principal o

canal madre y se le traza siempre con pendiente mnima,

normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado dacon terrenos altos

Canal de segundo orden'= )lamados tambi#n laterales, son

aquellos que salen del canal principal y el caudal que ingresaa ellos, es repartido hacia los sub laterales, el rea de riego quesirve un lateral se conoce como unidad de riego

Canal de tercer orden'= )lamados tambi#n sub laterales y nacen

de los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartidohacia las parcelas individuales, el rea de riego que sirve un sub

lateral se conoce como unidad de rotacin

7' -le9entos ,eo96tricos de la Seccin Trans4ersal de un Canal

)os elementos geom#tricos son propiedades de una seccin de canal quepueden ser definidos por completo por la geometra de la seccin y laprofundidad de flu"o &stos elementos son muy importantes y se utilizan conamplitud en el clculo de flu"o

ara secciones de canal regulares y simples, los elementos geom#tricos

pueden expresarse matemticamente en t#rminos de la profundidad de flu"o yde otras dimensiones de la seccin ara secciones complicadas y seccionesde corrientes naturales, sin embargo, no se puede escribir una ecuacin simplepara expresar estos elementos, pero pueden prepararse curvas querepresenten la relacin entre estos elementos y la profundidad de flu"o para usoen clculos hidrulicos

)a forma ms conocida de la seccin transversal de un canal es la trapezoidal,como la que se muestra en la 2igura ;B;

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/02/elementos-geometricos-de-la-seccion.htmlhttp://www.ingenierocivilinfo.com/2010/02/elementos-geometricos-de-la-seccion.html


33/131

Dnde:

y P tirante de agua, altura que el agua adquiere en la seccin transversalb P base del canal o ancho de solera! P espe"o de agua o superficie libre de agua

+ P profundidad total del canal+By P borde libre

' P ancho de corona Q P ngulo de inclinacin de las paredes laterales con la horizontal

$ continuacin se dan las definiciones de varios elementos geom#tricos deimportancia bsica

Talud >/?5&s la relacin de la proyeccin horizontal a la vertical de lapared lateral -se llama tambi#n talud de las paredes laterales del canal.&s decir R es el valor de la proyeccin horizontal cuando la vertical es 5,aplicando relaciones trigonom#tricas segn 2igura ;B;, se tiene:



34/131

Tirante de agua o profundidad de flu3o >#?5&s la distancia verticaldesde el punto ms ba"o de una seccin del canal hasta la superficielibre, es decir la profundidad mxima del agua en el canal

(ncho superficial o espe3o de agua >T?5&s el ancho de la superficie

libre del agua @rea 9o3ada o rea hidrulica >(?5&s la superficie ocupada por el

lquido en una seccin transversal normal cualquiera

"er9etro 9o3ado >"?5&s la parte del contorno del conducto que esten contacto con el lquido

Radio hidrulico >R?5&s la relacin del rea mo"ada con respecto a supermetro mo"ado, el radio hidrulico es la dimensin caracterstica de laseccin transversal, hace las funciones del dimetro en tuberas

"rofundidad hidrulica >D? o profundidad 9edia >#?5 &s la relacinentre el rea hidrulica y el espe"o de agua

.actor de seccin para el clculo de flu3o crtico5 &s el producto delrea mo"ada y la raz cuadrada de la profundidad hidrulica

,asto (4+ 5es el volumen de agua que pasa en la seccintransversal del canal en la unidad de tiempo, y se expresa en m;/s

Canales de na4egacinGn canal de navegacin es una va de agua hecha por el hombre quenormalmente conecta lagos, ros u oc#anos /e utilizan para el transporte, amenudo surcados por barcazas en los canales fluviales y por barcos en loscanales que conectan oc#anos

)os canales de navegacin pueden clasificarse en:

*';' Canales :arti9os

$nte la necesidad de cortar distancias para los barcos el hombre ha buscado laforma de comunicar mares y que me"or forma de conectarlo que aprovechar las

http://es.cyclopaedia.net/wiki/Transportehttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Transporte


35/131

Canal de Kiel

Canal de la Mancha

caractersticas topogrficas de la tierra, por e"emplo los istmos, el de anam yel del /uez, y son efectivamente estos dos puntos donde se han construidocanales interocenicos or e"emplo el canal de anam conecta el oc#anoacfico con el $tlntico y el canal de /uez conecta al %editerrneo con eloc#ano Sndico !ambi#n existen otros canales de menores magnitudes como elcanal de Tiel que evita la vuelta a Dinamarca y conecta el mar ltico y el mardel Horte, el canal de 'orinto en Irecia que evita doblar el eloponeso,tambi#n est la hidrova del ro /an )orenzo que une el oc#ano $tlntico conlos grandes lagos de Horte $m#rica



36/131

Canal de Suez

Canal de Panam

Canal de Corinto



37/131

*'usia, entre otros


Canal Volga-

Don

Canales deVenecia


38/131

$lgunos canales de navegacin conocidos mundialmente:

B 'anal de $lsaciaB 'anal de 'orintoB 'anal de Tiel, comunica el mar del Horte con el mar ltico enAlemania

B 'anal de anam, comunica el oc#ano $tlntico y el oc#anoacfico en anamB 'anal >inB%enoBDanubioB 'anal de la %ancha, comunica Franciacon InglaterraB 'anal de eagle, comunicaArgentinacon 'hileB 'anal de /uez, comunica el mar %editerrneo con el mar >o"oB 'anal 9olgaBDon

A' Tipos de .lu3os

.lu3o per9anente'= es el flu"o en que las propiedades fluidas, son

constantes en el tiempo, a pesar de que las mismas no lo sean en elespacio

.lu3o transitorio o No per9anenteB es el que presenta cambios en sus

caractersticas al paso del tiempo, para estudiar el comportamiento delcanal

.lu3o unifor9eB este es el que se da en un canal recto, cuya seccin es

de pendiente constante, y se encuentra a una distancia considerable delos puntos en que se realizan las mudanzas de seccin transversal,puede ser de forma, de rugosidad, cambio de la pendiente o en unavariacin del caudal

.lu3o gradual9ente 4ariado'= cuando la profundidad de flu"o cambia a

trav#s de la longitud del canal &ste puede ser permanente o nopermanente /e clasifica en rpidamente variado o gradualmentevariado, dependiendo de la profundidad del agua

.lu3o su7 crtico o flu3o lentoB es el nivel efectivo del agua en una

determinada seccin

http://es.cyclopaedia.net/wiki/Alemaniahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Franciahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Inglaterrahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Argentinahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Alemaniahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Franciahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Inglaterrahttp://es.cyclopaedia.net/wiki/Argentina


39/131

GA5%1E&

)os gaviones fueron utilizados ya por los romanos &n sus inicios, seconstruyeron muros de gaviones con mimbre trenzado y rellenos de piedra, conel propsito de proteger contra los desprendimientos de rocas +oy todava, losgaviones rellenos de piedra, alineados y estibados se utilizan para estabilizartaludes ero su diversidad de uso se ha ampliado, multiplicando susaplicaciones por la alta durabilidad del material -alambre de acero congalvanizado especial., por el modo de monta"e rpido y estable y por formas y

acabados especiales

;' Definicin

&n la ingeniera civil, un muro de gaviones es un muro de contencin hecho decontenedores rectangulares -cestas., fabricados de alambre galvanizado engran medida, estos son llenos de piedras apiladas, unas sobre otras

&l uso ms comn de los gaviones, es estabilizar las costas contra la erosinFtras aplicaciones incluyen muros de contencin y muros de contencintemporal !ambi#n es til para la filtracin de los sedimentos de la escorrenta

de peque(as presas, temporales o permanentes, as tambi#n como para laformacin de ros y revestimiento de un canal ueden ser utilizados para dirigirla fuerza de un flu"o de agua, de una inundacin alrededor de una estructuravulnerable )os gaviones tambi#n se utilizan como barreras para peces enarroyos peque(os )os gaviones tienen algunas venta"as debido a sumodularidad y capacidad de apilar en diversas formas, son tambi#n resistentesa ser arrastrados por el agua en movimiento )os Iaviones tambi#n tienenventa"as sobre las estructuras ms rgidas debido a que puede a"ustarse almovimiento de tierra, as como tambi#n, disipar la energa de la corriente deagua y el desagNe /u fuerza y eficacia pueden aumentar con el tiempo enalgunos casos $ veces se utiliza para mantener las piedras estticas, evitando

que puedan caer de un acantilado de corte o de poner en peligro el trfico en lava Debido a las cualidades como flexibilidad, economa y eficacia, el uso de



40/131

los gaviones se extiende cada da ms hacia diferentes tipos de obras deconstruccin


41/131

Dura7ilidad: )a materia prima del Iavin, esta provista de un

recubrimiento que logra retrasar los efectos del medio ambiente sobre elacero or su triple torsin no se desarma en caso de ruptura accidentalo intencional>esiste la corrosin

-colgicas5Ho causan impacto en el medio ambiente y restablecen elpaisa"e primitivo, proporcionando una ptima respuesta a los requisitosambientales /u capacidad de drena"e contribuye no solo a laestabilizacin del suelo, sino tambi#n propicia el crecimiento de lavegetacin tpica de la regin, manteniendo incluso el equilibrio delecosistema

Instalacin fcil # econ9ica: Ho requiere mano de obraespecializada, uso de herramienta bsica

A' Des4enta3as del uso de ga4iones

O7tencin de la roca5 Dependiendo de la ubicacin de la obra,conseguir la piedra necesaria puede resultar costoso &n estos casos, eltraslado de la piedra desde la cantera de origen hasta el lugar de

colocacin puede convertirse en una carga no asumible



42/131

Ta9ao # tolerancia5 &xisten tama(os que van desde uno a cuatrometros de longitud, de cincuenta centmetros a un metro de alto yproporciones similares para el ancho !ambi#n se permiten curvas conun radio amplio &s factible realizar gaviones a medida para todo tipo denecesidades, aunque tienen un coste levado )os proyectos realizados

con gaviones deben observar gran flexibilidad en las tolerancias dee"ecucin y los dise(os deben contar con un nivel de detalle donde notenga excesiva importancia la precisin

Deterioro5 &xisten multitud de tipos de alambre /i los utilizadoscuentan con un galvanizado pobre, el paso del tiempo acabar pordeteriorarlos hasta provocar roturas irreversibles

Coloni%acin de plantas # ani9ales5&l relleno de los gaviones puedeconvertirse en un lugar donde proliferen las plantas o aniden diversosanimales, si no es algo planeado puede resultar una desventa"a

' Co9posicin del ,a4in

';'(la97res gal4ani%ados

$ctualmente se producen alambres galvanizados de los calibres ydimetros indicados en la !abla 5

"roceso de gal4ani%ado

&l alambre se somete a un tratamiento t#rmico de precocido que le dauniformidad al producto y luego se expone a un ba(o de zinc porinmersin en caliente o por m#todos electrolticos $l recubrimiento con

zinc se le denomina Egal4ani%adoF'

&l zinc es un metal anftero que es capaz de reaccionar qumicamentetanto con cidos como con bases, formando sales de zinc* la reaccindel zinc es lenta y se utiliza como proteccin contra la corrosin



43/131

Tabla 1: Alambres Galvanizados

&l zinc tiene gran resistencia a la corrosin, si el p+ del agua en contacto con elzinc est entre < y 57@Debe observarse que el p+ en las aguas servidas flucta entre seis y ocho y enaguas limpias entre siete y nueve &l principal problema de corrosin es elcontacto de los alambres con suelos cidos, o con agua salada)os gaviones de alambres metlicos no deben utilizarse en reas costeras

&n a(os recientes se han desarrollado sistemas de galvanizado con mayor

resistencia a la corrosin or e"emplo, la firma %accaferri desarroll unsistema que emplea una mezcla de Rinc y $luminio del cual aseguran, aumentala durabilidad de los alambres hasta en @ veces la de un alambre normal,debido a que la camada oxidada formada sobre la superficie del alambre,despu#s de los primeros a(os, acta como elemento de proteccin queposteriormente reduce el proceso de oxidacin del alambre



44/131

'


45/131

'


46/131

de gaviones, como soleras para el fondo de los ros, incluso en distintasetapas, para permitir a los sedimentos depositarse tras la primera hilera degaviones Gna vez consolidados, se coloca la segunda fila de gaviones sobre laprimera y sobre los sedimentos ya depositados, y as hasta alcanzar la alturaprevista de la solera

H' Tipos de ga4iones

I' ,a4iones tipo ca3a

&l gavin tipo ca"a es una estructura metlica, en forma deparaleleppedo, producida a partir de un nico pa(o de malla hexagonalde doble torsin, que forma la base, la tapa y las paredes frontal ytrasera $ este pa(o base son unidos, durante la fabricacin, panelesque formarn las dos paredes de las extremidades y los diafragmas

& l e m e n t o s c o n s t i t u y e n t e s d e l o s g a v i o n e s t i p o c a " a

Despu#s de retirado del fardo, cada elemento debe ser completamentedesdoblado y montado en obra, asumiendo la forma de unparaleleppedo &s posteriormente transportado e instalado, conforme alo definido en el proyecto y amarrado, an vaco, a los gavionesadyacentes



47/131

Debe ser llenado con material p#treo, con dimetro medio nunca inferiora la menor dimensin de la malla hexagonal

)a red, en malla hexagonal de doble torsin, es producida con alambresde acero con ba"o contenido de carbono, revestidos con una aleacin de

zinc, aluminio -@L. y tierras raras -revestimiento Ialfan., que confiereproteccin contra la corrosin 'uando est en contacto con agua,es aconse"able que sea utilizada la malla producida con alambres conrevestimiento adicional de material plstico, que ofrece una proteccindefinitiva contra la corrosin

Di9ensiones5

)argo: siempre mltiplo de 5 m, vara de 5 m a A m, con excepcindel gavin de 5,@ m$ncho: siempre de 5 m$ltura: puede ser de ?,@ m o 5,? m

/on empleados en la proteccin de cauces, y como muros decontencin



48/131

II' ,a4iones tipo saco

)os gaviones tipo saco son estructuras metlicas, con forma de cilindro,constituidos por un nico pa(o de malla hexagonal de doble torsin que,en sus bordes libres, presenta un alambre especial que pasaalternadamente por las mallas para permitir el monta"e del elemento enobra

&lementos constituyentes de los gaviones tipo saco

&s un tipo de gavin extremadamente verstil debido a suformato cilndrico y m#todo constructivo, siendo que las operaciones de

monta"e y llenado son realizadas en obra para su posterior instalacin,con el auxilio de equipos mecnicos

Ieneralmente es empleado como apoyo para estructuras de contencin,en presencia de agua o sobre suelos de ba"a capacidad de soporte,debido a su extrema facilidad de colocacin



49/131

&stas caractersticas hacen del gavin saco una herramientafundamental en obras de emergencia Despu#s de montado, es llenadocon rapidez, cerca del lugar de utilizacin /u llenado es realizado por elextremo -tipo saco. o por el costado -tipo bolsa. Despu#s de concluidasestas etapas, los gaviones tipo saco pueden ser almacenados para su

posterior aplicacin o pueden ser inmediatamente colocados en el lugarde aplicacin con el auxilio de una gra&l llenado con piedras no depende de una colocacin tan cuidadosacomo en los gaviones tipo ca"a, debido a las caractersticas y funcionesque desempe(an en las obras en que son empleados )a menordimensin de las piedras nunca debe ser menor que la abertura de lamalla )os amarres entre los gaviones tipo saco no son necesarios

)a red, en malla hexagonal de doble torsin, es producida con alambresde acero con ba"o contenido de carbono, revestidos con una aleacin dezinc, aluminio -@L. y tierras raras -revestimiento Ialfan., que confiere

proteccin contra la corrosin 'omo estos elementos traba"an encontacto constante con agua y en ambientes normalmente agresivos, seutiliza, para la produccin de los gaviones tipo saco, la malla producidacon alambres con revestimiento adicional de material plstico, queofrece una proteccin definitiva contra la corrosin

Di9ensiones5

)argo: siempre mltiplo de 5 m, vara de 5 m a < m*Dimetro: es siempre de ?,


50/131

&ste tipo de gavin por lo general son utilizados principalmente en obra deemergencia o condiciones difciles, por lo general este tipo de gaviones sesuelen armar fuera de la obra y con maquinaria pesada se colocan es suposicin final

/us principales aplicaciones son las de encauzamiento de ros /e utilizaen lugar de los costales de yute llenos de arena !ambi#n es un productomuy prctico como base para muros en terrenos blandos o con presenciade agua



51/131

III' ,a4iones tipo colchn reno&l colchn >eno es una estructura metlica, en forma de paraleleppedo,de gran rea y peque(o espesor &s formadopor dos elementos separados, la base y la tapa, ambos producidos conmalla hexagonal de doble torsin

&lementos constituyentes de los gaviones tipo reno

&l pa(o que forma la base es doblado, durante la produccin, paraformar los diafragmas, uno a cada metro, los cuales dividen el colchn

en celdas de aproximadamente dos metros cuadrados &n obra, elcolchn es desdoblado y montado para que asuma la forma deparaleleppedo osteriormente es transportado y ubicado conforme a loespecificado en el proyecto y, cosido, an vaco, a los colchones >enoDebe ser llenado con material p#treo, con dimetro medio nunca inferiora la menor dimensin de la malla hexagonal



52/131

/on estructuras flexibles adecuadas para la construccin de obrascomplementarias tales como plataformas de deformacin para proteger

la base de los muros, canal etas de drena"e, revestimiento de taludesadems de su funcin principal, que es actuar comorevestimiento flexible de mrgenes y fondos de cursos de agua

)a red, en malla hexagonal de doble torsin, es producida con alambresde acero con ba"o contenido de carbono, revestido con una aleacin dezinc, aluminio -@L. y tierras raras -revestimiento Ialfan., que confiereproteccin contra la corrosin 'omo estos elementos traba"an encontacto constante con agua y en ambientes normalmente agresivos,utilizndose, para la produccin de colchones >eno, la malla producidacon alambre con revestimiento adicional de material plstico, que ofrece

una proteccin definitiva contra la corrosin /e debe recordar que, auncuando en la fase de dise(o el B &lementos constituyentes de loscolchones >eno, es casi imposible hacer previsiones sobre cules sernsu calidad despu#s de algunos a(os'uando sea necesario, los colchones >eno pueden ser montados, prearmados y posteriormente colocados en agua, con el auxilio de equiposmecnicos



53/131

Di9ensiones5

)ongitud: siempre es mltiplo de 5 m, vara entre ; m y < m$ncho: es siempre de 7 m&spesor: puede variar entre ?,5= m, ?,7; m y ?,;? m

Dichos gaviones se utilizan en las obras de proteccin de lechos y orilla,tanto en ros como en torrentes



54/131

LA& CE1TRALE& H"R%ELECTRCA&

)a funcin de una central hidroel#ctrica es utilizar la energa potencial del

agua almacenada y convertirla en energa el#ctrica &sto se realiza a trav#sde un sistema de capatacin de agua, la cual es conducida a las turbinas &lagua, al pasar por las turbinas a gran velocidad, provoca un movimiento derotacin que finalmente se transforma en energa el#ctrica por medio de losgeneradores Gna vez utilizada, el agua es devuelta ro aba"o uedenclasificarse en centrales de pasada, centrales con embalse y centrales debombeo

'lasificacin segn el tipo de embalse

)as centrales hidroel#ctricas tienen el inconveniente de la fluctuacin delcaudal del ro, con lo cual varia la potencia disponible )a demanda de laenerga flucta tambi#n* pero sus fluctuaciones no coinciden con las delcaudal* la fluctuacin de la demanda es prcticamente debil en los diversosperiodos del a(o, pero es muy

grande en las diferentes horas del dia* mientras que las variaciones de caudalsuele tener un comportamiento opuesto, es decir, grande en diferentesperiodos del a(o, y muy peque(a en las diferentes horas del mismo dia

)a regulacin de estas variaciones es el ob"eto del embalse

a. 'entrales de agua fluyente o centrales sin embalse:

&stas centrales se construyen en los sitios en donde la energa hidrulicadisponible se puede utilizar directamente para accionar las turbina y endonde, de no existir la central, esta energa se desperdiciara &n ellas el aguano turbinada se derrama por el aliviadero de la central /e subclasifican encentrales con reserva -diaria o hebdomadal. o sin reserva )a peque(aacumulacin existente en las centrales con reserva no merece el nombre de

embalse )a mayor parte de las centrales pertenecen a esta categora:existiendo gran numero de centrales de agua fluyente con reservahebdomadal



55/131

b. 'entrales con embalse o de regulacin

&stos aprovechamientos hidroel#ctricos tienen la posibilidad de almacenar lasaportaciones de un ro mediante la construccin de un embalse &n estascentrales se regulan los caudales de salida para ser turbinados en el

momento que se precisen

!ambi#n se incluyen las centrales que se sitan en embalses construidos paraotros usos, como son riegos o abastecimiento en poblaciones

c. 'entrales de acumulacin por bombeo

Disponen de dos embalses situados a diferente nivel 'uando la demanda de

energa el#ctrica alcanza su mximo nivel a lo largo del da, el agua,almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbinaasociada a un alternador funcionando como una central convencionalgenerando energa Despu#s el agua queda almacenada en el embalseinferior Durante las horas del da en la que la demanda de energa es menorel agua es bombeada al embalse superior para que pueda hace el cicloproductivo nuevamente ara ello la central dispone de grupos de motoresBbomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera quepuedan funcionar como bombas y los alternadores como motores

d. 'entrales

mareomotrices



56/131

&stas centrales utilizan la energa de las mareas, o sea las diferencias deenerga potencial que adquiere el agua del mar en marea alta y ba"adenominada amplitud de la marea &sta amplitud varia a trav#s del a(o en lasdiferentes costas del planeta &n marea alta el agua se acumula y en mareaba"a se turbina )as mareas de los oc#anos constituyen una fuente gratuita,limpia e inagotable de energa /olamente 2rancia y la ex Gnin /ovi#ticatienen experiencia prctica en centrales el#ctricas accionadas por mareas

)a energa mareomotriz es una de las catorce fuentes nuevas y renovablesque estudian los organismos especializados de las Haciones Gnidas &staenerga est disponible en cualesquiera clima y #poca del a(o )as mareaspueden apreciarse como variacin del nivel del mar, con un perodo deaproximadamente 57 horas ;? minutos, con una diferencia de nivel de unos 7metros que, conforme a la topografa costera la diferencia entre ba"amar y

pleamar puede llegar en unos pocos casos hasta los 5@ metros 8 estacaracterstica se observa en un centenar de lugares

)a t#cnica utilizada consiste en encauzar el agua de la marea en una cuenca,y en su camino accionar las turbinas de una central el#ctrica 'uando lasaguas se retiran, tambi#n generan electricidad /e considera que los lugaresms viables para aprovechar esta energa son unos A?, que rendiran unos:;@???? IUKh anuales ara obtener esta cantidad de energa seranecesario quemar unos 77? millones de barriles de petrleoKa(o

'lasificacin segn la altura neta del salto

&sta clasificacin es importante porque el salto, ms que ninguna otracaracterstica determina el tipo de las instalaciones del aprovechamientohidroel#ctrico -presa, canal de derivacin, conducto forzado, central, tipo deturbinas. $unque las '+ de gran altura suelen presentar caractersticas

totalmente diversas de las de peque(a altura, es prcticamente imposibleestablecer una lnea divisoria entre ambas* lo ms corriente es a(adir una



57/131

clase intermedia, los saltos de mediana altura, y establecer unos intervalosfi"os, aunque convencionales, tiles para los fines estadsticos

)a siguiente clasificacin ha sido propuesta por )udin, y adoptada por otrosautores:

5. /altos de peque(a altura: +VW 5A66 m

7. /altos de mediana altura: 5@VW +VW A666 m

;. /altos de gran altura: + X @? m

/altos de peque(a altura

!erreno: llano o suavemente ondulado*1nflu"o preponderante del caudal en la potencia: grande*

!ipo de embalse: sin embalse o con reserva diurna a trav#s del ro mismo ycompuertas mviles, que se ba"an en las crecidas, para evitar lasinundaciones aguas arriba*

$limentacin de agua a la central: directa a la central -centrales de aguafluyente, centralBpresa. o con canal de derivacin -todo al aire libre, sin tuberaforzada.*

'onstruccin del salto: canal de entradaBsala de mquinasBsubestructura*centrales con frecuencia eregidas en ros navegables, debiendo instalarsealgunas veces esclusas, que permiten a los barcos salvar el desnivel creadopor la presa*

!ipo de turbina: Taplan, +#lice, 2rancis expr#s,

'osto: elevado* el precio por EU instalado aumenta sensiblemente cuandodesciende de la fuente hasta la desembocadura de un ro, pudiendo llegar a

ser el doble y an mayor &sto puede hacerse extensivo, aunque por razonesun tanto diversas a las centrales mareomotrices que son las centrales decosto de instalacin ms elevado )os progresos en ingeniera civil, enconstruccin de compuertas y dise(o de !urbinas de gran velocidadespecfica han hecho posible en los ltimos a(os la explotacin de saltos degran potencia y de poca altura

/altos de gran altura

!erreno: monta(oso -centrales de alta monta(a.* 1nflu"o preponderante delcaudal en la potencia: peque(o*!ipo de embalse: embalse grande,acumulacin anual o hiperanual* $limentacin de agua a la central: canal de



58/131

derivacin o tnel y tubera forzada -a veces centrales de pie de presa. &stossaltos se caracterizan por sus conductos de derivacin de gran longitud-varios Ems., salvo en ciertos casos excepcionales, en que la topografa sepresta a la realizacin de canales cortos $s, por e"emplo, el canal dederivacin del aprovechamiento hidroel#ctrico de >oselend tiene una longitudde 57


59/131

;& "resas5

/u misin es crear una obstruccin casi invariable en el ro, una presa constade: a. dique o muro de contencin* b. coronacin de este dique donde sueleconstruirse un camino o carretera* c.)a base o cimiento del dique*d.paramentos o superficie anterior y posterior del dique* e. aliviadero decrecidas* f.rganos de evacuacin $ #stos elementos se a(aden a vecesobras que permiten a los peces franquear la presa

&xisten varios tipos de diques para obturar un valle )a eleccin de uno u otrodepender de la configuracin del y de las caractersticas mecnicas del



60/131

terreno /e puede no obstante clasificar las presas por su forma de traba"o endos categoras: de gravedad y de bveda &n las primeras el par de vuelcoproducido por el empu"e de las aguas se ve compensado por el parantagonista de la reaccin que el suelo e"erce sobre la presa /u estabilidadest confiada a su propio peso y el esfuerzo del terreno sobre el que seapoya

&l principio de funcionamiento de las presas de bveda, por el contrario sebasa en transmitir el esfuerzo debido al empu"e del agua hacia las laderas delvalle, para lo cual la presa debe estar dotada de una cierta curvatura quetransmita la componente horizontal del empu"e hacia los laterales del vallecomo se indica en la fig, que se muestra a continuacin

resas que traba"an por gravedad

a. presas de tierra o escollera /e utilizan en valles de escasa pendiente y con

terrenos poco consistentes, en donde podra sustentarse un dique rgido deconcreto !iene gran base y poca altura, y estn constituidos por materialesde diversa caractersticas, algunos de los cuales tienen una misin estructuraly otros impermeabilizante



61/131

21I >&/$ D& &/'F))&>$

b. resas de gravedad &stn formadas por grande masas de concreto yrequieren un terreno de base muy consistente

c. resas de contrafuertes ara reducir el volumen de concreto se puededisponer de una pantalla de concreto apoyada en contrafuertes quetransmiten el esfuerzo del terreno

resas de bveda

)a presa de bveda, en contraposicin a la presa de gravedad, es unaestructura en forma de arco, que, al igual que le arco de un puente, resiste elempu"e del agua apoyndose sobre las riberas !iene la forma de unabveda, cuya convexidad mira aguas arriba, y cuyo espesor crece desde lacoronacin a la base Ieneralmente se construye esta presa cuando se tratade valles angostos cuyas laderas estn constituidas por terreno rocoso debuena calidad 'uando el vano a salvar es muy grande pueden construirse

presas de arcos mltiples que traba"an segn un principio muy similar a las decontrafuertes pero estando #stos unidos por bvedas 2inalmente tambi#n



62/131

puede hablarse de presas mixtas de arcoBgravedad en las cuales el empu"edel agua es en parte absorbido por el terreno y en parte por las laderas

$liviaderos y compuertas

&n toda presa se construye algn tipo de aliviadero, calculado para el caudalmximo de crecida, que tiene por ob"eto proteger el lugar y la presa mismacontra las inundaciones &ste puede formar parte integral de la presa oconstituir estructura aparte )os aliviaderos pueden der fi"os o mviles )osaliviaderos mviles se denominan compuertas )os aliviaderosfi"os pueden reducirse a tres tipos: a.

vertederos* b. pozos* c. sifones o vertederossifnicos



63/131



64/131

)os mviles o compuertas, cuyo accionamiento puede ser manual, mecnico,el#ctrico, hidrulico o neumtico, total o parcialmente automtico, suelenconstruirse segn los tipos siguientes: 5. compuertas deslizantes* 7.compuertas basculantes* ;. compuertas de segmento tipo !aintor* A.compuertas de sector* @. compuertas de te"ado*


65/131

cuales se disponen dos en cada toma )a situada aguas aba"o se utiliza parael servicio normal )a de aguas arriba en cambio es la de emergencia y sedenomina atagua /e utiliza para cerrar el paso de agua cuando se necesitainspeccionar o revisar la compuerta de servicio 'onsiste normalmente en unaplancha de acero reforzada con perfiles metlicos que se mane"a mediante unpuente gra

)as compuertas pueden ser planas, de desplazamiento lineal accionadasmediante cabrestantes o cilindros hidrulicos, o bien en forma de sector, dedesplazamiento angular &sta ultimas son las que se utilizan normal mente enaliviaderos de superficie &n el caso de compuertas planas se suelen disponerorugas o rodillos para disminuir el rozamiento con las guas o durmientes &ncualquier caso hay que disponer en las tomas de agua con los elementosnecesarios para evitar la cavitacin, cuando se obtura parcialmente la

entrada, tales como inyeccin de aire o aireadores

'onducciones: canales, tneles y tuberas forzadas

)a alimentacin de agua a las turbinas se puede hacer directamente a trav#sdel dique en centrales a pie de presa o a trav#s de un sistema decanalizaciones en el caso de centrales en derivacin



66/131

&n el caso de los canales estos pueden realizarse excavando el terreno en laladera o de forma artificial mediante estructuras de concreto &n todo casolas pendientes de los mismos son muy d#biles, del orden de algunasunidades por diez mil &n el proyecto del canal deben tenerse en cuenta lassiguientes consideraciones: uscar la solucin que represente la mayoreconoma, no slo en construccin sino en explotacin &vitar el paso porterrenos permeables, para reducir al mnimo los revestimientos, ya sean dearcilla, de mampostera u otro material )a velocidad del agua en le canal sedetermina por las conocidas frmulas de 'hezy, azin, %anning, etc

&n saltos de gran caudal y poca altura se reduce la pendiente en el canal parano perder carga, exigiendo en este caso me"or acabado para reducir p#rdidasy traba"os de limpieza, pues aumentar la sedimentacin: tambi#n el costoser mayor por unidad de longitud 'uando el salto sea de gran altura y poco

caudal se puede admitir mayor pendiente en el canal y buscar soluciones mseconmicas )a seccin transversal a adoptar depender de la clase deterreno: habitualmente para canales en roca se utiliza la seccin rectangular ypara canales en tierra se utiliza la seccin trapezoidal !ambi#n se suelenutilizar tuberas prefabricadas de concreto para conducciones en lmina libreenterradas

9lvulas y dispositivos de seguridad

$dems de las compuertas situadas en las tomas de agua, las tuberas ycanalizaciones* los circuitos de agua de una central van dotadas de una seriede elementos de cierre y seguridad &ntre las vlvulas mas utili zadas sepueden mencionar: las de compuerta, las de mariposa y las esf#ricas



67/131



68/131

!ambi#n las tuberas disponen de unos elementos de seguridad tales comovlvulas de entrada de aire y chimeneas de equilibrio con ob"eto decompensar las depresiones y sobrepresiones que se pueden producir dentrode las mismas )as primeras son unas vlvulas de seguridad que permiten laentrada de aire a la tubera cuando a causa del cierre brusco de la vlvulatiende a vaciarse De esta forma se evita que la depresin pueda provocar elaplastamiento del tubo

'asa de mquinas

&n su interior estn albergadas las turbinas con sus correspondientesbancadas, los generadores, cuadros el#ctricos y de control, etc

)a configuracin fsica del edificio depende del tipo y nmero de mquinas autilizar y del tama(o de las mismas &n las instalaciones de e"e vertical laestructura de la central suele dividirse verticalmente en tres niveles, de aba"ohacia arriba

a. Hivel de tubos de aspiracin, pozos o galera de desagNe

b. Hivel de turbina y final de tubera forzada

c. Hivel de generadores

&n las instalaciones de e"e horizontal lgicamente las zonas b y c, estn almismo nivel )a zona a, "unto con la cimentacin de la maquinaria, componenlo que se llama infraestructura y la zona b y c, la superestructura consta enprimer lugar de la sala de mquinas, de la sala de reparaciones y de las

restantes instalaciones y oficinas de central



69/131

Tur7inas hidrulicas'

)a turbina es el elemento que aprovecha la energa cin#tica y potencial delagua para producir un movi miento de rotacin, que transferido mediante une"e al generador produce energa el#ctrica

&n cuanto al modo de funcionamiento, las turbinas hidrulicas se puedenclasificar en dos grupos:

B!urbinas de accin

B!urbinas de reaccin



70/131

)a diferencia entre ambos tipos es que las turbinas de accin aprovechannicamente la velocidad de flu"o de agua para hacerlas girar, mientras que lasde reaccin aprovechan, adems, la presin que le resta a la corriente en el

momento de contacto &s decir, mientras que las turbinas de reaccin

aprovechan la altura total disponible hasta el nivel de desagNe, las de accinaprovechan nicamente la altura hasta el e"e de turbina

&l tipo de turbina de accin ms conocido es la elton, pero existen otrostipos como pueden ser la !urgo con inyeccin lateral y la turbina de dobleimpulsin o flu"o cruzado, tambi#n conocida por turbina Fssberger o anBEiB%ichell Dentro de las turbinas de reaccin, las ms conocidas son la 2rancisy la Taplan

&squema de instalacin con turbina de reaccin



71/131

&squema de instalacin con turbina de accin

!urbina elton

&s la turbina de accin ms utilizada 'onsta de un disco circular, orodete, que tiene montados en su periferia una especie de cucharas dedoble cuenco o labes

&l chorro de agua, dirigido y regulado por uno o varios inyectores incidesobre estas cucharas provocando el movimiento de giro de la turbina

)a potencia se regula a trav#s de los inyectores que aumentan odisminuyen el caudal de agua

&n las paradas de emergencia se utilizar un deflector de chorro, quelo dirige directamente hacia el desagNe, evitando as el embalamientode la mquina De esta forma se puede realizar un cierre lento de losinyectores sin provocar golpes de presin en la tubera forzada

&ste tipo de turbina, se emplea en aprovechamientos hidroel#ctricos desalto elevado y peque(o caudal



72/131

!urbina de 2lu"o 'ruzado

&ste tipo de turbina de accin se conoce tambi#n como de doble impulsin,

Fssberger o anEiB%ichell &st constituida principalmente por un inyector deseccin rectangular provisto de un labe longitudinal que regula y orienta elcaudal que entra en la turbina, y un rodete de forma cilndrica, con susmltiples palas dispuestas como generatrices y soldadas por los extremos adiscos terminales

&l caudal que entra en la turbina es orientado por el labe del inyector, hacialas palas del rodete, produciendo un primer impulso osteriormente,atraviesa el interior del rodete y proporciona en segundo impulso y cae por eltubo de aspiracin

&stas turbinas tienen un campo de aplicacin muy amplio, pudiendo instalarseen aprovechamientos con saltos comprendidos entre 5 y 7?? metros y con unrango de variacin de caudales muy grande )a potencia unitaria que sepuede instalar est limitada aproximadamente a 5 %U

!urbina !urgo

&s una turbina de impulso similar a la eltn 'on la diferencia de que elchorro es dise(ado para incidir sobre el plano del rodete con ngulo-generalmente de 7? . &n esta turbina, el agua entra por un lado del rode tey sale por el otro costado 'omo consecuencia el flu"o que la turbina !urgopuede aceptar es mayor que el de una turbina elton por lo que estas turbinaspueden tener un dimetro de rodete menor que el de una elton para unapotencia equivalente $ diferencia de la elton la !urgo es eficiente es unamplio rango de velocidades y no necesita sellos alrededor del e"e



73/131

)a !urbina !urgo es utilizada para presiones medias y altas para cadas entre7?B;??m cuando se presentan grandes variaciones del caudal y muchasmaterias en suspensin del agua a turbinar uede ser instalada en

los proyectos donde normalmente se utilizaran !urbinas elton con mltiples

chorros o !urbinas 2rancis de ba"a velocidad

)a !urgo tiene ciertas desventa"as, primeramente es ms difcil de fabricarque una elton ya que los labes son comple"os en su forma y ms frgilesque los cangilones de la elton &n segundo lugar las turbinas !urgoproducen una significativa carga axial la cual debe ser soportada con losco"inetes adecuados

!urbina 2rancis

ertenece al grupo de las turbinas de reaccin, es decir que el flu"o seproduce dentro de una cmara cerrada ba"o presin )a 2rancis secaracteriza por que recibe el flu"o de agua en direccin radial,orientndolo hacia la salida en direccin axial* por lo que se consideracomo una turbina de flu"o radial

&ste tipo de turbina est compuesto por:

Gn distribuidor que contiene una serie de labes fi"os o mviles queorientan el agua hacia el rodete

Gn rodete formado por una corona de paletas fi"as, torsionadas deforma, que reciben el agua en direccin radial y lo orientan axialmente

Gna cmara de entrada, que puede ser abierta, o cerrada de formaespiral para dar una componente radial al flu"o de agua

Gn tubo de aspiracin o de salida de agua, que puede ser recto o

acodado, y se encarga de mantener la diferencia de presionesnecesaria para el buen funcionamiento de la turbina



74/131



75/131

5ERTE"ER%&6

&l vertedero hidrulico o aliviadero es una estructura hidrulica destinada apermitir el pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientos superficiales*

siendo el aliviadero en exclusiva para el desagNe y no para la medicin

&xisten diversos tipos segn la forma y uso que se haga de ellos, a veces deforma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso detormentas empresas

.uncin principal5Descarga de demasas, permitiendo la salida del excesode agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta, en estecaso, el vertedero es tambi#n conocido como aliviadero &stas estructuras sonlas encargadas de garantizar la seguridad de la obra hidrulica como un todo

"(RT-S 2U- CON.OR:(N UN V-RT-D-RO')os principales componentes de los vertederos son los siguientes:

$a -structura de Control'

Gno de los componentes de un vertedero es la estructura de control, porqueregula y gobierna las descargas del vaso &ste control limita o evita lasdescargas cuando el nivel del vaso alcanza niveles mayores a los ya fi"ados )aestructura de control puede consistir en una cresta, vertedero, orificio, boquillao tubo )as estructuras de control pueden tomar varias formas tanto en suposicin como en su figura &n planta los vertederos pueden ser rectos, curvos,semicirculares, en forma de G o redondosCanal de Descarga'


76/131

)os volmenes descargados por la estructura de control ge

INFORME OBRAS HIDRAULICAS

Documents

Transcript of INFORME OBRAS HIDRAULICAS