Aliviadero o Vertedero Hidráulico

Aliviadero o Vertedero Hidráulico

Contenido del proyecto

1. Funciones

1.1 Aliviadero como elemento de presa

En una presa se denomina vertedero a la parte de la estructura que permite la evacuación de las aguas, ya sea en forma habitual o para controlar el nivel del reservorio de agua. Generalmente se descargan las aguas próximas a la superficie libre del embalse, en contraposición de la descarga de fondo, la que permite la salida controlada de aguas de los estratos profundos del embalse. Tiene varias finalidades entre las que se destaca:

• Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del nivel, aguas arriba, por encima del nivel máximo (NAME por su siglas en inglés, Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias)

• Garantizar un nivel con poca variación en un canal de riego, aguas arriba. Este tipo de vertedero se llama "pico de pato" por su forma

• Constituirse en una parte de una sección de aforo del río o arroyo.

• Disipar la energía para que la devolución al cauce natural no produzca daños. Esto se hace mediante saltos, trampolines o cuencos.

1.2 Vertedero como elemento de canal

Se usan conjuntamente con las compuertas para mantener un río navegable o para proveer del nivel necesario a la navegación. En este caso, el vertedero está construido significativamente más largo que el ancho del río, formando una "U" o haciendo diagonales, perpendicularmente al paso. Dado que el vertedero es la parte donde el agua se desborda, un vertedero largo permite pasar una mayor cantidad de agua con un pequeño incremento en la profundidad de derrame. Esto se hace con el fin de minimizar las fluctuaciones en el nivel de río aguas arriba.

También permiten a los hidrólogos un método simple para medir el caudal en flujos de agua. Conocida la geometría de la zona alta del vertedero y el nivel del agua sobre el vertedero, se conoce que el líquido pasa de régimen lento a rápido, y encima del vertedero de pared gruesa, el agua adopta el calado crítico.

Los vertederos son muy utilizados en ríos para mantener el nivel del agua y ser aprovechado como lagos, zona de navegación y de esparcimiento. Los molinos hidráulicos suelen usar presas para subir el nivel del agua y aprovechar el salto para mover las turbinas.

Debido a que un vertedero incrementa el contenido en oxígeno del agua que pasa sobre la cresta, puede generar un efecto benéfico en la ecología local del río.

2. Cálculo de vertedero

3. Clasificaciones

Los vertederos pueden ser clasificados de varias formas:

1. Debido a su localización en relación a la estructura principal

a. Vertederos frontales.

b. Vertederos laterales.

c. Vertederos de Sifón o Campana invertida.

2. De a cuerdo a los instrumentos de control del caudal vertido:

a. Vertederos libres (sin control): la tasa de flujo depende únicamente de la altura del agua en el embalse. Parte del almacenaje se utiliza solo temporalmente.

b. Vertederos controlados: con estructuras mecánicas o compuertas. Permite utilizar la máxima para almacenaje todo el año y se operan las compuertas en caso de crecidas.

3. Por el ancho y forma de la cresta

a. Vertedero de Pared Delgada: utilizados para la medición de caudales pequeños; laboratorios, canales de riego, cursos de aguas pequeños aguas debajo de presas).

b. Vertedero de Pared Gruesa: son utilizados en ríos y canales para mantener el nivel de agua en el mismo. De acuerdo a su tamaño sobre ellos se puede alcanzar la profundidad crítica. Además se utilizan también para la medición de caudales.

c. Vertedero con Perfil Hidráulico

4. Por la sección por la cual se da el vertimiento

a. Rectangulares

b. Trapezoidales

c. Triangulares

d. Circulares

e. Lineales, en estos el caudal vertido es una función lineal del tirante de agua sobre la cresta

5. Por su funcionamiento

a. Libre

b. Ahogado

6. Por su función principal

a. Descarga de demasías, permitiendo la salida del exceso de agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta, en este caso, el vertedero es también conocido como aliviadero. Estas estructuras son las encargadas de garantizar la seguridad de la obra hidráulica como un todo.

b. Como instrumento para medir el caudal, ya sea en forma permanente, en cuyo caso se asocia con una medición y registro de nivel permanente, o en una instalación provisional, para aforar fuentes, o manantiales

c. Como estructura destinada al mantenimiento de un nivel poco variable aguas arriba, ya sea en un río, donde se quiere mejorar o garantizar la navegación independientemente del caudal de este; o en un canal de riego donde se quiera garantizar un nivel poco variable aguas arriba, donde se ubica una toma para un canal derivado. En este caso se trata de vertederos de longitud mayor que el ancho del río o canal. La longitud del vertedero se calcula en función de la variación de nivel que se quiere permitir.

d. Como dispositivo para permitir la salida de la lámina superficial del agua en decantadores en plantas potabilizadoras de agua.

e. Como estructuras de repartición de caudales.

f. Como estructura destinada a aumentar la aireación (oxigenación) en causes naturales favoreciendo de esta forma la capacidad de autodepuración de sus aguas. En este caso se trata siempre de vertederos de paredes gruesas, más asimilables asaltos de fondo.

4. Planos del diseño

El hombre ha construido embalses desde antiguo, pero no ha sido hasta muy recientemente cuando este tipo de construcciones ha tenido un auge considerable. La creciente demanda de agua y energía hidroeléctrica, así como las múltiples aplicaciones adicionales de los embalses ha impulsado considerablemente su construcción. En el mundo actual, las represas destinadas a producir energía hidroeléctrica son las que resaltan más por ser las de mayor tamaño. Estas represas cada vez más altas y anchas, han permitido almacenar una cantidad cada vez mayor de agua

Los embalses son estructuras de construcción de mucha utilidad, ya que son usados en campos como el riego, el aprovechamiento y generación de energía, el control de inundaciones, la navegación, la pesca, control de sedimentos, y la recreación.

Un embalse o represa es una acumulación artificial de agua que tiene como particularidad poder ser parcial y/o totalmente vaciado por gravedad o por aspiración.

2 Características de los embalses

Las características físicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen, la curva cota-superficie inundada y

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