Juntas. Obras de Arte en Canales

Transcripción

1 Juntas Obras de Arte en Canales

2 Juntas: Según Posición: Longitudinales o transversales Según Función: Tipo Efecto físico Restringido por Esfuerzo Contracción Retracción fragüe Fricción del Suelo Tracción Dilatación Dilatación por DT Paños contiguos Compresión Construcción Fin de llenado

3 Juntas de Contracción: Definición y Función: Debilitamiento para manejar la localización de la fisura Espesor: 2-3 mm Materialización: Profundidad: 1/3 ¼ Espesor Aserrado Planchuela en encofrados Paños Alternados Sellado: Sellador poliuretánico de 1 componente Puente de adherencia + sellador. Carácteristicas

4 Juntas de Dilatación: Definición y Función: El hormigón resiste a compresión, por lo que aparecen donde pueden haber fuerzas diferenciales: Inicio/Fin de Obras de arte Principio/Fin de curvas Espesor: 2-3 cm Materialización: Banda de PVC + Madera Sellado: Sellador poliuretánico de 1 componente

5 OBRAS DE ARTE DEFINICION: Obras puntual diferentes a la sección continua lineal del canal OBRA FUNCIÓN TIPO Obras de Medición o Aforo Medir Caudal Parshall Tubo de Venturi Vertedero de Pared Delgada Vertedero de Pared Gruesa Obras de discipación de energía Discipar energía. Controlar Erosiones Rápida Salto y cuenco amortiguador Pantallas Dados y umbrales discipadores Obras de Cruce Salvar un obstáculo. Permitir el paso Sifón Alcantarilla Puente Canal Obras de distribución y Control Controlar y Distribuir el agua Partidores Compuertas Planas Compuertas Calibradas Vertederos u orificios laterales Control de Nivel + Módulos

6 OBRAS DE AFORO Un aforador es un elemento que permite determinar el valor de caudal logrando una relación entre alturas de agua y caudales conocida como curva de gasto. Software específico: WinFlume Tipos de aforadores: - Parshall - Por compuerta - Tubo de Venturi - Vertedero de Pared Delgada (triangulares son muy precisos) - Vertedero de Pared gruesa (cresta o garganta ancha) Diseño: - Independizar régimen A. arriba y A. abajo SECCION DE CONTROL - Lograr muy baja velocidad aguas arriba SECCIÓN AFORO

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9 SALTOS amortiguadores Objetivo: Causas: salvar un desnivel - gran pendiente - derivación elevada - economía en general Un resalto ahogado permite: - estabilidad para operaciones - control de calidad del hormigón - control de revanchas Nº Froude resalto permanente y estable: entre 4,5 y 9.

10 GRAFICO Y ECUACIONES SALTOS

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13 SIFONES Obras de Cruce dispuestas en un canal, sonde se produce un descenso de la solera obligado por la infraestructura a atravesar (otro cauce de riego ppalmente, rutas, FFCC, Cloacas, etc.).

14 SIFÓN En esta obra como en todas las obras de arte, la pérdida de carga es mayor a la de conducción neta. Se verifican comprobando que la pérdida de carga total sea menor o igual al desnivel disponible, o bien recreciendo aguas arriba durante la curva de remanso. DIBUJOS EJEMPLOS Las singularidades que se presentan son: 1. Ensanche gradual 2. Embocadura o estrechamiento brusco 3. Fricción en la conducción 4. Ensanche brusco 5. Estrechamiento gradual (despreciable) V1 h1 Ce Lt Lt Cs h5 V5 V2 h2 h4 V4 Dee Ls Des Cps h3 V3 Ensanche Gradual Estrechamiento Brusco Conducción Ensanche Brusco Estrechamiento Gradual

15 Para pequeños sifones se usa el esquema anterior, por simplicidad constructiva, sin importar tanto el diseño en cuanto a curvaturas que disminuyan la pérdida de carga (condición económica) Para sifones de gran envergadura se busca acompañar con las formas para minimizar las pérdidas Es fundamental controlar las velocidades en los sifones ya que son difíciles de mantener. PÉRDIDAS DE CARGA (VISTO EN HIDRÁULICA GENERAL) 1) Ensanchamiento Gradual J 1 K 1 2 V1 2 g V 1 Q w 1 w w Sección ingreso: w 1 = h 1 x b Sección salida: w 2 = h 2 x b K 1 sen ) Estrechamiento Brusco (embocadura) J 2 K 2 2 V2 2 g V 2 Q w K 2 1 C = aristas vivas C = 1,13 a 1,22 aristas achaflanadas 0,0418 C 0,582 w 1,1 3 w 2 Sección ingreso: w 2 = h 2 x b C = 1,45 aristas semi-redondeadas Sección salida: w 3 = h 3 x b C = 1,60 aristas redondeadas

16 3) Conducción (frotamiento) J J L i L 3 V 3 Q w 3 3 L = Longitud del conducto R H = Radio Hidráulico = w 3 / χ 3 i 2/ 3 w 3 = Sección = h 3 x b χ 3 = Perímetro mojado = 2 (b x h 3 ) n = número de rugosidad de Manning V 2 R H n 2 4) Ensanchamiento Brusco J 4 K 4 2 V4 2 g K w w V Sección ingreso: w 3 = h 3 x b Sección salida: w 4 = h 4 x b 5) Estrechamiento gradual Se desprecia, por lo tanto J 5 0 V 4 Q w 4 Pérdida de carga total: Energía en la entrada: Energía en la salida: J = J i E ent = C e + h 1 + V 1 2 / 2g E sal = C s + h 5 + V 5 2 / 2g + J i Condición a verificar: E ent - E sal 0

17 ALCANTARILLAS y PUENTES CANALES Un puente canal es una estructura que permite el cruce de un canal a través de depresiones poco profundas del terreno: ríos, arroyos. Consiste esencialmente en un tramo de conducto soportado por encima del terreno mediante pilas o caballetes. SUBESTRUCTURA: - pilas o caballetes - estribos SUPERESTRUCTURA: - transición de entrada - compuerta - conducto - transición de salida

18 OBRAS DE DISTRIBUCIÓN Partidores : Estructuras que dividen el caudal variable en forma proporcional. Tipos de obras/elementos de distribución: - hojas fijas o móviles - compuertas planas - vertederos u orificios laterales - módulos de máscara

19 Cómo se distribuye hoy?

20 Formas de distribución moderna RIEGO PROGRAMADO turnos preestablecidos, ó programación según pedidos RIEGO A LA DEMANDA sistemas presurizados sistema a gravedad

21 DISTRIBUCIÓN PROGRAMADA EN CANALES

22 GENERALIDADES : turnos preestablecidos, ó programación según pedidos se conoce los volúmenes de agua a entregar y el sitio ajuste periódico de caudales suministrados en cabeza del canal adaptación de los usuarios a un programa estricto de consumo elementos para control de caudales

23 GENERALIDADES : Elementos para control de caudales en derivados compuerta plana + sección de aforo compuertas calibradas módulos de máscara: elementos que permiten el paso de un caudal constante con una variación de nivel aguas arriba reducida y conocida

24 Módulos de máscara : : El flujo a través de la estructura es controlado mediante la apertura TODO O NADA de compuertas planas de diferentes anchos, cuya combinación da el caudal total en múltiplos de la más pequeña. Estas compuertas pueden motorizarse y telecomandarse. El caudal esta dado por el ancho de paso

25 C o m p u e r t a s A b i e r t a s ( a j u s t e d e l c a u d a l ) C o m p u e r t a s A b i e r t a s ( a j u s t e d e l c a u d a l ) C A N A L N i v e l d e a g u a s a r r i b a C a u d a l d e s a l i d a c o n s t a n t e

26 Elección de los módulos de máscara Nivel para caudal constante Módulos de simple máscara Nivel para caudal constante Módulos de doble máscara

27 Los MÓDULOS DE MÁSCARA requieren: Se puede lograr con: Canal de caudal constante, sin elementos de control de niveles Vertedero de cresta fija de gran longitud Vertedero de cresta variable o movil Compuertas automáticas: - nivel constante aguas arriba - nivel constante aguas abajo)

28 Control de niveles con compuertas NARMIL El nivel aguas arriba se mantiene a la misma cota que el eje de giro, ya que: si Q aumenta, el nivel tiende a subir, con lo que MF>MP y la compuerta se abre más, pasando más caudal. si Q disminuye, el nivel tiende a bajar, con lo que MF<MP y la compuerta cierra, pasando menos caudal.

29 Control de niveles (esquema) - NARMIL Márgenes paralelos a la solera

30 DISTRIBUCIÓN A LA DEMANDA EN CANALES

31 GENERALIDADES : libertad de consumo para los usuarios el riego se realiza cuando el productor lo requiera dentro de ciertas restricciones volúmenes de agua disponible en canal o reservorios adaptación automática a las demandas elementos hidráulicos - control desde aguas abajo compuertas de nivel constante aguas abajo compuertas motorizadas automáticas

32 Control de niveles con compuertas NARBIO El nivel aguas abajo se mantiene a la misma cota que el eje de giro, ya que: si el nivel sube, la compuerta va cerrando, ya que el par del flotador es mayor que el del peso. si el nivel baja, la compuerta va abriendo hasta que el nivel llega de nuevo a la posición del eje, ya que el par del flotador es menor que el del peso.

33 Control de niveles (esquema) - NARBIO

34 RESERVORIOS

35 Compuertas MIXTAS 1. Nivel mínimo aguas arriba 2. Nivel constante aguas abajo 3. Nivel máximo aguas arriba

36 Compuertas MIXTAS

37 CONCLUSIONES Importancia de medir >> Recomendación internacional: aforadores de cresta ancha Importantes ventajas en módulos de mascara Sensores y compuertas motorizadas sólo en sectores vigilados Economía en control de niveles: escalones de fondo Modernización = Infraestructura + Gestión