DISEÑO DE CAPTACIONES

OBRAS DE CAPTACIÓN 

CAPTACIÓN CON REJILLA DE FONDO.

Las obras de toma convencional tienen las siguientes desventajas:

•El azud debe estar levantado una cierta altura sobre el fondo del río para poder captar el agua, por lo que las obras de disipación de energía son bastante costosas.

• La compuerta de purga tiene eficiencia baja por lo que algunas piedras quedan en la reja; si no hay mantenimiento constante los sedimentos tapan la reja causando daños en la captación

Con el fin de subsanar estos efectos se ha diseñado un tipo diferente de toma llamado tipo tirolesa o caucasiano.

Consiste en una rejilla fina de fondo ubicada horizontalmente o con una pequeña inclinación sobre una galería hecha en el cuerpo del azud y que conecta con el canal.

La presa que cierra el río consta de tres partes:

•Un tramo en la orilla opuesta al canal que se compone de un azud macizo sobre el cual vierte el agua en creciente, este azud debe tener un perfil hidrodinámico, normalmente diseñado con coordenadas Creager.

•Un tramo central con rejilla

•Un tramo hueco que tiene en su interior la galería que conduce el agua desde la rejilla del canal; la galería esta tapada con una losa de hormigón armado y en la parte superior sigue el mismo perfil del azud. Cuando la rejilla está pegada a la orilla, este tramo se suprime.

Luego de la presa se construye un zampeado cuyas dimensiones dependen de la altura de la presa y el caudal de la creciente.

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TOMA CONVENCIONAL : REJILLA LATERAL.

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TOMA CONVENCIONAL: DESRIPIADOR.

Es una cámara que sirve para detener las piedras que alcanzaron a pasar entre los barrotes. 

La velocidad debe ser baja. El paso hacia el canal debe ser libre de piedras y realizado por medio de un vertedero sumergido.Entre la reja de entrada y el vertedero de salida se forma un resalto sumergido.El ancho  del desripiador  debe ser igual al a la longitud del resalto.

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CAPTACIONES: DISEÑO DE DESARENADOR.

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CAPTACIONES: GALERÍA FILTRANTE.

Es un sistema que permite obtener agua de buena calidad; la mayoría de las veces es apta para el consumo humano, sin mayores inversiones en infraestructura de potabilización.

Las actuales captaciones de lecho filtrante pueden interceptar caudales entre 1 a 40 l/s; la selección del tipo de captación a utilizar depende entre otros del caudal de captación.

Consiste en un sistema capaz de captar agua mediante la utilización de un filtro que se construye en el lecho de una corriente.

Está constituido por:

• azud o dique,

• muros laterales con aletas de entrada y salida,

• material filtrante,

• tubería perforada de drenaje,

• decantador de flujo ascendente,

• válvulas,

• desarenador y vertedero.

Las captaciones de lecho filtrante pueden interceptar caudales entre 1 a 40 l/s.

El material filtrante se debe colocar en forma tal que el material más grueso quede en el fondo y disminuya a medida que se asciende, según las capas de material; los diámetros de la grava que se recomiendan son: ¼”, 3/8”, 1” y 1 ½”.

El material filtrante debe ser siempre menor que 2”.

La velocidad del agua sobre el vertedero no superará los 0.5 m/s para la descarga mínima.

Las tuberías del múltiple recolector deben proyectarse con una capacidad mínima de 3 veces el caudal de diseño del sistema filtrante.

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CAPTACIONES: AZUD PERFIL TIPO CREAGER Y WESS.

Entre las ventajas del perfil tipo Creager (ver Figura 6) están las siguientes:

• El azud de derivación tiene una sección transversal trapezoidal que ayuda a su estabilidad.

• Flujo estable, sin vibraciones, sin desprendimiento ni entradas de aire.

• Reduce la presión sobre el cimacio (parte superior del paramento).

• El perfil Creager está sometido a una presión casi nula en todos sus puntos

La descarga sobre la cresta del vertedero o cimacio sin controles (compuertas) se calcula con la expresión:

Q = C . L . Ho^3/2, 

donde:

Q = Caudal de diseño.

C = Coeficiente de descarga variable.

L = Longitud efectiva de la cresta.

H0= Carga total sobre la cresta, incluye la carga de velocidad de aproximación.

El coeficiente de descarga (C) varía de acuerdo a los siguientes factores:

• La profundidad de llegada.

• La relación de la forma real de la cresta a la de la lámina ideal.

• El talud del paramento aguas arriba.

• Interferencias del zampeado (lavadero) de aguas abajo.

• Tirante o profundidad de la corriente de aguas abajo.

La deducción de la ecuación que describe el perfil Creager, se presenta en el libro: Ing. José Luis García Vélez, DISEÑO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS, Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente.

Vertedero Tipo WES

ha desarrollado varias formas estándar,representadas por la anterior ecuación:

donde: X e Y son las coordenadas del perfil de la cresta, con el origen en el punto más alto de la misma; Ha es la carga de velocidad de aproximación del flujo, Hd es la altura de diseño excluyendo la carga de velocidad de aproximación del flujo y K y n son constantes dependen de la pendiente del paramento de aguas arriba del azud. Las secciones están constituidas además por una curva circular compuesta hacia aguas arriba, con los radios expresados en función de la altura de diseño.

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