ALIVIADEROS
1.TIPOS DE ALIVIADEROS
A.Componentes
Como bien se sabe existe una diversidad De vertederos, lo que dificulta generalizar una clasificación o enumeración de Los componentes, por lo tanto, la clasificación varía dependiendo de los tipos De vertederos:
Canal de aproximación:
aquellos quese utilizan más que todo en presas de
Tierra, para que las aguas alcancen a la estructura de control del aliviadero.
Estructura de control:
aquella estructura que tiene Como función principal controlar las aguas, es decir, establecer la forma de la Curva de gastos y fijar el nivel de alivio.
Estructura de conducción:
se caracteriza por conducir las aguas desde la Estructura de control que se encuentra en los niveles superiores del embalse, Hacia el cauce del rio o quebrada que recibirá las aguas aliviadas.
Estructura de disipación:
son estructuras disipadoras Diseñadas con la finalidad de impedir que el exceso de energía cinética Generada por la caída del agua cause socavaciones que pongan en peligro las Obras de embalse o erosión en el rio o quebrada que recibe las aguas.
Canal de descarga:
por lo general se utilizan Cuando la estructura de disipación se encuentra muy alejada, ya que se debe Realizarse un canal de conexión.
B.Clasificación
Los aliviaderos se pueden clasificar de Acuerdo a varios criterios.
Tipo De flujo:
un aliviadero puede funcionar con un flujo a Superficie libre, a presión, o mixtos.
Ubicación:
Por lo general son Independientes, cuando están fuera del cuerpo de la presa e Integrados, cuando forman una sola unidad con la presa.
Regulación De gastos:
los Gastos son regulados con mecanismos de control y libres, sin compuertas.
Función Primordial:
de acuerdo a su función pueden existir Aliviaderos para casos de operación normal o de servicio para evacuación de Excesos y aliviaderos de emergencia, para casos excepcionales.
Tipos de Estructura de conducción:
se clasifican en canales a cielo abierto o en
Conductos cerrados
C.Localización De aliviaderos
Para la Localización de los aliviaderos se deben considerar los siguientes factores:
vTipo
De presa:
Las presas de tierra y enrocado, salvo muy raras excepciones, no pueden
Utilizarse para ubicar los aliviaderos sobre ellas, razón por la cual estas son
Estructuras independientes. Las presas de concreto, por lo contrario, propician
Este tipo de solución, particularmente las de gravedad.
vUbicación
De las otras obras de embalse:
existe una influencia entre la ubicación de las diferentes
Obras de embalse (presa, toma, aliviadero y obra de desvió); es decir, la
Ubicación del aliviadero debe ser hecha en conjunto con las otras obras.
vUbicación
De obras conexas:
Es importante tener presente la localización, de las obras conexas como pueden
Ser centrales hidroeléctricas y quizás grandes estaciones de bombeo o de patios
De transformación, debido a que pueden afectar la ubicación final del
Aliviadero.
vTopografía:
es un factor fundamental en
Especial cuando no puede colocarse el aliviadero sobre la presa o dentro de
Ella. Sitios de presa con estribos muy pendientes dificultan y hasta encarecen
Los aliviaderos. Las obras en los límites del embalse son sitios potenciales de
Ubicación de aliviaderos.
vGeología:
es importante conocer las
Condiciones geológicas, para determinar las carácterísticas del suelo y conocer
Que la fundación de un aliviadero debe ubicarse preferiblemente sobre roca sana
Y en principio, no es deseable que la zona del aliviadero este atravesada por
Fallas.
vTamaño
Y tipo del aliviadero:
Mientras mayor sean las estructuras de alivio, se requerirá más espacio y
Mayores condiciones de fundación, lo cual afectara la ubicación final de ellas.
Si el caudal de diseño es muy grande podría darse el caso de que fuese
Necesario más de un aliviadero.
D.Selección Del tipo de aliviadero
Si bien es cierto la selección del tipo Más conveniente de aliviadero es básicamente un problema de tipo económico, bajo El supuesto de un funcionamiento hidráulico adecuado y de una operación acorde Con los fines del embalse.
Algunas indicaciones para enmarcar Debidamente el problema son:
vUn aliviadero frontal (eje Longitudinal normal al eje de la cresta del aliviadero), con alineamiento recto Y de sección constante, es el más apropiado.
vSe aconseja el uso de los Aliviaderos que funcionan a superficie libre.
vEn presas de concreto se Recomienda utilizar el aliviadero sobre la presa.
vAliviaderos de caída libre, Alcantarillado y de rápido disipador se usan en presas baja. Sin embargo, el de Caída libre se puede usar en presas altas de concreto, siempre y cuando exista Roca muy sana en el sitio de impacto del chorro.
vAliviaderos de canal lateral, De abanico, o de batea, solo debe ser considerados cuando existen limitaciones De espacio para colocar uno frontal.
vLos aliviaderos de sifón no Son una buena opción, debido a la gran cantidad de arrastre que usualmente Manejan. Sin embargo, pueden se usan cuando se manejan gastos bajos.
vSi el gasto es muy grande es Posible la construcción de 2 aliviaderos, inclusive ambos de operación normal. También existe el caso de dos soluciones mixtas de aliviaderos
Controles con regulación:
dentro de los cuales tenemos
ØCompuertas
Radiales o tainter:
Estas tienen una superficie circular que forma un segmento de cilindro. Su
Ventaja radica en que las presiones ejercidas por el agua en su superficie,
Tienen una resultante que pasa por el eje de rotación, lo cual anula el momento
Correspondiente. Su operación se hace normalmente por cables o cadenas, dicha
Compuerta no se adapta bien al paso de material flotante, solo lo hace cuando
Está totalmente abierta, debido a que está construida únicamente para el paso
Inferior de agua.
ØCompuertas
Basculantes:
Son compuertas planas o curvas articuladas en su arista inferior. Se
Caracterizan por su gran facilidad de adaptación a la forma de la cresta del
Aliviadero cuando está totalmente abierta. Normalmente se operan mediante
Cables, usando contrapesos apropiados. Son adaptables al paso de sólidos.
ØCompuertas
De tambor o de sector:
Son aquellas compuertas de flujo superior que apropiadamente diseñadas, pueden
Adaptarse cuando esta solamente abierta a cualquier superficie. Se encuentra formada
Por un sector de cilindro articulado en el centro de rotación.
ØCompuertas Deslizantes: se caracterizan por operar a cielo abierto. Tienen en ocasiones, Guías que generan mucha fricción, por lo que se utilizan en pequeñas Dimensiones. No es buena para desalojar sólidos flotantes. Su ventaja radica en Que estas se adaptan a cualquier perfil de cresta
ØCompuertas
Cilíndricas:
Se caracterizan por ser un cilindro hueco que tienen en sus extremos dos ruedas
Dentadas que engranan en unas cremalleras situadas en pilas o estribos. Su
Operación se realiza mediante cadena o cables.
ØCompuertas
De abatimiento:
Son aquellas que consisten en dos hojas independientes, articuladas cada uno en
Su extremo opuesto. Una vez que esté totalmente abierta, las dos hojas se
Sitúan una sobre la otra en posición casi horizontal. Son utilizan mayormente
En presas móviles y raramente para aliviaderos de embalses.
A.Criterios Estructurales
En un aliviadero se pueden distinguir las Siguientes estructuras:
Cimacio:
Es una presa de concreto por Gravedad, de pequeño tamaño. Cuando el aliviadero está situado encima de la Presa, forma parte de ella y se calculan conjuntamente. Además, se Considerarán, dos nuevas fuerzas una fuerza de presión negativa en la cresta y Las sobrepresiones en los trampolines cuando ellas existan
Muros:
Es la estructura más común En aliviaderos a cielo abierto, debido a que está presente en las estructuras De control, en muros de entrada, en las conducciones y los disipadores. En Fundaciones de roca o suficientemente resistente, es posible que los muros Puedan ser evitados, construyendo un recubrimiento de concreto para garantizar Una superficie lisa.
Losas de piso:
este diseño debe hacerse Para soportar las velocidades, así como también se utilizan para soportar las Cargas que actúan sobre ellas: presiones del agua, esfuerzos cortantes en la Capa límite, choque con chorros de agua, supresiones y efectos de la Temperatura.
Túneles y otros conductos Cerrados
Puentes y pilas:
por lo general un aliviadero
Posee puentes sobre su cresta, bien sean para paso de carreteras o para la
Operación de compuertas. Por lo tanto, se debe tener en consideración las
Previsiones necesarias para las cargas que las compuertas y sus mecanismos de
Operación puedan causar, así como también considerar el cálculo de las fundaciones
De las pilas en una sola unidad con el cimacio.