DISEÑO DE AZUD EN ‘LA REVUELTA

Donaire Andrade Yaniro, Rivero Aguirre Carlos

Universidad Mayor Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca. Ex Refisur. Sucre, Bolivia.

RESUMEN

En este proyecto se realizó el diseño y cálculo de una obra de toma tipo azud en base a los datos proporcionados por el docente, en el cual se inició determinando el tirante para un caudal máximo con ayuda del programa HEC-RAS.

El ancho de la cresta se determinó emplazando en el lecho del rio la altura determinada del azud que se asumió, 1 metro. De la misma pudimos sacar un ancho de cresta igual a 6m.

Las fórmulas para el diseño del perfil Creager, la longitud del colchón disipador, el bordo libre como la estabilidad estructural del azud fueron extraídas del texto guía de la materia, el sifonamiento como la supresión fueron calculadas mediante el criterio de Bligh que es el más usado, para el zampeado se recurrió al texto de diseño hidráulico de krochin.

Se asumió una boca toma de tipo horizontal en la base de la cresta con barras paralelas al flujo. INTRODUCCION

Se llama azud, presa de derivación o presa vertedero a una construcción que se levanta en el lecho de un río, para contener el agua, produciendo una elevación de su nivel que permita la derivación de ella, y estando dispuesta para que las aguas puedan verter por encima.

Hacemos la distinción entre azudes y presas de embalse. Si bien ambas construcciones provocan la elevación del nivel de agua.

Los azudes están dispuestos preferentemente, para elevar el nivel de agua, siendo un efecto secundario el almacenamiento del agua (el cual es relativamente pequeño).

Las presas de embalse tienen por objetivo principal, el almacenamiento del agua para regularizar el caudal del río, algunas veces no están dispuestas para que el agua vierta por encima, sino que tienen construcciones laterales (aliviaderos de superficie) que sirven para devolver al cauce, aguas abajo de la presa, el agua excedente.

ZONA DE ESTUDIO

El proyecto se encuentra ubicado en la provincia de Tomina en el departamento de Chuquisaca Localidad el Villar en el de sector Rodeíto –Pucarillo ubicad en la revuelta.

Está ubicada según coordenadas UTM en X=374160.9917 Y Y=7810060.5341

LA REVUELTA

MATERIALES, HERRAMIENTAS, METODOS

Como primer paso se ubicó el lugar donde se llevaría a cabo el emplazamiento del azud con la ayuda de un mapa se determinó la sección transversal de lecho del rio.

Se utilizó el programa HEC-RAS para la determinación del tirante aguas arriba de la cresta como la ayuda del programa Excel en el cálculo de las características constructivas del azud.

Entre la metodología utilizada podemos citar las siguientes:

Diseño Hidráulico

Cálculo de las coordenadas del perfil

(XH )n

=K (YH )Y=1 .597 X1.85

Tabla de Valores de k y n:

H c=Y +V2

2g; si

PH

≤1 .33

H c=H ; siPH

≥1 .33

PH

>1 .33

H c=H

Cálculo de la longitud del colchón disipador de energía

Lc=6 .90 ( y2− y1)V 1=√2∗g ( p+0 .50∗H )

Y 1=QV 1 L

Fr=V

√Y 1 g

Y 2=y12

(√1+8 Fr2−1 )

Estabilidad del Azud

Presión del agua:

Sub presión:

n0.250.50.70.81Lecho diferente a roca

Tipo de Suelo

Roca en buenas condicionesRoca en excelentes condiciones

Roca con fisurasRoca en pobre Condición

Peso del Hormigón:

Factor de Seguridad:

Factor de seguridad:

Factor de deslizamiento:

Material froca 0.6-0.7grava 0.5-0.6arena 0.4-0.5limo 0.3-0.4arcilla 0.2-0.3

Pw=12∗Ɣ∗(h1

2−h2)

Pu=0.5∗B∗γ∗(h1+Y 1)∗n

Pm=(Ac+ 12∗(B−AC ))∗P∗γH

F . S .=∑Me∑Mv

>1.3

F . S .=∑Fv∑Fh

∗f

APLICACIÓN DEL MODELO Y RESULTADOS

Perfil Creager:

x y0 0.00

0.10 0.020.20 0.080.30 0.170.40 0.290.50 0.440.60 0.620.65 0.720.70 0.830.75 0.940.775 1.00

Resumen de Calculo:

Caudal de diseño = 0,50 m3/seg.Material del lecho = Arenogravoso

Caudal máximo = 10,00 m3/segPendiente del río = 0 m/m

Rugosidad del río = 0,03Triante de Agua : H= 0,60 m

sobre la crestaLongitud de la cresta: L= 6,00 m

Coeficiente de: C= 2,20 m Descarga

Altura del Azud: P= 1,00 mTalud Aguas Arriba: Vertical

γ (Agua)= 1 Ton/m3γ(Hormigón)= 2,2 Ton/m3

Datos de Diseño:

Altura del Azud: = 1,3 m.Ancho de la cresta = 0,3 m.Longitud del colchón = 5,5 m.DisipadorLongitud del delantal = 2,52 m.Longitud zampeado = 0,3 m.

Dimensiones Finales:

Profundidad (m)

Dentellon AA 1,00Dentellon aa 0,50

Ancho (m)

0,500,50

Dimensiones Dentellones:

Longitud= m.Espesor Barras= m.Espaciamiento= m.

Dimensiones del a Boca Toma:5,4

0,0950,0025

CONCLUSIONES

Se escogió para diseño de la obra de toma en base a los datos proporcionados por el docente la obra de toma tipo azud ya que es la que mejor se adecua a la topografía, pero se tomaron consideraciones adicionales evitar el sifonamiento y la socavación ya que este tipo de obra es recomendable lechos de roca

La altura considerada para el diseño es menor al tirante máximo de crecidas permitiendo que este pueda pasar sin ser retenido por el azud.

Pudimos notar que la base del azud es el doble de la altura del mismo para asegurar la estabilidad del mismo.

El largo del colchón disipador de energía se tomó del cálculo de sub presiones ya que al estar emplazado en un lecho permeable este requirió una longitud mayor al calculado hidráulicamente.

RECOMENDACIONES

Se recomienda tener mucho cuidado al momento de escoger el tipo de obra de toma ya que una mala elección puede significaron incremento de costos como también un mal funcionamiento del mismo.

La altura asumida en el azud está dentro de lo permitido ya que alturas mayores a 2m. Resultan ser antieconómicas.

Se debe tener mucho cuidado en la parte de la estabilidad del azud como la estabilidad al deslizamiento ya que si estas condiciones no se cumplen puede llegar al colapso de la estructura.

Al estar en un lecho permeable se debe calcular el sifonamiento para que este no produzca fallas en el azud

BIBLIOGRAFIA.

Texto guía de la materia Internet pdf sobre diseño de azud Pdf programa de servicios agrícolas provinciales (salta)