1. Aliviaderos laterales

1.1 Generalidades.Estas estructuras consisten en escotaduras que se hacen en la pared o talud del canal para controlar el caudal, evitndose posibles desbordes que podran causar serios daos, por lo tanto, su ubicacin se recomienda en todos aquellos lugares donde exista este peligro. Los cuales de exceso a eliminarse, se originan algunas veces por fallas del operador o por afluencias, que durante las lluvias el canal recibe de las quebradas, estos excesos debe descargar con un mnimo de obras de arte, buscndose en lo posible cauces naturales para evitar obras adicionales, aunque esto ltimo depende siempre de la conjugacin de diferentes aspectos locales (topografa, ubicacin del vertedero, etc.)

Criterios de DiseoI. El caudal de diseo de un vertedero se puede establecer como aquel caudal que circula en el canal por encima de su tirante normal, hasta el nivel mximo de su caja hidrulica o hasta el nivel que ocupa en el canal, el caudal considerado como de mxima avenida.II. El vertedero lateral no permite eliminar todo el excedente de caudal, siempre quedar un excedente que corresponde tericamente a unos 10 cm encima del tirante normal.III. La altura del vertedor o diferencia entre la cresta de ste y el fondo del canal, corresponde al valor Yn.IV. Para dimensionar el vertedero existen gran variedad de frmulas, a continuacin se describe la frmula de Forchheiner.

Donde:V = 0.95 = coeficiente de contraccin L = longitud del vertedero h = carga promedio encima de la cresta

El flujo del canal, deber ser siempre sub crtico, entonces:

La frmula da buena aproximacin cuando se cumple:

v. Para mejorar la eficiencia de la cresta del vertedero se suele utilizar diferentes valores, segn la forma que adopte la cresta.

FORMA

a). Anchos de cantos rectangulares

0.49-0.51

b). Ancho de cantos redondeados

0.5-0.65

c).

Afilado con aeracin necesaria

0.64

d). En forma de techo con corona redondeada

0.79

vi. El tipo a y b, se usan cuando el caudal que se est eliminando por la ventana o escotadura del canal, cruza un camino, frecuentemente se utilizan cuando se proyectan badenes, cuando esto no es necesario y el caudal del vertedero se puede eliminar al pie del mismo, se utilizan los tipos c d.vii. Los aliviaderos laterales pueden descargar a travs de un vertedero con colchn al pie (desniveles pequeos) mediante una alcantarilla con una pantalla disipadora de energa al final (desniveles grandes).

Desarrollo de problemas aplicados

Ejerci 1

Un canal trapezoidal de rugosidad 0.014 con taludes 1: 1 plantilla 1 m y pendiente 1 o/oo, recibe en pocas de crecidas un caudal de 9 m3/s., el canal ha sido construido para 4 m3/s, pero puede admitir un caudal de 6 m3/s. Calcular la longitud del aliviadero para eliminar el exceso de agua.

Solucin

1. Clculo de los tirantes.YMax = 1.71 m Yn = 1.17 m Y2 = 1.42 m

2. Clculo de h.h2 = .25 mh1 = 0.8 x h2= 0.2 m h = = 0.225 m

3. caudal a evaluar.Q = 3 m 3/s

4. Clculo de L.Para = 0.5 y aplicando ecuacin:

Ejercicio 2

Resolver el ejercicio anterior empleando la frmula de Weisbach

h = se considera un 60% del borde libre, como un criterio prctico de diseo y segn el problema anterior se tiene: Q = 3 m3/s = 0.50 h = 0.6 (1.71 1.17) = 0.324 m

Luego:

En la Fig. 4.9 se aprecia una aplicacin prctica de este diseo: Nota: Comparando los ejercicios anteriores se puede concluir que WEISBACH da vertederos muchos ms cortos que Forchheiner, razn por la cual recomendamos el uso de la frmula de Weisbach, adems sta ha sido utilizada con buenos resultados en el Departamento de Lambayeque.