Estructuras Hidráulicas y Obras de Arte en Canales

Vertedero o Aliviadero

Un vertedero o aliviadero es una estructura hidráulica destinada a permitir el paso libre del agua en las escorrentías superficiales, siendo exclusivo para el desagüe.

Importancia de los Vertederos

• Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica al evitar la elevación excesiva del nivel del agua.
• Mantener un nivel de agua estable en canales de regadío.
• Evacuar el exceso de agua de forma controlada.
• Disipar la energía del flujo para prevenir daños en el cauce aguas abajo.
• Optimizar la distribución del agua.
• Promover el uso eficiente del agua.
• Facilitar la medición y cálculo de caudales.
• Considerar factores socioeconómicos en su diseño y operación.

Ubicación para la Medición de Caudales

Los caudales pueden medirse en el sistema terminal de distribución, en las tomas de canales laterales y en los puntos de bifurcación. El punto de medición más importante se encuentra en la salida o desviación, donde se gestiona la distribución.

Tipos de Vertederos

Vertedero de Pared Delgada

Sirven para medir caudales con muy buena precisión.

• Consiste en una lámina colocada en un canal, de modo que el fluido debe pasar sobre ella y caer por debajo de la placa vertedera.

Vertedero de Pared Gruesa

• Son estructuras robustas, menos susceptibles a daños y capaces de manejar grandes caudales. Ejemplos incluyen los vertederos rectangulares de arista redonda, triangulares y rectangulares con arista viva.
• Se utilizan principalmente para el control de niveles en ríos o canales.

Métodos para Medir el Caudal de un Canal

Método del Flotador

Se utiliza en canales y acequias. Su uso es limitado debido a que los valores obtenidos son estimativos.

Método Volumétrico

Se basa en medir el tiempo que tarda en llenarse un recipiente de volumen conocido. Al dividir el volumen por el tiempo, se obtiene el caudal en litros.

Método de los Orificios

Consiste en aberturas circulares o rectangulares ubicadas en una estructura de contención transversal al canal.

Método del Molinete

Es una técnica que utiliza un aforador con molinete para realizar mediciones de caudal, a menudo complementando el método volumétrico.

Compuertas en Canales

Las compuertas son estructuras móviles instaladas en ríos o canales para regular el paso del agua. Son equipos mecánicos esenciales para el control del flujo hídrico.

Factores de Clasificación de Compuertas

La clasificación de las compuertas depende de su aplicación, tamaño y forma del orificio, carga estática (cabeza estática), espacio disponible, mecanismo de apertura y condiciones particulares de operación.

Aplicaciones de las Compuertas

• Control de flujo
• Control de inundaciones
• Proyectos de irrigación
• Creación de reservas de agua
• Sistemas de drenaje
• Proyectos de aprovechamiento del suelo
• Plantas de tratamiento de aguas

• Si el régimen de aguas abajo no ahoga al torrente, tendrá un funcionamiento libre.
• Si el régimen de aguas abajo ahoga al torrente, tendrá un funcionamiento ahogado.

Tipos de Compuertas

Compuertas Planas Deslizantes

Se denominan así porque su mecanismo de accionamiento implica el deslizamiento a lo largo de rieles fijos que sirven como guías. Pueden ser accionadas por diversos motores y fabricadas en acero o madera.

Compuertas Planas de Rodillo

Están diseñadas para controlar el flujo en canales de gran tamaño.

Otros Tipos de Compuertas

• Compuertas Radiales
• Compuertas Flap
• Compuertas Ataguía
• Compuertas Mariposa Caterpillar
• Compuertas Cilíndricas

Cámara de Inspección Pública

• Su objetivo es servir como punto de acceso a la red de alcantarillado para la inspección del estado de las tuberías y colectores, así como para tareas de limpieza.
• También permiten el cambio de dirección en la red.

Clasificación por Altura: Cámaras Tipo A, B y E

• Tipo A y E: Se utilizan en alturas mayores de 1,75 metros.
• Tipo B: Se utilizan en alturas menores a 1,75 metros.

Tipos de Aguas Residuales y Pluviales

Aguas Grises

Son aquellas provenientes de tinas, duchas, lavatorios y lavaplatos.

Aguas Residuales

Aguas que se descargan después de haber sido utilizadas en un proceso o producidas por este.

Aguas Servidas (Domésticas)

Aguas residuales que contienen exclusivamente desechos de una comunidad, compuestas por aguas grises y negras.

Residuo Industrial Líquido (RIL)

Efluente residual evacuado de una industria y utilizado en la misma.

Red de Alcantarillado Separado

Sistema en el que las aguas residuales y las aguas pluviales son conducidas por alcantarillas diferentes.

Red de Alcantarillado Unitario o Combinado

Sistema en el que las aguas pluviales, residuales u otras aguas son conducidas por una misma alcantarilla.

Área Tributaria y Localización de Tuberías

Se deben considerar las diferentes características de la zona (geográficas, demográficas, topográficas, entre otras) y estas deben ser incluidas en el proyecto.

La capacidad de las tuberías debe considerar las posibles variaciones urbanísticas y de densidad demográfica futura.

Trazado de Tuberías

Las tuberías deben seguir las pendientes del terreno natural y formar superficies primarias consistentes. Deben ser construidas en tramos rectos.

Componentes de la Red de Alcantarillado

Lateral

Tubería secundaria que recibe descargas domiciliarias y no recibe efluentes de ninguna otra tubería.

Cañería

Tubería de carácter secundario que recibe descargas domiciliarias y de una o más tuberías laterales.

Colector

Tubería principal de un sistema de alcantarillado que recibe efluentes de una o más cañerías y los conduce hacia un interceptor o emisario.

Interceptor

Canalización cerrada destinada a recolectar y conducir las aguas residuales a un punto común, generalmente hacia un emisario o planta de tratamiento.

Emisario

Ducto que recibe los efluentes de toda una red de alcantarillado y los conduce hasta la planta de tratamiento.

Diámetro de Tubería

El diámetro mínimo para tuberías laterales y cañerías debe ser de 200 mm. Para tuberías de hormigón simple, el diámetro mínimo es de 180 mm.

Bases para el Cálculo de Caudales en Redes Hidráulicas

1. Población

Se deben analizar los planes de desarrollo de la empresa sanitaria, las estadísticas censales, el crecimiento de la población a servir, el plano regulador vigente y los estudios de población efectuados en la misma área, tanto para el agua potable como para fuentes propias.

2. Consumos

Se debe considerar la dotación de consumo de agua potable y de fuentes propias, para uso doméstico e industrial, de acuerdo con el nivel socioeconómico de la población o tipo de industria a servir y su variación durante el período de previsión.

3. Infiltración

Cuando corresponda, se debe determinar el caudal de infiltración de las aguas subterráneas a las redes de alcantarillado. La infiltración representa el 5% del flujo máximo horario de aguas servidas y el 10% del flujo promedio de aguas servidas.

Coeficientes y Factores

Coeficiente de Recuperación

• Refleja el porcentaje de agua consumida que se descarga al alcantarillado y depende de la estructura urbana del sector y del nivel socioeconómico de la población.
• Está comprendido entre 0,7 y 1,0; en cualquier caso, el valor debe ser justificado por el proyectista.

Caudal Medio Diario de Aguas Residuales

• Corresponde a la suma de los caudales medios diarios de las aguas servidas y de los RIL (Residuos Industriales Líquidos).

Etiquetas: compuertas, estructuras hidráulicas, obras de arte en canales, vertedero