Obras de toma

U.A “J.M.S” TARIJA - BOLIVIA BY: YURI HECTOR PARRAGA
TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS PROHIBIDA SU REPRODUCCION
(total o parcial,por cualquiermedio)
OBRASDE TOMA
TOMA TIPO TIROLESA: Para su construccióndebentenerse encuentalassiguientesconsideraciones
 La construccióndebe sermacizade concretoa finde reducirlasfuerzasde abrasión
 El ángulode inclinaciónparalarejilladebe serde 5o
a 35o
aguasabajo
 La rejillase ladebe serde barrotesrectangulares
 La pendiente del riodebeserfuerte omuyfuerte (I>10%)
 El curso del riodebe serpreferentementerectode maneraque el pasode agua sea uniforme porla
rejilla
DIMENSIONAMIENTO Se requiere conocerlos
siguientesdatos:Qd= caudal de diseño(m3/seg)
El ancho del rio(m)
Nivel minimoenépocasde sequia(ho)

1) El caudal captado por laobra de tomacumple lasiguiente expresión
𝑄 = 𝑐.μ. b.L.(2. 𝑔. ℎ)0.5
𝑐 = 0.6 ∗
𝑎
𝑑
∗ cos(𝛽)1.5
ℎ =
2
3
ℎ𝑜. 𝑥
2) La longitudde larejase incrementaraenun20% para compensarla obstrucción de estapor ramas,
hojas diseñodel canal colectorsinocumple conlacondiciónde velocidadVf <Vc se tiene que cambiar
la pendiente del canal colectorentre otrosparámetros
𝐿𝑖 = 1.2 ∗ 𝐿
𝐵 = 𝐿𝑖.cos(𝛽)
𝑌𝑐 = √(
𝑄𝑑
𝐵
)
2
∗
1
𝑔
3
𝑉𝑐 = √𝑔. 𝑌𝑐
𝐻2 = 1.1 ∗ 𝑌𝑐
𝐻1 = (
2. 𝑌𝑐3
𝐻2
+ ( 𝐻2 − bii.
𝐼
3
)
2
)
0.5
− 2. 𝑏 𝑖𝑖.
𝐼
3
𝑉𝑓 =
𝑄𝑑
(𝐻2. 𝐵)
𝑉𝑓 < 𝑉𝑐. 𝑜𝑘
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Qd= 0.30 (m3/seg) caudal de diseño
ho= 0.20 (m) nivel mínimode aguasenel rio
SOLUCION
Se eligirán barrotes rectangulares para su construcción
𝜇 = 0.70 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑒
𝛽 = 20 → 𝑥 = 0.837(𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎)
𝑐 = 0.6 ∗
𝑎
𝑑
∗ cos(𝛽)1.5 → 𝑐 = 0.364
ℎ =
2
3
ℎ𝑜. 𝑥 → ℎ = 0.112 (𝑚)
𝑄 = 𝑐.μ. b.L.(2. 𝑔. ℎ)0.5 → 0.3 = 0.364 ∗ 0.70 ∗ 𝑏 ∗ 𝐿 ∗ (2 ∗ 9.81 ∗ 0.112)0.5
0.794 = 𝑏 ∗ 𝐿 …………………….1
β x β x
0 1.0 14 0.879
2 0.980 16 0.864
4 0.964 18 0.851
6 0.944 20 0.837
8 0.927 22 0.825
10 0.910 24 0.812
12 0.894 26 0.800
h= altura inicial de del agua(m)
c= coeficiente de contracción
µ= coeficiente de derrame de larejilla (0.68— 0.85)
b= ancho total del vertedero
L= longitudde larejilla
g= aceleraciónde lagravedad
ho= altura del rioenépocade sequia
a= espaciamiento
d= separaciónde eje a eje enlosbarrotes
a= 4(cm)
d= 6(cm)
e=2(cm) espesorde losbarrotes

A continuaciónse procede conla elaboración de lasiguientetablaparadiferentesvaloresde b (asumido
0.794 = 𝑏 ∗ 𝐿
𝐿𝑖 = 1.2 ∗ 𝐿
𝐵 = 𝐿𝑖.cos(𝛽)
Q (m3/seg) b (m) L (m) Li
(m) B (m)
0.30 1.0 0.794 0.952 0.894
0.30 1.2 0.661 0.793 0.745
0.30 1.5 0.529 0.634 0.595
0.30 1.8 0.441 0.529 0.497
De estatabla se puede escogerlaque masse ajuste ala realidadcomopor ejemploel anchodel rio
Para nuestrocaso escogeremoslaterceraopción
𝑛 =
𝑏
𝑎
→ 𝑛 =
1.5
0.04
= 37.5 ≈ 38 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠
𝑁 = 𝑛 + 1 → 𝑁 = 39 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠
𝑏 𝑖 = 𝑏 + 𝑁. 𝑒 → 𝑏 𝑖 = 2.28 (𝑚)
CANALCOLECTOR: la base B=0.595 entoncesB=0.60 (m)
𝑌𝑐 = √(
𝑄𝑑
𝐵
)
2
∗
1
𝑔
3
→ 𝑌𝑐 =0.294 (m)
𝑉𝑐 = √𝑔. 𝑌𝑐 → 𝑉𝑐 = 1.70 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
𝐻2 = 1.1 ∗ 𝑌𝑐 → 𝐻2 = 0.323 (𝑚)
𝑝 = 0.5 ∗ 𝐻2 → 𝑝 = 0.162 (𝑚)
𝑏 𝑖𝑖 =
𝑏 𝑖 + 𝑎𝑚
cos(∝)
→ 𝑏 𝑖𝑖 = 2.483 (𝑚)
ℎ = 𝑏 𝑖𝑖. 𝑠𝑒𝑛(∝) → ℎ = 0.130 (𝑚)
𝐻1 = (
2. 𝑌𝑐3
𝐻2
+ ( 𝐻2 − bii.
𝐼
3
)
2
)
0.5
− 2. 𝑏 𝑖𝑖.
𝐼
3
𝐻1 = (2.
0.2943
0.323
+ (0.323 −
2.483.0.05
3
)2)0.5 − 2 ∗ 2.483 ∗
0.05
3
→ 𝐻1 = 0.283 (𝑚)
𝑉𝑓 =
𝑄𝑑
(𝐻2. 𝐵)
→ 𝑉𝑓 = 1.548 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
𝑉𝑓 < 𝑉𝑐. → 1.548 < 1.70 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
), ,, ,, , 𝑜𝑘
Yc= tirante crítico Vc= velocidadcrítica
H2 =altura de agua al final del canal colector
p= rango de seguridad
am= ancho del murode contención=0.20 (m)
este am es un supuestovariasegúncadario
bii
= longituddel canal colector
h= altura correspondiente alapendientedel canal
α=3 I=5% para condiciones mínimas
H1= alturainicial de aguaenel canal colector
Vf=velocidadal final del canal colector

PRESA DERIVADORA
 La tomade agua es más ventajosaconunareja que impide el materialsólidoflotante gruesola
aproximacióndel espaciamientoentre barrotesesde 20 (cm)
Datos necesarios
Qmax = caudal máximoenel rio
B = ancho del rio
Qd= caudal de diseño
1) DETERMINACION DE LA ALTURA DE SOCAVACION
∆𝑠 = 1.35. (
𝑞2
𝑓
)
1
3
∆𝑠𝑎 = 𝑘𝑠𝑎. ∆𝑠
𝑑𝑠 = 𝑘𝑠𝑎 − 𝑌𝑚𝑎𝑥
MATERIAL VALORDE f FORMAS Ksa
Rocas masivas(diámetro70cm) 40 Tramo recto ,curvasmoderadas 1.5
Rocas 38 Ángulosrectos,curvaspronunc 2.0
Pedronesylajas 20 Aguasarriba de las pilas 2.0
Piedrasylajas 6 Aguasarriba de deflectores 2.5
Piedraspequeñasygravasgruesas 4.7
Arenasgruesas 1.52
Arenasmedianas 1.3
Limosestándar 1
Limosfinos 0.85
2) CARGA HIDRAULICA SOBRE EL AZUD:
𝑌𝑐 = √(
𝑄𝑑
𝐵
)
2
∗
1
𝑔
3
1.3 ∗ 𝑌𝑐 ≤ 𝐻𝑜 ≤ 1.5 ∗ 𝑌𝑐 → 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 𝐻𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑢𝑛 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑙𝑜𝑠 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜𝑠
𝐻𝑜 = 1.40 ∗ 𝑌𝑐
𝐻𝑜 = 𝐻𝑑 +
𝑉2
2.𝑔
→ 𝑉 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
( 𝑃+𝐻𝑑).𝐵
𝑞 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
𝐵
∆𝑠 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑐𝑎𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑑𝑠 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑐𝑎𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑖𝑜
Hd= se loencuentramediante iteración
V= velocidadde aproximación
P= altura del azud
B= base del azud

3) DETERMINACION DEL CORFICIENTEDE DESCARGA DEL VERTEDERO
𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝑠𝑖𝑔. 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑃
𝐻𝑜
Con esarelaciónentramosal ábacoy encontramosuncoeficiente C
𝑄𝑣 = 𝐶. 𝐵. 𝐻𝑜1.5
𝑄𝑣 ≥ 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑜𝑘
𝑄𝑣 ≤ 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑟 𝑝𝑎𝑟á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑦 𝑒𝑚𝑝𝑒𝑧𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑜
4) CARACTERISTICASDELVERTEDERO:
SE PUEDE USAR CAULQUIE PERFIL DE REBOSADERO (CRESTA DE DOBLE CURVATURA CON CARA VERTICAL) pag 16 del
formulario por ejemplo Creager
  8.0
0
8.1
.47.0
zE
X
Y

 ℎ𝑎𝑐𝑒𝑟 ( 𝐸 𝑜 − ∆𝑧) = 𝐻𝑑
𝑋𝑐 = 0.283 ∗ 𝐻𝑑
𝑌𝑐 = 0.126 ∗ 𝐻𝑑
𝑅1 = 0.530 ∗ 𝐻𝑑
𝑅2 = 0.234 ∗ 𝐻𝑑
𝐿 = 𝐿1 + 𝑋𝑐 → 𝐿1 = 𝑠𝑒 𝑜𝑏𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑠𝑒 ℎ𝑎𝑐𝑒 𝑌 = 𝑃
5) DISEÑODEL CUENCO DE DIDIPACION :
𝑉1 = √2. 𝑔. (𝑃 + 𝐻𝑑)
𝑌1 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
𝑉1. 𝐵
𝐹1 =
𝑉1
√ 𝑔. 𝑌1
 11.81
2
1
2 2
 F
Y
Y
𝐿𝑠 = 5. ( 𝑌2 − 𝑌1) 𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟 𝑜𝑡𝑟𝑎 𝑒𝑐𝑢
𝑃𝑐 = 5.(𝑌2 − 𝑌𝑚𝑎𝑥)
6) DISEÑODE LA TOMA LATERAL
COMO VERTEDERO DE DESCARGA SUMERGIDA
 VER FORMULARIOQUEEN AHÍ SE EXPLICA SOBREESTOS VERTEDEROS
COMO ORIFIICIO
 VER FORMULARIOQUEEN AHÍ SE EXPLICA SOBREORIFICIOS
NOTA GERNERAL: TODASLAS OBRASCOMO DESRIPIADOR,DESARENADOR,ETCSEENCUENTRAN EN EL
FORMULARIO …………………… FORMULARIO QUE VIENEADJUNTOAL SOLUCIONARIO
Pc= profundidaddel cuenco
Ymáx= tirante de la máx.crecida

ABACOPARA CALCULAREL COEFICIENTEDE DESCARGA
 Las ordenadassonC
 Las abscisasson
𝑃
𝐻𝑜

EJEMPLO DE APLICCIÓN: Diseñarunaobrade toma tipopresa derivadora conlos siguientesdatos
SOLUCION:
1) Determinaciónde laalturade socavación
∆𝑠 = 1.35. (
𝑞2
𝑓
)
1
3
→ ∆𝑠 = 2.733 (𝑚)
∆𝑠𝑎 = 𝑘𝑠𝑎.∆𝑠 → ∆𝑠𝑎 = 4.1 (𝑚)
𝑑𝑠 = ∆𝑠𝑎 − 𝑌𝑚𝑎𝑥 → 𝑑𝑠 = 2.60 (𝑚)
2) Carga hidráulicasobre el azud
𝑌𝑐 = √(
𝑄𝑑
𝐵
)
2
∗
1
𝑔
3
→ 𝑌𝑐 = 1.584 (𝑚)
𝐻𝑜 = 1.40 ∗ 𝑌𝑐 → 𝐻𝑜 = 2.218 (𝑚)
𝐻𝑜 = 𝐻𝑑 +
𝑉2
2.𝑔
→ 𝑉 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
( 𝑃+𝐻𝑑).𝐵
𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑛𝑑𝑜 → 𝐻𝑑 = 2.061 (𝑚)
3) Determinacióndel coeficiente de descarga
𝑃
𝐻𝑜
→ 0.676
𝐶 = 2.12 𝑑𝑒𝑙 á𝑏𝑎𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑄𝑣 = 𝐶. 𝐵. 𝐻𝑜1.5 → 𝑄𝑣 = 224.09 (
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
)
𝑄𝑣 ≥ 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑜𝑘
4) Característicasdel vertedero
  8.0
0
8.1
.47.0
zE
X
Y

 ℎ𝑎𝑐𝑒𝑟 ( 𝐸 𝑜 − ∆𝑧) = 𝐻𝑑
𝑋𝑐 = 0.283 ∗ 𝐻𝑑 → 𝑋𝑐 = 0.583 (𝑚)
𝑌𝑐 = 0.126 ∗ 𝐻𝑑 → 𝑌𝑐 = 0.259 (m)
𝑅1 = 0.530 ∗ 𝐻𝑑 → 𝑅1 = 1.092 (𝑚)
𝑅2 = 0.234 ∗ 𝐻𝑑 → 𝑅2 = 0.482 (𝑚)
Y -0.25 -0.50 -0.750 -1.00 -1.25 -1.50
X 0.971 1.427 1.788 2.10 2.375 2.628
𝐿 = 𝐿1 + 𝑋𝑐 → 𝐿 = 2.628 + 0.583 → 𝐿 = 3.211 (𝑚)
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 199.8 (
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
) 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑟𝑖𝑜
𝐵 = 32 ( 𝑚) 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑖𝑜
ℎ𝑚𝑎𝑥 = 1.511 ( 𝑚) 𝑡𝑖𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑄𝑑 = 0.128 (
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
) 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
𝑄𝑚 = ⋯ (
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
) caudal medioanual con Vr= 0.322 (m/seg) velocidadmediaanual
𝑞 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
𝐵
→
199.81
32
= 6.244
f = 4.7 (piedraspequeñasygravasgruesas)
ksa= 1.5 (tramorectoa o curvas moderadas)
Ymax=1.511 (m)
P= 1.50 (m) → 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑧𝑢𝑑 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜

5) Diseñodel cuencode disipación
𝑉1 = √2. 𝑔. (𝑃 + 𝐻𝑑) → 𝑉1 = 8.359 (
𝑚
𝑠
)
𝑌1 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
𝑉1. 𝐵
→ 𝑌1 = 0.747 (𝑚)
𝐹1 =
𝑉1
√ 𝑔.𝑌1
→ 𝐹1 = 3.09
→ 𝒀𝟐 = 𝟐. 𝟗𝟏𝟐 (𝒎)
𝐿𝑠 = 5. ( 𝑌2 − 𝑌1) → 𝐿𝑠 = 10.825 (𝑚)
𝑃𝑐 = 1.15( 𝑌2 − 𝑌𝑚𝑎𝑥) → 𝑃𝑐 = 1.61 (𝑚)
6) Diseñode latoma lateral
6.1) como vertederode descargasumergida
𝑄𝑣 = 𝑘 ∗ 𝑠 ∗ 𝑚 ∗ 𝑏 ∗ ℎ1.5
𝑏𝑎𝑧𝑖𝑛 𝑠 = 1.05. (1 + 0.2.
ℎ𝑜
𝑌2
). [
𝑍
𝐻
]
1
3
→ 𝑠 = 0.750
𝐾𝑜𝑛𝑎𝑙𝑜𝑣 𝑚 = [0.407 +
0.045. 𝐻
𝐻 + 𝑌1
] . [1 + 0.285(
𝐻
𝐻 + 𝑌1
)2
].√2. 𝑔 → 𝑚 = 1.864
𝑄𝑣 = 𝑘 ∗ 𝑠 ∗ 𝑚 ∗ 𝑏 ∗ ℎ1.5
0.128 = 0.9 ∗ 0.75 ∗ 1.864 ∗ 𝑏 ∗ 0.301.5
→ 𝑏 = 0.62 (𝑚)
𝑛 =
𝑏
𝑎
→ 𝑛 =
0.62
0.1
≈ 6 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠
𝑁 = 𝑛 − 1 → 𝑁 = 5 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠
𝑏
𝑖
= 𝑏 + 𝑁. 𝑒 → 𝑏
𝑖
= 0.75 (𝑚)
6.2) como orificio
Ya no tendría caso calcular otras dimensiones, pues la construcción se lo hará con las dimensiones
anteriores, lo único que queda es comprobar que la velocidad de ingreso esté dentro los parámetros
0.50 ≤ 𝑉𝑒 ≤ 1 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
) 𝐴 = 𝑏 ∗ 𝑎
𝑉𝑒 =
𝑄𝑑
𝐴
→ 𝑉𝑒 =
0.128
0.62 ∗ 0.30
= 0.69 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
) ,, , , , , 𝑜𝑘
∝= cos−1(
𝑉𝑟
1
) →∝= cos−1(
0.322
1
) = 71.24
Entonces la paredde latoma de agua debe tenerun ángulode 18.76 con la direccióndel rio,el ángulonodebe
sermayor a 20
Se recomienda buscar lugares donde la velocidad media anual sea baja menor que 0.5 sino existen esos lugares
de forma natural, se tendría que modificar con maquinaria las características de la quebrada, si eso tampoco es
viable pues buscar otras maneras de la posición de la pared de la toma con respecto al curso del rio, esto para
que lasvelocidadesde ingresoesté dentrolosparámetros, se lodejaa criteriodel proyectista.
P= 1.5 (m) altura del azud(supuesto)
Hd= 2.061 (m)
Ymax=1.511 (m)
Ls: longituddel resaltohidráulico
Pc: profundidaddel cuenco
 11.81
2
1
2 2
 F
Y
Y
a = 0.30 altura de la reja(supuesto)
H ≈ 0.30 altura de la carga de agua (supuesto)
Z = 0.10 desnivel entrealturas(supuesto)
Y2= 1.30 alturadel destripador(supuesto)
ℎ𝑜 = 𝐻 − 𝑍 → ℎ𝑜 = 0.20 (𝑚)
𝑌1 = 𝑃 − 𝑎 → 𝑌1 = 1.20 (𝑚)
Qv = Qd
K=0.90 coef por perdidasenlosbarrotes Asumoese
valorpor que son circulares (verformulario)
a= 10(cm) espaciamiento
e=2.54 (cm) espesor de los barrotes
bi = ancho total de la toma

DISEÑODEL DESRIPIADOR
ℎ = 𝑌2 + ℎ𝑜 → ℎ = 1.50 (𝑚) altura del nivel de agua en el desripiador
𝑄𝑣 = 𝑠 ∗ 𝑚 ∗ 𝑏 ∗ ℎ1.5
𝑏𝑎𝑧𝑖𝑛 𝑠 = 1.05. (1 + 0.2.
ℎ𝑖
𝑜
𝑌3
) . [
𝑍 𝑖
𝐻 𝑖
]
1
3
→ 𝑠 = 0.839
𝐾𝑜𝑛𝑎𝑙𝑜𝑣 𝑚 = [0.407 +
0.045. 𝐻 𝑖
𝐻 𝑖 + 𝑌2
]. [1 + 0.285(
𝐻𝑖
𝐻 𝑖 + 𝑌2
)2
]. √2. 𝑔 → 𝑚 = 1.874
𝑄𝑣 = 𝑠 ∗ 𝑚 ∗ 𝑏 ∗ ℎ1.5
0.128 = 0.839 ∗ 1.874 ∗ 𝑏 ∗ 0.201.5
→ 𝑏 = 0.65 (𝑚)
𝐿𝑑 =
𝑏1−𝑏2
2.tan(12.5)
→ 𝐿𝑑 = 0.29 ( 𝑚)
𝐿𝑑 ≈ 0.30 (𝑚)
Si se quiere se puede ahora construir un desarenador el canal debe tener una pendiente casi horizontal la base
del canal puede ser igual o no a la longitud del vertedero , pero si se toma una diferente base esta no debe
variar mucho con respecto a la longitud del vertedor, si se quiere diseñar una base para el canal es
recomendable utilizarmáximaeficiencia
a = 0.30 altura de la reja(supuesto)
H ≈ 0.30 altura de la carga de agua (supuesto)
Z = 0.10 desnivel entrealturas(supuesto)
Y2= 1.30 alturadel destripador(supuesto)
ℎ𝑜 = 𝐻 − 𝑍 → ℎ𝑜 = 0.20 (𝑚)
𝑌1 = 𝑃 − 𝑎 → 𝑌1 = 1.20 (𝑚)
Qv = Qd
K=0.90 coef por perdidasenlosbarrotes Asumo
ese valorpor que soncirculares (verformulario)
Hi
≈ 0.25 alturade la carga de agua (supuesto)
Zi
= 0.05 desnivel entrealturas(supuesto)
Y3= 1.2 altura del canal (supuesto)
ℎ
𝑖
𝑜 = 𝐻𝑖
− 𝑍𝑖
→ ℎ
𝑖
𝑜 = 0.20 (𝑚)
Qv = Qd
Ld= longituddel destripadoresaproximadamente
igual a la longitudde unatransición

n=0.025, para unfondocon piedras
V=3 (m/seg) velocidadde evacuación(supuesto)
Y= 1.30 (m) altura se recomiendaque seaigual aY2 o suponercualquierotra
b= 0.20 (m) (supuesto) ancho se recomiendaque seamenoroigual que Ld
La pendiente del canal del desripiador,debeserelevadoparapoderarrastrar piedrasyotroselementosque han
quedado,se determinade lasiguientemanera
𝑆 =
(𝑉.𝑛)2
𝑅ℎ4/3
𝑆 = 0.134
La compuertaen el momentode serabiertadebe eliminarlamayorcantidadde sólidosparalocual se requiere
un caudal superioral captado
Verificación
𝑄𝑣 = 𝐾. 𝑒. 𝑎. 𝑏𝑐. √2. 𝑔. (𝐻 +
𝑉2
2.𝑔
− 𝑒 ∗ 𝑎)
𝑄𝑣 = 0.97 ∗ 0.627 ∗ 0.50 ∗ 0.20 ∗ √19.62 ∗ (1.5 +
32
19.62
− 0.627 ∗ 0.50)
𝑄𝑣 = 0.35(
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
)
𝑄𝑣 > 𝑄𝑑 → 0.35 > 0.128 𝑜𝑘..
Sinocumpliese estascondicionestengoque volverarrecalcular
K= 0.95 – 0.97 esuna constante
a = aperturade lacompuerta
bc= anchode lacompuerta =b
e= se la obtiene de lasiguiente tabla
H= alturadel nivel de aguaenel desripiador=h
V= esla velocidaddel caudal
g= aceleraciónde lagravedad
K=0.97
bc= 0.20 (m)
a= 0.50 (m) aberturasupuesta
H= 1.50 (m)
a/H= 0.3333 entonces e=0.627 (interpolado)
V= 3 (m/seg)
a/H e
0.0 0.611
0.10 0.615
0.15 0.618
0.20 0.620
0.25 0.622
0.30 0.625
0.35 0.628
0.40 0.630
0.45 0.638
0.50 0.645
0.55 0.650
0.60 0.660
0.65 0.675
0.70 0.690
0.75 0.705
0.80 0.720
0.85 0.745
0.90 0.780
0.95 0.835
1.00 1.000

DISEÑO DE DESARENADORES:
El volumen de sólidos durante la creciente para ríos de montañas es aproximadamente de 4 a 6% del volumen
de agua transportada,y enríos de llanuraesde 0.2 a 1%
El propósito del desarenador consiste en eliminar párticulas de material sólido suspendidas en el agua de la
conducción, debido a la velocidad de agua para que ellas se decanten se disminuye la velocidad, para cumplir
con su propósito el desarenador dispone dispone de una mator área de sección, de forma que debe cumplir con
la siguienteexpresión
𝑄 = 𝐴𝑐. 𝑉𝑐 = 𝐴𝑑. 𝑉𝑑
De bajavelocidad Vd=0.20 a 0.60 (m/seg)
De altavelocidad Vd= 1.0 a 1.50 (m/seg)
CLASIFICACION DE LAS PARTICULAS EN SISTEMAS DE RIEGO SE ACEPTA d=0.50 (mm)
MATERIAL d (mm)
Arcilla 0.00024 a 0.004
Limo 0.004 a 0.062
Arena 0.062 a 2
Arenagruesa 2 a 64
VELOCIDAD HORIZONTAL ESTA VELOCIDAD OSCILA ENTRE (0.1- 0.4) m/esg.
𝑉 𝑑 = 𝑎.√ 𝑑 (
𝑐𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
EMPUJE ASCENCIONAL
 SegúnSokolov
𝑊 = 0.152. 𝑉𝑠 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
 Según Eghiazaroff
𝑊 =
𝑉 𝑑
5.7+2.3.ℎ
(
𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
 Según Levin
𝑊 = 𝛼. 𝑉𝑑 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
) 𝛼 =
0.132
√ℎ
 Según
𝑤 =
𝑄𝑠
𝐿.𝐵 𝑚𝑒𝑑
desarenadorde lavado continuo
a d (mm)
51 0.1
44 0.1-1
36 1
Q= caudal de diseño
Ac= área del canal Ad= área del desarenador
Vc= velocidaddel canal Vd=velocidaddel desarenador
Se puede seguirestaecuaciónoescogeruna velocidad
que este dentroel rango.

Vs(cm/seg)
C: 0.5 adimensional
𝜌𝑠 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (
𝑔𝑟
𝑐𝑚3
)
g: aceleraciónde lagravedad
d: (cm)
ALTURA DEL DESARENADOR ESTA COMPRENDIDA ENTRE (1.5 – 4.0) m
VELOCIDADES DE SEDIMENTACIONPRESENTADA POR DIFERENTESAUTORES(Vs)
 SegúnDubuat
Para arcilla 0.081 (m/seg)
Para arena fina 0.160 (m/seg)
Para arena gruesa 0.216 (m/seg)
 SegúnOwens
 SegúnArkhangalski
d (mm) 0.050 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.70 0.80 2.0 3.0 5.0
V (cm/seg) 0.178 0.692 1.560 2.16 2.70 3.24 3.78 4.32 4.86 4.50 5.94 6.48 7.32 8.07 15.39 19.25 24.90
 SegúnScotti-Foglieni
𝑉𝑠 = 3.8√𝑑 + 8.3 𝑑
 SegúnNewton solosi se tiene que considerarunflujoturbulentoRe >2000
𝑉𝑠 = √( 𝜌𝑠 − 1)
4𝑔𝑑
3 𝐶
Vs(m/seg)
d (m)
Vs(m/seg)
k: se obtiene de tabla
𝜌𝑠 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (
𝑔𝑟
𝑐𝑚3
)
d: diámetrode lapartícula (m)
FORMA Y NATURALEZA k
Arenaesférica 9.35
Granos redondeados 8.25
Granos cuarzo d > 3(mm) 6.12
Granos cuarzo d < 0.7 (mm) 1.28
𝑉𝑠 = 𝑘√𝑑(𝜌𝑠 − 1)

 SegúnStokes--Sellerio
 SEGÚN SUDRY
 Las ordenadasrepresentanlavelocidadde sedimentación 𝑤 (
𝑚
𝑠𝑒𝑔
)
 Las abscisasrepresentan el diámetro d(mm)
 Las curvas son el pesoespecificodel agua 𝛾 (
𝑔𝑟
𝑐𝑚3
)

LONGITUD DEL DESARENADOR
𝐿 =
ℎ
𝑉𝑠 + 𝑊
.
𝑉1 + 𝑉2
2
Ó
𝐿 = 𝐾.
ℎ. 𝑉𝑑
𝑉𝑠 − 𝑊
TIEMPO DE DECANTACION DE LA PARTICULA Es el tiempo que demora la partícula en recorrer la longitud de la cámara
hasta llegaral fondo
𝑡 𝑑 =
𝐿
𝑉𝑑
TIEMPO DE SEDIMENTACIONEsel tiempoque demoralapartículahasta llegaral fondode lacámara
𝑡 𝑠 =
ℎ
𝑉𝑠 − 𝑊
BASE DEL DESARENADOR
𝑏 =
𝑄
𝑉𝑑. ℎ
𝑑𝑒𝑠𝑎𝑒𝑟𝑛𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟
Ó
𝑏 =
𝑄
𝑉𝑑. ℎ
− 𝑧.ℎ 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑝𝑒𝑧𝑖𝑎𝑙
𝑧: 𝑡𝑎𝑙𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠
V1: velocidadde entradaal desarenador
V2: velocidadde salidadel desarenador
Vd:velocidad horizontal enel desarenador
W: empuje ascensional
Vs:velocidadde sedimentación
h: alturadel desarenador
Desarenadorde bajavelocidad
Vd(m/seg) K
0.20 1.25
0.30 1.50
0.50 2.00
Desarenadorde altavelocidad
d (mm) K
1.00 1.0
0.50 1.3
0.25 a 0.30 2.0

DESARENADOR DE LAVADO INTERMITENTE: Este tipo de desarenador se caracteriza por que se lava periódicamente,
aunque la operación de lavado procura realizarse en el menor tiempo posible, este tipo de desarenador tiene los siguientes
componentes:
 Compuerta de admisión
 Transición deentrada
 Transición desalidao vertedero
 Cámara de sedimentación
 Compuerta de purga
 Canal directo
La compuerta de admisión une la obra de conducción con el desarenador por lo general son dos compuertas una ubicada
a la entrada al desarenador y la otra en la entrada al canal directo
La transición de entrada garantiza una velocidad uniforme y una eficiente sedimentación Cuando el desarenador no tiene
vertedero para enviar el agua limpia al canal de salida , entonces se dispone de otra transición para que una el desarenador
con el canal que lecomunica
Cámara de sedimentación se sedimentan las partículas sólidas debido a la disminución de velocidad por el aumente de
la sección, la forma del desarenador en general es rectangular o trapezoidal simple o compuesta. La cámara rectangular es
de fácil construcción pero su costo es elevado ya que las paredes son muros de contención. La cámara trapezoidal es
hidráulicamente mas eficiente y económica porque sus paredes trabajan como revestimiento
El lavado de la cámara se facilita concentrando los sedimentos en el centro de los misma, conviene para ello que el fondo
tenga una pequeña caída hacia el centro con una pendiente transversal usualmente de 1.5 a 1.8
Para desalojar los materiales depositados en el fondo hacia la compuerta de lavado generalmente se le da un gradiente
elevado de 2 a 6%
El incremento de la profundidad obtenido por efecto de la pendiente en el fondo de la cámara aumenta el volumen del
desarenador,este volumen adicional seletoma se le toma como depósito para los sedimentos entre lavados.
El diseño del desarenador debe evitar la turbulencia y la tendencia al desplazamiento. La turbulencia agita el sedimento
manteniéndolo en suspensión y la tendencia al desplazamiento consiste en la capacidad del agua de moverse rápidamente
desde la entrada hasta la salida, transportando consigo una cantidad de sedimento la velocidad máxima admitida en el
vertedero es de 1(m/seg)

DIMENSIONAMENTO:
 Seleccionarel diámetrode lapartícula
 Determinarlavelocidadde horizontal Vd
 Determinarlavelocidadde sedimentaciónVs
 Determinarel empujeascensional W
 Hallarla longituddel desarenadorL
 Suponerlaprofundidaddel desarenadorh
 Determinar los tiempos de decantación y sedimentación de la partícula y observar que cumpla con la
siguiente condición 𝑡 𝑑 > 𝑡 𝑠
 Sinocumple se variala profundidaddel desarenador
 Determinarel anchodel desarenadorB
 Determinarlalongitudde latransiciónyfijarque cumplaconla siguiente expresión
1 <
1
3.𝐿
sinocumple se varialaprofundidaddel desarenador
 Dimensionarel vertedero lateral

DESARENADOR DE LAVADO CONTINUO En este tipo de desarenador el material depositado se elimina en forma
continuapara ellose requiere que el caudal disponible seamayoral de diseño
El desarenador de lavado continuo se divide en dos cámaras, superior e inferior las cuales están separadas por
una rejade barrotes
La cámara inferior está situada en el fondo y contiene los sedimentos más pesados, encausados a una galería
longitudinal de pequeña sección para su vertimiento al afluente, la cámara superior donde se produce la
sedimentaciónestaencimaytiene unaseccióngrande.
El agua situadaenla galeríasale con velocidadesrelativamentealtas,arrastrandoconsigolossedimentos

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