Blogs
CRITERIOS DE DISEÑO «CAÍDAS «
- 20 junio, 2023
- Categoria: Noticias
Son obras proyectadas en canales o zanjas, para salvar desniveles bruscos en la rasante de fondo, Gómez Navarro (4) Pág. 511, hace una diferenciación de estas obras y conviene en llamarles caídas cuando los desniveles son iguales o menores a 4m., esta a su vez pueden ser verticales
o inclinadas.
Para desniveles mayores a 4.0m. la estructura toma el nombre de rápida y en estos casos es conveniente un estudio económico entre rápida o una serie de caídas que Domínguez (3) Pág. 368, denomina gradas.
CAÍDAS VERTICALES
Las caídas verticales pueden ser de varios tipos y se podría decir que no tienen limitaciones en cuanto al caudal y altura de caida, sin embargo, es recomendable su uso hasta desniveles de 1.0 m y solo cuando la naturaleza del problema asi lo exija, se construirán para desniveles mayores a 1.0 m.
Criterios de diseño
1.- Se construyen caídas verticales, cuando se necesitan salvar un desnivel de 1m como máximo, solo en caso excepcionales se construyen para desniveles mayores.
2.- El SINAMOS (17) Pág. 56, recomienda que para caudales unitarios mayores a 300 l/seg. x m de ancho, siempre se debe construir caídas inclinadas, además manifiesta que la ejecución de estas obras debe limitarse a caídas y caudales pequeños, principalmente en canales secundarios construidos en mampostería de piedra donde no se necesita ni obras de sostenimiento ni drenaje.
3.- Cuando el desnivel es 0.30m y el caudal < 300 l/seg. x m de ancho canal, no es necesario poza disipación.
4.- El caudal vertiente en el borde superior de la caída se calcula con la formula para caudal unitario «q»:
Siendo el caudal total:
5.- La caída vertical se puede utilizar para medir la cantidad de agua que vierte sobre ella si se coloca un vertedero calibrado.
6.- Por debajo de la lámina vertiente en la caída se produce un depósito de agua de altura Yp que aporta el impulso horizontal necesario para que el chorro de agua marche hacia abajo.
7.- Rand (1955) citado por ILRI (5) Pág. 209, encontró que la geometría del flujo de agua en un salto vertical, puede calcularse con un error inferior al 5%
Caídas verticales con obstáculos para el choque
El Bureau Of Reclamation, ha desarrollado para saltos pequeños, un tipo de caída con obstáculos donde choca el agua de la lámina vertiente y se ha obtenido una buena disipación de energía para una amplia variación de la profundidad de la lámina aguas abajo, a tal punto que puede considerarse independiente del salto.
Anchura y espaciamiento de los obstáculos = 0.4 Yc
Longitud mínima de la cubeta = Ld + 2.55 Yc
Con contracciones laterales
Sin contracciones laterales
Donde:
B = Ancho de la caída.
Q = Caudal en vertedero o caudal de la caída.
P = El mínimo valor de P, será la diferencia de
energías aguas arriba de la cresta y en la
cresta donde se produce Yc
h = Carga sobre la cresta.
CAÍDAS INCLINADAS
Generalidades
Estas estructuras se proyectan en tramos cortos de canal con pendientes fuertes, siendo la velocidad de flujo en la caida siempre mayor que en el propio canal. Se pueden producir serias erosiones sino se proyecta un revestimiento apropiado, entonces, mediante el analisis hidraulico se verifican los fenómenos del flujo que a su vez seran el fundamento para la determinación de la clase de revestimiento y de su extensión.
Cuando se tiene un desnivel mayor a 4.5 m, la calida inclinada se denomina rapida y el calculo hidraulico debera hacerse como tal, tratándose de estos desniveles, es aconsejable efectuar un análisis hidraulico y economico que
nos permita decidir si mas conveniente que una rapida resulta construir una serie de caidas verticales a las cuales se les conoce como Gradas o Cascadas.
Partes de una caida inclinada
Transición de Entrada Aguas Arriba
Tratándose de un canal trapezoidal y una caída de seccion
rectangular es necesario proyectar una transición de entrada
a la caida que garantice el cambio gradual de la velocidad
del agua del canal hacia la entrada, mientras mas alta sea la
velocidad mas importante sera disponer de una buena
transición y tratandose de un canal de tierra siempre sera
necesario proyectar aguas arriba de esa transición un
enrocado de proteccion contra las posibles erosiones.
La entrada
La entrada hacia una caida puede adoptar diferentes formas,
depende del criterio del ingeniero y de la operación de canal
donde va proyectada la caida, asi tenemos las siguientes
alternativas:
- Entrada con una seccion de tirante critico, que consiste en diseñar una estructura en el borde superior de la caida en base al tirante critico, de manera que la energia en esta seccion de tirante critico sea igual a la energia en el canal y de esta manera se logra controlar el flujo.
- Entrada con una sobreelevacion o solera en el fondo, cuya altura es igual a la diferencia de energías, es decir a la energia del canal en condiciones normales menos la energia del canal correspondientes al tirante critico.
- Entrada con compuertas o ataquias, que permiten operar con el tirante para diferentes caudales en el tramo del canal aguas arriba de la entrada.