Aliviaderos

4.1. 4.1.1 1

Desa Desagü gües es - aliv alivia iade dero ros: s: Es aquella obra que se construye para evacuar el agua excedente o de avenida que no cabe en el espacio destinado para el almacenamiento.

Clasificación de los aliviaderos  No existe una clasificación estricta para determinar el tipo de d e aliviadero sin o que depende del criterio que se escoja. La clasificación más utilizada es según el tipo de estructura de control obteniendo oc!o tipos de aliviaderos" a) Tipo Tipo lami lamina na vert vertie ient nte: e:  la cresta es recta con una curvatura muy peque#a es el tipo más utilizado por lo que existe un alto grado de seguridad en el dise#o por su acumulada experiencia$ se ajusta muy bien sin depender del tipo de conducción bien sea abierta o cerrada. %ver figura&

b) Tipo Tipo caíd caída a lib libre re:: El agua luego de pasar por la cresta cae !asta el rio sin pasar previamente por  una estructura estructura de conducción. conducción. Este tipo de aliviadero se emplea para pocas alturas de agua y en los casos donde el rio receptor este constituido por roca sana. %ver figura&

c) Tipo ab abanico: Es una modificación del tipo lamina vertiente$ muy ventajoso cuando no !ay disponible muc!o espacio ya que este tipo de aliviadero tiene mayor longitud de cresta. En plante tiene forma de abanico %ver figura&

d) Tipo Tipo cana canall late latera ral: l: está provisto de un canal paralelo a la cresta del aliviadero teniendo que garantizar el r'gimen subcr(tico en el canal. )e coloca generalmente cuando no existe suficiente espacio para un aliviadero frontal. *esde el punto de vista !idráulico es ineficiente. %ver figura&

e) Tipo Tipo embud mbudo: o: llamados tambi'n +,orning -lory en estos aliviaderos el agua se aproxima de forma radial y aproximadamente !orizontal se utiliza cuando por problemas de espacio no se  puede colocar otro aliviadero ya que !idráulicamente no es muy eficiente. %ver figura&

f) Tipo Tipo alc alcan anta tari rill lla: a: consiste en un conducto cerrado que cruza el cuerpo o estribo de la presa. )e utiliza en presas peque#as o en aquellas cuya finalidad es de control de crecidas. g) Tipo Tipo sifó sifón: n: necesita una carga suficiente para que el agua supere el punto mas alto %control& del conducto. /iene problemas con el almacenamiento de basura y la acumulación de aire en el conducto necesitando una ventilación apropiada. Este tipo de aliviadero es recomendado solo  para gastos muy peque#os. %ver figura&

) Tipo Tipo rapido rapido disipa disipador: dor: esta es otra modificación del tipo lamina vertiente consistiendo en tener  el rápido y el disipador juntos esto se logra colocando unos tacos de impacto en el rápido. El agua al c!ocar con los tacos disipa la energ(a. )e usa generalmente en presas bajas. %ver figura&

!tras clasificaciones "ue se pueden considerar son las siguientes Clasificación de acuerdo a su posición en planta

a& 0liv 0livia iader deros os fro front ntal ales es  b& 0liviaderos laterales c& 0livia 0liviader deros os curvos curvos en planta planta  0liviaderos de abanico  0liviaderos semi1abanico  0liviadero curvos propiamente dic!os. a) #livi #liviad adero eross fro fronta ntales les )on aquellos rectos en planta cuyo vertimiento se realiza coaxial al conducto de descarga$ tienen como desventajas que pueden ocupar grandes extensiones en planta lo cual traer(a como consecuencia en caso de construirse en una monta#a grandes volúmenes de excavación. %2igura 3.4 a& b) #livi #liviade adero ross late lateral rales es )on aquellos cuyo vertimiento se realiza con cierto ángulo con respecto al conducto de descarga. 0l contrario del aliviadero frontal en caso de que se vaya a colocar en una monta#a puede ser ubicado de forma tal que  bordee la ladera sin necesidad de excavar la monta#a a!orrándose as( grandes volúmenes de excavación. %2igura 3.4 b&

c) #livi #liviad adero eross curvo curvoss en plant planta a /al como lo dice su nombre son curvos en planta y por ende el vertimiento se realiza radialmente existiendo una concentración central del flujo en el conducto de descarga. /ienen la ventaja de que ocupan poca área en  planta 1 en relación relación con uno frontal frontal 5 y presentan presentan gran longitud longitud vertedora. %6e %6er 2igura&

Clasificación de los aliviaderos seg$n su ubicación.

Los aliviaderos según su ubicación pueden clasificarse en" a& 0liviaderos de cauce.  b& 0liviaderos 0liviaderos de marginales marginales o de de laderas. a) #liv #livia iade dero ross de cau cauce ce )on aquellos que se ubican dentro del cuerpo de la presa pueden ser superficiales o profundos. Los primeros tienen como ventajas que no producen debilitamiento en el cuerpo de la presa las compuertas no existen y de existir trabajan en condiciones favorables$ los segundos son conductos cerrados generalmente de sección rectangular o circular donde el flujo puede circular a presión a todo lo largo del conducto o en un tramo del mismo. Estos se utilizan en aquellos casos donde es necesario bajar profundamente profundamente el nivel del embalse ejemplo en riego evacuación de los gastos de construcción etc. b) #livi #liviad adero eross de de marg margen en

)on aquellos que se ubican fuera del cuerpo de la presa y se utilizan en presas de materiales locales locales o de !ormigón en caso de cierres estrec!os. Ellos se ejecutan en forma de rápidas o de túneles sin carga con carga a todo lo largo del aliviadero o con carga parcialmente. Clasificación de los aliviaderos seg$n el tipo de conducción  .

)egún el tipo de conducción se pueden clasificar en" a& 0liviaderos con descarga libre.  b& 0liviaderos 0liviaderos con descarga descarga forzada. Clasificación de los aliviaderos seg$n el tipo de construcción

 .

7ueden clasificarse en" a& 0liviaderos 0liviaderos superficiales. superficiales.  b& 0liviaderos 0liviaderos soterrados soterrados o de fondo. Clasificación de los aliviaderos seg$n el tipo de vertimiento.

*e acuerdo al vertimiento se pueden clasificar en" a& 6ertedores 6ertedores automáticos.  b& 6ertedores ertedores regulados regulados por compuertas. compuertas.

4.1.1.1 %artes componente componentess de un aliviadero. aliviadero.

*ependiendo del tipo de aliviadero los componentes del mismo varian siendo los de un aliviadero t(pico los siguientes" a& 8anal 8anal de aprox aproxim imaci ación ón..  b& Estructura de control. c& Estr Estruct uctur uraa de cond conducc ucció ión n d& Estruct Estructura ura de disipa disipació ción n e& 8ana 8anall de de des desca carg rgaa

a) Cana Canall de apro& apro&im imac ació ión n Es aquel cuya función dentro del aliviadero es captar el agua del embalse y conducirla a la estructura de control o sección vertedora garantizando una distribución uniforme del flujo en dic!a sección. )e encuentra principalmente en los aliviaderos que son independientes a la presa y que no están al borde del embalse para comunicar el aliviadero con el embalse mediante un canal. )u longitud var(a dependiendo de diferentes factores entre los que se encuentra el económico siendo el primordial. )e debe tomar en cuenta algunos criterios para el dise#o del canal como son" las velocidades deben ser de 9.: m;seg para  prevenir la erosión minimizar las p'rdidas y garantizar un flujo lo más uniforme cuando pase por la estructura de control. Las pendientes son por lo general !orizontales o adversas para asegurar bajas velocidades en el canal. b) 'ección 'ección verte vertedora dora o secci sección ón de contro controll Es aquella que regula la descarga directamente del embalse. Esta sección define la capacidad de evacuaci evacuación ón de un aliviad aliviadero ero.. Normal Normalmen mente te se define define mediant mediantee las ecuacio ecuaciones nes de tipo tipo verted vertedero ero Q

2 =

3

3

 x 2 g x H 2

o de tipo orificio

Q Cd xA x 2 gH  =

c) (str (struct uctura ura de de condu conducci cción ón /iene como finalidad conducir el agua que se encuentra en los niveles superiores del embalse desde la estructura de control !asta el rio donde llegaran las aguas aliviadas del embalse. Esta conducción puede ser a trav's de conductos cerrados o en canales a cielo abierto formado generalmente de dos canales uno de poca inclinación y otra de muc!o pendiente llamado rápida. d) (struct (structura ura de disipa disipació ción n

Es la encargada de disipar la alta energ(a cin'tica que alcanza el agua al circular por la rápida debido a su pendiente evitando as( la erosión del terreno terreno natural la socavación que ejecuta el agua al c!ocar con el material material de fondo y la consecuente consecuente destrucción destrucción de la propia obra u otra cercana a la descarga descarga del aliviadero. Existen variad(simas formas de disipar la energ(a cin'tica generada por el agua entre los disipadores más utilizados se encuentran"  /rampolines %de lanzamiento de c!orro salto en s
e) Cana Canall de de des desca carg rga a Es el encargado de conducir el agua !asta el cauce viejo del r(o. 8uando la estructura de disipación se encuentra alejada del receptor final es necesario colocar un canal de conexión es importante se#alar que las velocidades del agua no causen erosión en el canal ni socavación indeseables en el rio receptor.

4.1.1. %roceso decisorio de las características b*sicas del aliviadero aliviadero El factor primordial que se tiene que tener en cuenta es el económico con un funcionamiento !idráulicamente adecuado y de una operación acorde con los fines de la presa. La selección selección del tipo de aliviadero aliviadero considerando considerando el funcionamien funcionamiento to !idráulicam !idráulicamente ente adecuado y la operación acorde con la presa depende de varios factores entre los cuales podemos destacar los siguientes" En las presas de concreto se facilita la localización del aliviadero sobre ellas •

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apro aprovec vec!a !and ndo o as( as( la estr estruc uctu tura ra de la pres presa a en cambi cambio o para para pres presas as de materiales sueltos como son las de tierra y enrocado esta solución no es la más acorde y se prefiere colocar en una estructura aparte el aliviadero. La ubicación de las obras de embalse deben ser !ec!as en conjunto pudiendo

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considerar la concepción global del proyecto. /anto la presa toma aliviadero y obra de desv(o deben de formar ese conjunto. La ubic ubicac ació ión n part partic icul ular arme ment ntee de cent centra rale less !idr !idroel oel'ct 'ctri ricas cas de grand grandes es

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estaciones de bombeo o patios transformadores pueden afectar la localización final del aliviadero. La topograf(a es un factor importante especialmente cuando no se coloca sobre la presa el aliviadero ya que necesita un sitio para ese sin ocasionar  da#os aguas abajo por las descargas descargas del aliviadero. aliviadero. El lugar más aconsejable aconsejable del embalse para colocar colocar el aliviadero aliviadero son las abras abras teniendo teniendo que considerar  considerar  que tan lejos se encuentre el receptor final y la capacidad que tenga para transportar transportar estas aguas ya que si no tendr(amos que aumentar los costos con la construcción de estructuras que condicionaran esas obras. =n ejemplo de

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tipo aliviadero que se usa cuando existe limitaciones de espacio son los de canal lateral y los de abanico. Las condiciones geológicas son de suma importancia para todas las obras del

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embal embalse se debi debido do a que que esto esto va a const constit itui uirr la fund fundac ació ión n de la obras obras.. El aliviadero aliviadero debe situarse sobre roca sana y sin fallas en el suelo sobre todo si la estructura del aliviadero es un túnel. El aliviadero deberá tener una relación de tama#o con el caudal que se va a

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descargar y por supuesto mientras mayores sean estas estructuras se necesita geolog(a y más espacio. )i el gasto es muy grande se puede construir más de un aliviadero. *esde el punto de vista !idráulico el aliviadero frontal con alineamiento recto

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y la estructura de conducción de sección constante es el más recomendado por  su funcionamiento simple y franco. =na determ determina inació ción n import important antee es la colocac colocación ión de compuer compuertas tas que tiene tiene como como mayor mayor desven desventaj tajaa el manteni mantenimie miento nto y operaci operación ón de estas estas tenien teniendo do grandes ventajas y utilizándose cuando"  )e requiere reducir el anc!o del aliviadero  )e debe descargar caudales para mantener el nivel de operación menor      

al normal )e quiere utilizar el aliviadero como estructura para vaciar el embalse )e mantiene el embalse a un nivel constante )e quiere crear una capacidad de control de crecidas adicional )e deba garantizar niveles para navegación *ebido a la fundación se quiere disminuir el peso de la estructura de alivio y se sustituye parte de ella por la compuerta.

En resume resumen n cuando cuando el proyecti proyectista sta llega al moment momento o en que debe decidi decidirr la ubicac ubicación ión del aliviadero para a continuación definir el tipo de aliviadero a emplear necesariamente tendrá que considerar un conjunto de factores t'cnico1econó micos entre los que se destacan los siguientes"  /opograf(a  -eolog(a  /ipo y volumen de excavación  7osibilidad de utilizar material excavado por ejemplo en la cortina de la presa  7ermeabilidad y resistencia del suelo  Estabilidad y resistencia del suelo  Estabilidad de los taludes de la excavación  7osibilidades de erosión en la zona del conducto de descarga  /ipo de presa  2inalidad del embalse  8ategor(a de la obra  7osibilidad de materiales de construcción a emplear 

  Nivel de la t'cnica constructiva 

=bicación de áreas que no pueden ser afectadas en las cercan(as de la obra.