TOMAS LATERALES DEFINICION:
Las obras de toma para canales (o reguladores de cabecera), son dispositivos hidráulicos construidos en la cabecera de un canal de riego. La finalidad de estos dispositivos dispositivos es derivar d erivar y regular el agua procedente del canal principal, a los laterales o de estos a los sublaterales y de estos últimos a los ramales. Estas obras pueden servir también para medir la cantidad de agua que circula por ellas. ara obtener una medici!n e"acta del caudal a derivar, esta toma se dise#an dobles, es decir, se utili$an dos bater%as de compuerta& la primera denominada compuerta de orificio y la segunda compuerta de toma y entre ellas un espacio que actúa como cámara de regulaci!n (figura '''''). ara caudales peque#os y considerando el aspecto econ!mico, se utili$an tomas con una sola compuerta con la cual la medici!n del caudal no será muy e"acta pero si bastante apro"imada.
Figura XXXX. TOMA CON DOBLE COMPUERTA
CONSIDERACIONES HIDRAULICAS
En una red de riego, en especial en los canales secundarios o terciarios, las tomas se instalan normales al canal alimentador, lo que facilita la construcci!n de la estructura. eneralmente se utili$a compuerta cuadradas las que se acoplan a una tuber%a. Las dimensiones de las compuertas, son iguales al diámetro de la tuber%a y está tendrá una longitud variable dependiendo del caso espec%fico, por eemplo, cuando la toma tenga que atravesar una carretera o cualquier otra estructura, se puede fiar una longitud de *m para permitir un sobre ancho de la berma del canal en el sitio de toma por ra$ones de operaci!n.
CALCULOS HIDRAULICOS 1) ECUACION DE LAS PERDIDAS DE CARGA TOTAL (
h)
+plicando la ecuaci!n de ernoulli en las secciones - (entrada al conducto), y (salida), y considerando como nivel de referencia al ee del conducto (figura """""), se tiene/
Figura xxxxx. TOMA LATERAL
H 1+
v1
2
2g
= H + 2
v2
2
2g
+ ∑ h − & 0a que v 1
2
=0
1
(Esto debido a que la velocidad en
el canal es perpendicular a la direcci!n del fluo en la alcantarilla), se tiene/ H 1= H 2 +
v2
2
2g
+∑ h − 1
2
2
H 1− H 2=
v2
2g
+∑ h
1
−2
1e la figura '''''',
h2
H 1− H 2
h=
v2
2
2g
+∑ h − 1
2
3 Ecuaci!n -
1e donde/ h/ 4arga total, diferencia de altura entre la superficie libre de agua en el canal principal y el canal lateral. v2
2
2g
/ 4arga de velocidad en el conducto (tuber%a).
∑h
/ 5umatoria de pérdida entre los puntos - y .
1−2
En la sumatoria de pérdida se tiene que considerar& perdida de carga por entrada ( h2
), perdida de carga por fricci!n (
h f
), y perdida de carga por salida (
siendo esta última despreciable, es decir se tiene/ 2
v 2 h1−2=¿ ke 2g
3 Ecuaci!n
∑¿
a. Las pérdidas por entrada se calculan con la siguiente relaci!n/ 2
v 2 he = ke 3 Ecuaci!n 6 2g
1!nde/ he :
erdida por entrada
ve :
7elocidad en la tuber%a
k e :
4oeficiente que depende de la forma de entrada.
b. Las pérdidas por fricci!n se calcula con la ecuaci!n/ h f = S E L
1!nde/ h f =¿
erdida por fricci!n
L=¿ Longitud de la tuber%a
S E =¿
endiente de la l%nea de energ%a
La ecuaci!n de 8anning establece que/
hs
),
v=
1
n
2
1
3
R S2
1e donde/ S =(
2
vn R
2/ 3
)
R=
ara el caso de una tuber%a que trabaa llena, se tiene/
D 4
Luego, la pendiente de la l%nea de energ%a, se e"presa/ 4
S =(
2
vn
( ) D
2
)=
3
4
4
3
2
2
v n 4
D 3
4
h f =
Entonces, la perdida por fricci!n será/
4
3
2
2
v n L 4
D 3
9rdenando los factores en forma adecuada tenemos/ 4
h f =
4
3
2
n L 4
D 3
2
v 2g 2g
h f =
124.579 n
D
1.333
2
2
L v 2g
3 Ecuaci!n :
5ustituyendo la Ecuaci!n 6 en la Ecuaci!n - y :, resulta/ 2
∑
v 2 124.579 n2 L v 2 + h 1−2 = ke 1.333 2g 2g D
3 Ecuaci!n *
;eempla$ando la Ecuaci!n * en la Ecuaci!n -, se obtiene/
2
h=
v2
2g
2
+ ke
v2
2g
+
124.579 n
D
2
1.333
2
L v 2g
h =(1 + ke +
124.579 n
D
2
2
2
L v v ) 2g 2g
1.333
2
v =hv 2g
+demás, considerando una tuber%a de concreto con n2 =.=-* y que e"iste entrada con arista en angulo recto, es decir,
k e = 0.5
(
2
h = 1 + 0.5 +
(
h=
1.5
+ 0.028
, se tiene/
124.579 n
D L
D
1.333
)
L v
1.333
hv
2
2g
…
)
hv
Ecuacion 6
>ue es la e"presi!n para la carga total. v
)
VELOCIDAD EN EL CONDUCTO (¿¿ 2 ) ¿
5egún el ureau of ;eclamation, la velocidad en el conducto no debe superar a -.=? m@s.
3) DIAMETRO (D) Y AREA (A) DEL CONDUCTO +plicando la ecuaci!n de continuidad/ >27+, Entonces/
1e otro lado/ A =
πD 4
2
4 A
A =
Q V
3 Ecuaci!n ?
1 /2
, Entonces D=( π )
3 Ecuaci!n A
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO ara los cálculos, con el dato de > y suponiendo v2-.=? m@s, de la ecuaci!n ? se encuentra +, con la ecuaci!n A se determina 1, este valor se redondea de acuerdo al diámetro superior inmediato que ofre los fabricantes. 4on este valor se recalcula + y posteriormente v.
4) SUMERGENCIA A LA ENTRADA (Sme) uede usarse cualquiera de los siguientes criterios/ 5me/ 1
3 Ecuaci!n B
5me2-.?AhvC=.=?D
3 Ecuaci!n -=
5) SUMERGENCIA A LA SALIDA (Sm) 5ms2=.=?D
!) ANCHO DE LA CA"A DE ENTRADA A LA TOMA (#) 2 1C=.6=*
3. Ecuaci!n --
$) CARGA EN LA CA"A (h) 5e calcula como un vertedero de pared delgada 3
Q=1.84 B h 2 , Entonces
h =(
Q 1.84 B
2
)
3
3 Ecuaci!n -
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO El dise#o de la toma lateral implica dar las dimensiones a la tuber%a (diámetro y longitud), calcular la velocidad en el conducto, las dimensiones de la caa, la sumergencia de entrada y salida, las dimensiones de transici!n de salida y su inclinaci!n y las cotas de fondo correspondiente, conforme a la siguiente figura/
El .5.ureau of ;eclamation proporciona ciertas recomendaciones para el dise#o, del cual se ha adaptado el siguiente proceso de calculo. F.
+ceptar la recomendaci!n para la velocidad del conducto v2-.=? m@m para iniciar cálculos.
FF.
4alcular el área +2>@v
FFF. F7.
4alcular el diámetro de la tuber%a/ D =
√
4 A
π
;edondear el diámetro a uno superior inmediato que se encuentre disponible en el mercado. ;ecalcular el área/ A = π
7. 7F.
D
2
4
;ecalcular la velocidad/ 72>@+ 2
7FF. 7FFF.
v hv = 2g
4alcular la carga de velocidad en la tuber%a/ 4alcular la carga total
(
h=
F'.
1.5
+ 0.028 L D
1.333
)
4alcular la sumergencia a la entrada (5me) 5me/ -.?AhvC=.* pies 5me2-.?AhvC=.=?D
'. 'F. 'FF.
4alcular la sumergencia de la salida (5ms) 5ms2=.=?Dm 4alcular los lados de la caa de entrada b21C=.6=*m 4alcular a carga en la caa 3
Q =1.84 B h 2
Q ) h =(
2 3
1.84 B
'FFF.
1onde es la longitud de la cresta. 4alcular cotas 5L+42 4ota fondo del canal C
y 1
4ota +25L+4 G h 4ota 2 5L+4 G 5me G 1 4ota H2 4ota C 1 4ota 42 4ota G : pulg.2 4ota G =.-=-Dm
hv
h
5L+L2 5L+4 I
4ota 12 5L+L G 5ms G 1 4ota E2 5L+L I 'F7.
y 2
4alcular la longitud de salida Lmin. =1.525 m
1e acuerdo a
L=
T − D 2 tan 22.5 °
& donde J2 espeo de agua en el canal.
4alcular el talud de la transici!n de salida Jalud má"imo :/-
