CLASIFICACIÓN DE LAS OBRAS HIDRÁULICAS DISEÑO HIDRAULICO Fidel Castro Solórzano PROFESOR Obras Hidráulicas Constituyen un conjunto de estructuras construidas con el objeto de manejar el agua, cualquiera que sea su origen, con fines de aprovechamiento o de defensa. Son estructuras destinadas a trabajar con agua y soportar la acción de ella. Los proyectos de obras hidráulicas se basan en el estudio del comportamiento del agua en reposo o en movimiento Obras Hidráulicas Obras de regulación y almacenamiento Gaviones • Son contenedores de piedras retenidas con malla de alambre. • Se usan en muros de contención, conservación de suelos, control de ríos, decorativos, protección contra la caída de piedras, protección de puentes y alcantarillas. • Sus características son la flexibilidad y permeabilidad. • Representan una solución técnico – económica eficiente, estética y ecológica, para su aplicación en obras de ingeniería civil. • Son de fácil instalación y se adecuan e integran armoniosamente a su entorno, logrando, que la vegetación pueda desarrollarse en ella. Obras Hidráulicas Obras de regulación y almacenamiento Gaviones Obras Hidráulicas Obras de regulación y almacenamiento Embalses •Son la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. •Los embalses artificiales son usados en campos como el riego, el aprovechamiento y generación de energía, el control de inundaciones, la navegación, la pesca, control de sedimentos, y la recreación. •Todo embalse consta de las siguientes estructuras básicas: la presa, el aliviadero y las obras de toma. •Los caudales de un embalse serán firmes y regularizados. Obras Hidráulicas Obras de regulación y almacenamiento Embalses Obras de captación Bocatomas (Derivación Directa) Bocatomas/Tomas Convencionales •Una bocatoma o captación, es una estructura hidráulica destinada a derivar desde unos cursos de agua, río, arroyo, o canal; o desde un lago; o incluso desde el mar, una parte del agua disponible en esta, para ser utilizada en un fin específico, como pueden ser abastecimiento de agua potable, riego, generación de energía eléctrica, acuicultura, enfriamiento de instalaciones industriales, etc. •Tradicionalmente las bocatomas (Derivación Directa) se construían, y en muchos sitios se construyen aun, amontonando tierra y piedra en el cauce de un río, para desviar una parte del flujo hacia el canal de derivación (encausarlo). Estas construcciones debían ser reconstruidas año a año, pues las avenidas o crecientes las destruían sistemáticamente. Obras de captación Bocatomas (Derivación Directa) Bocatomas/Tomas Convencionales •Las bocatomas construidas técnicamente constan en general de las siguientes partes: •• Obras de encausamiento •• Dispositivos para medir los niveles, aguas arriba y aguas abajo del ingreso; •• Una rejilla de ingreso instalada en una cajón de paso y/o de retención que en ocasiones tienen vertederos para fijar la sección del curso de agua; •• Un desarenador/desripiador (lugar de limpieza), provisto de compuertas, para permitir la sedimentación. •• Frecuentemente se completa la bocatoma con una obra de conducción (canal/tubería) que transporta el líquido a su siguiente fase. Obras de captación Bocatomas/Tomas Convencionales Toma de Fondo •Las tomas convencionales son estructuras mucho más completas, muy utilizadas cuando la fuente de aprovechamiento posee un caudal relativamente particular (pequeño/grande). Cuenta generalmente con un vertedero tipo Azud, rejilla de entrada instalada en un cajón de retención, desarenador/desripiador, transición y canal de limpieza y finalmente una obra de conducción (canal o tubería). Se construirán en lugares protegidos de la erosión o socavación. •La toma de agua puede realizarse directamente sobre el fondo del río. •Es afectada por: estabilidad del lecho del río, nivel mínimo en verano, nivel máximo de avenidas , navegación existente. Obras Hidráulicas Obras de captación Toma de Fondo Obras Hidráulicas Obras de captación Toma de Fondo Obras de captación Lecho filtrante Bombeo Agua Subterránea Torre-toma •Es una estructura de captación de agua para acueductos de bajo caudal, que tiene la capacidad de pre filtrar el efluente antes de conducirlo a la línea de aducción del sistema. •Tiene la capacidad de aprovechar la corriente de la fuente para auto lavarse superficialmente y de esta manera aumentar la carrera o tiempo de colmatación del filtro. •Son las estructuras que cumplen la función de elevar un fluido desde su nivel energético inicial hasta el nivel energético mayor •Usos: red de abastecimiento de agua potable, sistemas de riego, etc. •Elementos: caseta, cisterna, generador de energía, tubería de succión e impulsión, válvulas de regulación y control, etc. •Consiste en una torre cimentada sobre el fondo del río con entradas a diversas profundidades; de tipología muy similar a las usadas en los embalses, tienen la gran ventaja de poderse seleccionar la profundidad óptima de calidad del agua en cada momento, pero exigen un buen fondo para la cimentación y grandes profundidades de agua. Obras Hidráulicas Obras de captación Bombeo Métodos más usuales para la captación de aguas subterráneas • Se trata de excavaciones lineales de escasa profundidad • Construcción manual o con maquinaria cuyo fin es extraer agua • Excavación en forma de túnel generalmente de suave pendiente y sección apreciable Zanjas y drenes Galerías de agua Pozos Manantiales • Captados por una estructura que permita obtener el mayor rendimiento Obras Hidráulicas Otras obras de captación Captación de aguas lluvias Es un medio fácil de obtener agua para consumo humano y/o uso agrícola. Captación por desalinización Es el proceso de eliminar la sal del agua de mar, obteniendo agua dulce. Obras Hidráulicas Obras de conducción Canales Tuberías • Canales de alimentación • Canales de desagües • Canales de derivación • Canales de protección • Subterránea o • Superficial en Plástico, PVC, Cemento, Guadua, Metal, etc
