Clasificación de aliviaderos hidráulicos: tipos y estructuras de control
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Resumen
El texto presenta los criterios para clasificar los aliviaderos hidráulicos, como el tipo de flujo, su ubicación, la regulación de los gastos, su función y el tipo de conducción. Después describe las estructuras de control más habituales: lámina vertiente, caída libre, abanico, batea, canal lateral y sifón. Sirve para entender las diferencias entre estos tipos y sus ventajas o limitaciones.
Puntos clave
- Según el tipo de flujo, un aliviadero puede funcionar a superficie libre o a presión.
- Según la regulación de los gastos, se distinguen los aliviaderos regulados con compuertas y los libres (sin compuertas).
- Según su función, los aliviaderos pueden ser de operación normal, de emergencia (como los tapones fusibles) o auxiliares.
- El tipo lámina vertiente, con o sin compuertas, es el más utilizado por sus ventajas hidráulicas y estructurales.
- El tipo abanico tiene una cresta curva y ofrece mayor longitud de control cuando hay poco espacio disponible.
- En el tipo canal lateral el agua cruza en un ángulo cercano a 90°, lo que los hace hidráulicamente ineficientes.
- En el tipo sifón el agua solo supera el punto alto del conducto cuando adquiere carga suficiente, siendo la garganta el control.
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Clasificación de Aliviaderos
Los aliviaderos pueden ser clasificados de acuerdo con varios criterios, como se indica a continuación:
Tipos de Flujo
Un aliviadero puede funcionar a superficie libre o a presión (Figuras 7.2 y 7.3).
Ubicación del Aliviadero
Se distinguen dos tipos: los independientes y los integrados (Figura 7.4).
Regulación de los Gastos
Se dividen en dos tipos: los regulados con mecanismos de control (compuertas) y los llamados libres (sin compuertas).
Función Primordial
Existen aliviaderos cuya función es la operación normal o de servicio para la evacuación de los excesos. Sin embargo, hay otros aliviaderos cuyo funcionamiento solo ocurre en situaciones muy excepcionales; estos se llaman aliviaderos de emergencia, como pueden ser los tapones fusibles (Figura 7.5). En algunas situaciones, es conveniente dividir el aliviadero de operación normal en dos: uno de funcionamiento frecuente, que se complemente con otro llamado auxiliar, para crecidas por encima de un determinado pico.
Tipo de Estructuras de Conducción
Por el tipo de conducción, los aliviaderos también se han clasificado en: canales a cielo abierto o en conductos cerrados (túneles o tuberías).
Clasificación según la Estructura de Control
De acuerdo con el tipo de estructura de control, los aliviaderos se clasifican en:
Tipo Lámina Vertiente
La estructura de control tiene la forma de la lámina inferior del chorro proveniente de un vertedero de pared delgada. Este tipo de control, con o sin compuertas, es el más utilizado debido a sus bondades tanto de tipo hidráulico como estructural.
Tipo Caída Libre
La estructura de control es básicamente un vertedero vertical de pared angosta o ancha. El agua, luego de pasar sobre la cresta, cae libremente hasta el lecho del río receptor.
Tipo Abanico
Es una variación del tipo lámina vertiente, con la modificación de que la cresta tiene una curvatura apreciable. Su principal ventaja radica en que puede suministrar una mayor longitud de control en los casos donde hay poco espacio disponible (Figura 7.11).
Variación: Aliviaderos de Batea
Una variación de este tipo son los llamados aliviaderos de batea, los cuales tienen curvaturas más pronunciadas, o bien la cresta está formada por tramos con alineamientos diferentes, lo que origina que el agua penetre al aliviadero desde direcciones distintas (Figura 7.12).
Tipo Canal Lateral
En esta clase de aliviaderos, el agua del embalse penetra el aliviadero a través de un vertedero de lámina vertiente, cayendo a un canal situado aproximadamente paralelo a su cresta. Por lo tanto, el agua cruza en un ángulo cercano a los 90°. Este cruce los hace ineficientes desde el punto de vista hidráulico (Figura 7.13).
Tipo Sifón
Este tipo de aliviadero hace uso del llamado efecto sifón; es decir, el agua no supera el punto alto del conducto sino cuando adquiere una carga suficiente. Este punto alto, denominado garganta, es el control y se coloca de manera que su elevación coincida con el nivel normal.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un aliviadero de tipo lámina vertiente?
Es un aliviadero cuya estructura de control tiene la forma de la lámina inferior del chorro de un vertedero de pared delgada. Puede funcionar con o sin compuertas y es el tipo más utilizado.
¿Qué diferencia hay entre un aliviadero de abanico y uno de batea?
El aliviadero de abanico tiene una cresta con curvatura apreciable y se usa cuando hay poco espacio. El de batea es una variación con curvaturas más pronunciadas o tramos de cresta con alineaciones distintas, de modo que el agua entra desde direcciones diferentes.
¿Por qué el aliviadero de canal lateral es poco eficiente?
Porque el agua del embalse entra por un vertedero y cae a un canal casi paralelo a la cresta, cruzando en un ángulo cercano a 90°. Ese cruce lo hace ineficiente desde el punto de vista hidráulico.
¿Cómo funciona un aliviadero tipo sifón?
Aprovecha el efecto sifón: el agua no supera el punto alto del conducto hasta adquirir una carga suficiente. Ese punto alto, llamado garganta, actúa como control y se sitúa al nivel normal del embalse.
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