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DESARENADORES 1. ¿Cuáles son las funciones de un desarenador? Son dos las funciones que debe cumplir un desarenador, una es la de lograr la decantación de una parte de las partículas sólidas, acarreadas en suspensión por la corriente de un canal y la otra es la de conseguir la purga del material sólido decantado. 2. Menciona 4 principios hidráulicos que se debe cumplir para que un desarenador sea eficiente.  Distribución uniforme del caudal en las naves desarenadoras.  Líneas de corriente paralelas, por lo tanto sin vórtices de eje vertical u horizontal.  No causar remanso en el canal aguas arriba.  Distribución uniforme del caudal dentro de cada nave, esto es importante en el momento de purga de la nave. 3. Menciona 4 principios de sedimentación que se debe cumplir para que sea un desarenador eficiente.  Sedimentación de los materiales en suspensión.  Evacuación al exterior de los depósitos.  Limpieza uniforme de las naves desarenadoras.  No existencia de zonas imposibles de limpiarlas en las naves.  Transición de entrada sin sedimentación.  Eficiencia adecuada. 4. Menciona 5 tipos de desarenadores. a) BUCHI, b) BOUCHER, c) DOFOUR, d) PABLO BONER e) DOFOUR, MONTAGNE, LEVI: 5. En función de su operación, como se clasifica los desarenadores. -Desarenadores de purga continua: Aquellos en los que las partículas decantadas son inmediatamente removidas y evacuadas por un permanente caudal de lavado, que evita que éstas queden depositadas en el desarenador. - Desarenadores de purga discontinuos o intermitentes: Aquellos en los que los sedimentos decantados se almacenan temporalmente en la(s) nave(s) de desarenación, para luego ser removidos y evacuados mediante operaciones de purga que se efectúan periódicamente. - Mixtos, continuo discontinuo: Son soluciones de gran interés en pequeños torrentes o aquellos donde los aportes sólidos son muy variables. Son desarenadores de tipo continuo con cierta modificación que en algunos casos permite almacenar y luego expulsar los sedimentos en movimiento separados. 6. En función a la velocidad de escurrimiento, como se clasifica los desarenadores. De baja velocidad: Cuando la velocidad media de la corriente en el desarenador se encuentra entre 0.20 y 0.60 m/s. Estos desarenadores garantizan la remoción de partículas finas. - De alta velocidad: Cuando la velocidad media de la corriente en el desarenador se encuentra entre 0.60 y 1.50 m/s. Estos desarenadores solo garantizan la remoción de partículas medias o gruesas de material.

7. Gráfica y explica los elementos de un desarenador.

TRANSICIÓN DE ENTRADA Como ya se ha mencionado, el desarenador cumple su función al aumentar el ancho efectivo, por lo que se hace necesario una transición de entrada. La función principal de la transición es permitir el gradual cambio de las líneas de corriente del canal a las naves desarenadoras. Normalmente esta transición tiene como ángulo central 25°. NAVES DESARENADORAS Las naves desarenadoras son la parte principal de la estructura. En ellas se presenta la sedimentación de las partículas, CANAL DE PURGA DE LAS NAVES Cumple 2 funciones principales: una es canalizar el agua dentro de la nave para que tenga mayor capacidad de arrastre y la segunda es indicarnos el momento en que se debe limpiar el desarenador. TRANSICIÓN DE SALIDA Permite conectar la salida de las naves con el canal de aguas abajo. Normalmente tiene las mismas características que la transición de entrada. CONDUCTO DE PURGA DEL DESARENADOR El conducto de purga del desarenador tiene la función de evacuar los sedimentos depositados en las naves desarenadoras al río. La pendiente de este conducto debe ser igual o mayor que la del canal de purga de las naves con la finalidad de no causar remanso y por consiguiente disminuir la capacidad de transporte del canal durante la operación de limpieza de las naves desarenadoras. 8. Explica 5 consideraciones de diseño hidráulico de un desarenador. CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LAS PARTÍCULAS A SEDIMENTAR Normalmente el valor del diámetro máximo aceptado para plantas hidroeléctricas es de 0.25 mm y para irrigaciones 0.5 mm. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DEL FLUJO V EN EL TANQUE La velocidad en un desarenador se considera lenta, cuando está comprendida entre 0.20m/s a 0.60 m/s. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE CAÍDA W (EN AGUAS TRANQUILAS) O VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN. CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUE, DESPRECIANDO EL EFECTO DEL FLUJO TURBULENTO SOBRE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN, CONSIDERANDO LOS EFECTOS RETARDATORIOS DE LA TURBULENCIA

CAIDAS Y CASCADAS ESCALONADAS 1. Defina una cascada Son obras proyectadas en canales o zanjas, para salvar desniveles bruscos en la rasante de fondo disipando la energía cinética del flujo por impacto con los escalones 2. ¿Cuáles son las partes de una cascada?

3. ¿Cuáles son los parámetros que influyen en el diseño y construcción de cascadas?

4. ¿Cuál es la finalidad de los escalones de una cascada? energía se disipa a lo largo del desarrollo de la estructur 5. ¿Qué altura tiene la cascada de Chongoyape? desnivel de 42 m 6. Menciona 4 criterios de diseño hidráulico a

el desnivel total queda dividido en varios tramos verticales iguales, cada uno de un valor Za

Los escalones funcionan bien cuando la relación entre el tramo horizontal y el vertical es mayor de 5 a 1

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En la cresta de las gradas se producirá el tirante crítico. Al pie de las Gradas se tendrá que hacer el cálculo del resalto hidráulico

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Si Yn>Y2 no será necesario considerarse colchón o poza al pie de las gradas

7. Grafica los componentes de una caída con pantalla.

8. Menciona 4 consideraciones técnico – económicas para construir una cascada

forma menos riesgosa para conducir el agua desde un canal a otro a través de pendientes elevadas, especialmente cuando éstas alcanzan valores de un 40% o mayores Para desniveles mayores a 4.0m la estructura toma el nombre de rápida y en estos casos es conveniente un estudio económico entre la rápida o una serie de caídas que se denomina gradas. La evaluación del criterio del menor riesgo contra el de menor costo es lo que decidirá en cada caso la elección de una rápida lisa o una caída escalonada La energía se disipa a lo largo del desarrollo de la estructura y la necesidad de una fosa de disipación al final de la misma es casi nula 9. Menciona 4 consideraciones de análisis estructurales El revestimiento del fondo debe tener un espesor de por lo menos 20 cm para resistir el impacto del chorro que cae sobre él El peso de la estructura llena de agua, dividida para la superficie de la base de los muros, debe ser menor que la resistencia unitaria del suelo Cuando los cajones están vacíos, los muros deben ser diseñados para soportar la presión de la tierra Debe considerarse a los elementos verticales como muros de sostenimiento que resistirán el empuje del terreno al que puede sumarse una presión hidrostática del mismo debido al agua que pueda filtrar desde más arriba. Para evitar que la presión de la tierra se sume una posible presión hidrostática, se provee la colocación de drenes detrás de los muros 10. ¿Cuál es la problemática que se presenta en las cascadas? Falta de mantenimiento. Cuando el caudal supera al de diseño, es posible que ocurran daños en la estructura. Construcción inadecuada, es decir, con materiales pobres en calidad y trabajo pobre en calidad. Los esfuerzos que soporta una rápida escalonada son muchos mayores a los que soporta una rápida lisa. RAPIDAS 1. Graficar la sección y planta de una rápida

2. Graficar el perfil longitudinal de una rápida

3. Cuál es la función del tramo inclinado 4. Cuál es la función de la trayectoria de una rápida 5. Cuál es la función de la poza disipadora La poza disipadora es dimensionada para contener el salto. Para que una poza disipadora opere adecuadamente, el número de Froude debería estar entre 4.5 < F < 15, donde el agua ingresa a la poza disipadora. Si el número de Froude es menor que aproximadamente 4.5 no ocurriría un salto hidráulico estable. Si el número de Froude es mayor que 10, una poza disipadora no sería la mejor alternativa para disipar energía 6. Grafica una poza disipadora con umbral terminal

7. Menciona 4 consideraciones hidráulicas para el diseño hidráulico 

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Se requiere conocer las propiedades hidráulicas y elevaciones de la rasante y de las secciones del canal aguas arriba y aguas debajo de la rápida, así como un perfil del tramo en la localización de la estructura. Generalmente se debe mantener una pendiente mayor que la necesaria para mantener el régimen crítico, por lo que el tipo de flujo que se establece es el flujo supercrítico. El canal de caída puede tener de acuerdo a la configuración del terreno una o varias pendientes y es generalmente de sección rectangular o trapezoidal. La poza de disipación debe ubicarse en el extremo inferior de la trayectoria con el objetivo de absorber parte de la energía cinética generada en la rápida, mediante la producción del resalto hidráulico y contener este resalto dentro de la poza.

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Con el fin de proteger el canal sobre todo si es en tierra, se puede revestir con mampostería la zona de protección.

8. Cuál es la función de K en la fórmula de F para transiciones Es Un factor de aceleración, El “Bureau of Reclamation” limita el valor de K hasta un máximo de 0.5, para asegurar una presión positiva sobre el piso.