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“AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE AGRONOMIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

CURSO

:

MECANICA DE FLUIDOS

TEMA

:

RECONOCIEMINETO DE COMPUERTAS - REPRESA LOS EJIDOS

PROFESOR

:

ING. WALTER RAMIREZ CHACON

CICLO

:

VI

ALUMNO

:

ANGEL PAUL TAVARA SAUCEDO

PIURA- PERU 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA – MECANICA DE FLUIDOS

INTRODUCCION

Se definen como presas aquellas que sirven para aprovechar las aguas superficiales en forma controlada y sin alterar el régimen de la fuente de abastecimiento, disponiéndolas de tal manera que se puedan conducir hasta el sitio de utilización ya sea por gravedad o bombeo La presa Los Ejidos es una estructura importante, porque a través de ésta se puede irrigar el valle del Bajo Piura. Las compuertas son equipos mecánicos utilizados para el control del flujo del agua y mantenimiento en los diferentes proyectos de ingeniería, tales como presas, canales y proyectos de irrigación. Existen diferentes tipos y pueden tener diferentes clasificaciones, según su forma, función y su movimiento. Las diferentes formas de las compuertas dependen de su aplicación, el tipo de compuerta a utilizar dependerá principalmente del tamaño y forma del orificio, de la cabeza estática, del espacio disponible, del mecanismo de apertura y de las condiciones particulares de operación.

Objetivos:    

Conocer los tipos de compuertas que existen hoy en día. Tener conocimiento de la represa de los ejidos y su funcionamiento El debido aprovechamiento del agua para la cosecha en tiempos de sequias.

Las presas sirven para disponer de cargas suficientes en los ríos, a efecto de proporcionar los gastos requeridos por los canales de derivación en diferentes condiciones de trabajo.

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2.- REVISION LITERARIA

Rubén Luis Gerardo Carrión Melgarejo Se definen como presas aquellas que sirven para aprovechar las aguas superficiales en forma controlada y sin alterar el régimen de la fuente de abastecimiento, disponiéndolas de tal manera que se puedan conducir hasta el sitio de utilización ya sea por gravedad o bombeo. Una presa, es una barrera artificial que se construye en algunos ríos para embalsarlos y retener su caudal. Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar energía hidráulica (electricidad), regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas. Muchas presas desempeñan varias de estas funciones. SAGARPA (“SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN”)

Una compuerta consiste en una placa móvil, plana o curva, que al levantarse permite graduar la altura del orificio que se va descubriendo, a la vez que controla la descarga producida. Las compuertas se utilizan para regulación de gastos, con singularidades en su operación y en sus partes; por su diseño se clasifican en diferentes tipos: 1) Compuertas deslizantes. 2) Compuertas rodantes. 3) Compuertas radiales. Jose David Vera Rodriguez En las grandes presas, las fuerzas involucradas en la operación de una compuerta radial de alta presión, podrían incrementar el riesgo de cualquier modo de falla asignable a la compuerta o a la estructura que la contiene, debido sobre todo a fenómenos hidrodinámicos como la vibración o la cavitación. Este tipo de compuertas radiales, así como las instaladas típicamente en los vertederos de las presas, proporcionan una función vital de seguridad al garantizar que el volumen de agua almacenada en el embalse sea descargado de manera controlada, lo cual permite garantizar la integridad de la presa y de su entorno SAGARPA (“SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN”) La presa de gravedad pequeña con fines de abrevadero es una obra hidráulica consistente en una presa con cortina de material rígido (Concreto simple, mampostería, concreto ciclópeo, concreto, etc.), de no más de 15 m de altura máxima. Esta estructura debe su estabilidad, frente a las fuerzas externas actuantes sobre ella, fundamentalmente a la fuerza representativa de su propio peso. Esta se acompaña de un vertedor de excedencias y una obra de toma parac uando se tienen pequeñas superficies de riego o cuando el abrevadero se conforma aguas abajo del vaso.

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3- Presa de los ejidos y Compuertas Se definen como presas aquellas que sirven para aprovechar las aguas superficiales en forma controlada y sin alterar el régimen de la fuente de abastecimiento, disponiéndolas de tal manera que se puedan conducir hasta el sitio de utilización ya sea por gravedad o bombeo. Una presa, es una barrera artificial que se construye en algunos ríos para embalsarlos y retener su caudal. Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar energía hidráulica (electricidad), regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas. Muchas presas desempeñan varias de estas funciones. La primera presa de la que se tiene constancia se construyó en Egipto en el 4000 a.C. para desviar el cauce del Nilo y proporcionar más terreno a la ciudad de Menfis. Muchas presas de tierra antiguas, como las construidas por los babilonios, formaban parte de un complejo sistema de riego que transformaba regiones no productivas en fértiles vegas capaces de mantener a grandes poblaciones. Muy pocas de más de un siglo de antigüedad se mantienen en pie debido a los destrozos de las inundaciones periódicas. La construcción de presas de altura y capacidad de almacenamientos considerables, casi indestructibles, se hizo posible gracias al desarrollo del cemento Portland, del concreto, y al uso de máquinas para mover tierra y equipamiento para el transporte de materiales. El control y la utilización del agua mediante presas afectan de modo importante las posibilidades económicas de grandes áreas. Generalmente se piensa en una captación por derivación, cuando el caudal normal que se pretende aprovechar es igual o mayor que el necesario para satisfacer la demanda de algún problema en cuestión; y es claro que se adoptará una obra de almacenamiento cuando el gasto de la corriente sea menor que el gasto requerido. Las presas de derivación, son estructuras que se originan al mejorar el funcionamiento de los barrajes y la efectividad de las tomas directas. Consecuentemente mediante este tipo de obra se controla el paso de la corriente, se eleva el tirante de agua 15 para encauzarla hacia la obra de toma, y el gasto de derivación, es controlado con esta última estructura. Elementos:

Cortina o aliviadero fijo Después de determinar el nivel del embalse en condiciones normales, hay que establecer los procedimientos que aseguren que este nivel no se supere. Los aliviaderos son necesarios para descargar el excedente de agua para que éste no dañe la presa, la central eléctrica ni la ribera del río delante de la presa. El tipo de aliviadero más común es el de derrame. Este sistema consiste en que una zona de la parte superior es más baja. Para permitir el aprovechamiento máximo de la capacidad de almacenamiento estas partes más bajas están cerradas con unas compuertas móviles. En algunas presas, los excedentes de agua son tan grandes que hay aliviaderos en todo el ancho de la presa, de forma que la estructura es una sucesión de pilares que sujetan compuertas levadizas. Otro tipo de aliviadero es el de salto de agua, un canal de hormigón ancho, con mucha pendiente, que se construye en la base de algunas presas de altura moderada. Bocatoma u obra de toma Además de los aliviaderos, que aseguran que el embalse no rebase la presa, las obras de toma son necesarias para extraer de modo constante agua del embalse. El agua extraída puede descargarse río abajo, puede llevarse a los generadores para obtener 17 energía hidroeléctrica o puede utilizarse para riego. Las obras de toma son conductos o túneles cuyas entradas se encuentran a la altura del nivel mínimo del embalse. Estas tomas poseen unas compuertas o válvulas que regulan la entrada de agua. Se encuentra formando un determinado ángulo con el eje de la presa. Hacia esta estructura se deriva el agua represada por el vertedero

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fijo. Esta formado por compuertas que permiten controlar el gasto que se quiere llevar hacia al canal principal. Estructura de limpia Se encuentra a un lado de la toma. Está formado por una determinada cantidad de compuertas cuyo número y dimensiones dependen del caudal máximo que circula por el río. Sirve para limpiar los sedimentos y otros elementos que colmatan el embalse. Represa de los ejidos Presa derivadora los ejidos es un componente de la segunda etapa del proyecto Chira – Piura esta forma parte de un complejo sistema de captación de aguas provenientes de Poechos y del Rio Piura y así ser derivadas por el canal Biaggio Arbulu para dar agua al bajo Piura. Los ejidos tienen como finalidad aumentar la producción y productividad de 34000 hectáreas e incorporan otras 6000 hectáreas en el valle Piura Las obras se iniciaron en Junio de 1981 y culminaron en Julio de 1989 y comenzó a operar en el año de 1989 en Julio, el agua venia de Poechos e incorporar el agua y mejorar el riego en el bajo Piura. La presa está situada en el cauce del rio Piura a 4km aguas arriba de la ciudad de Piura aquí se inicia el canal principal Biaggio Arbulu. Construcción de 63 km de diques de encauzamiento del río Piura, desde el puente Bolognesi en la ciudad de Piura hasta la laguna ramón; rehabilitación de 7 980 ha de tierras afectadas con problemas de salinidad y drenaje; construcción de 86 km de canales secundarios y terciarios revestidos de concreto; obras de riego y drenaje a nivel parcelario. Se completaron las obras de reconstrucción de las infraestructuras dañadas por el Fenómeno El Niño 1983, entre otras: Canal de Derivación Chira - Piura, Canal Principal del Bajo Piura, drenaje troncal del Bajo Piura, diques de encauzamiento del río Piura.

La represa consta de 12 compuertas. La represa de los ejidos consta de 3 componentes:  CANAL DE IRRIGACION BIAGGIO ARBULO que funciona por el manipuleo de 3 compuertas, y posteriormente siguen 7 compuertas de aliviadero y trabajan cuando las lluvias son bastantes grandes. El canal consta de 57 km de recorrido su caudal es de ⁄ y llega a la altura de sechura con un caudal de ⁄  VERTEDERO DE DEMASIA O PRESA FUSIBLE tiene un largo de 120 metros su función es calmar el agua bajo los disipadores de energía .  SISTEMA DE MONITOREO DE COMPUERTAS, es un sistema semi-automatico los operadores de turno vigilan la subida y bajada del rio y no tener problemas a la hora de derivar el agua. Las compuertas Una Compuerta es una placa móvil, plana o curva, que al levantarse, forma un orificio entre su borde inferior y la estructura hidráulica (presa, canal, etc.) sobre la cual se instala, y se utiliza en la mayoría de los casos para la regulación de caudales, y como emergencia y cierre para mantenimiento en los otros.

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Las compuertas son equipos mecánicos utilizados para el control del flujo del agua y mantenimiento en los diferentes proyectos de ingeniería, tales como presas, canales y proyectos de irrigación. Existen diferentes tipos y pueden tener diferentes clasificaciones, según su forma, función y su movimiento. Las diferentes formas de las compuertas dependen de su aplicación, el tipo de compuerta a utilizar dependerá principalmente del tamaño y forma del orificio, de la cabeza estática, del espacio disponible, del mecanismo de apertura y de las condiciones particulares de operación. Aplicaciones: ·

Control de flujos de aguas

·

Control de inundaciones

·

Proyectos de irrigación

·

Crear reservas de agua

·

Sistemas de drenaje

·

Proyectos de aprovechamiento de suelos

·

Plantas de tratamiento de agua

·

Incrementar capacidad de reserva de las presas

Las condiciones físicas, hidráulicas, climáticas y de operación, evaluadas apropiadamente, imponen la selección del tipo y tamaño adecuado de las compuertas. Éstas se diseñan de diferentes tipos y con variadas características en su operación y en su mecanismo de izado, los cuales permiten clasificarlas en grupos generales de la siguiente manera: UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA – MECANICA DE FLUIDOS

a.

Según las condiciones del flujo aguas abajo: -

Compuerta con descarga libre.

-

Compuerta con descarga sumergida o ahogada.

b. Según el tipo de operación o funcionamiento: -

Compuertas Principales: se diseñan para operar bajo cualquier condición de flujo; se les llama de regulación cuando se les conciben para controlar caudales en un canal abierto o sobre una estructura de presa, con aberturas parciales, y se conocen como compuertas de guarda o de cierre aquellas que funcionan completamente abiertas o cerradas.

-

Compuertas de emergencia: se utilizan en los eventos de reparación, inspección y mantenimiento de las compuertas principales, siendo concebidas para funcionar tanto en condiciones de presión diferencial, en conductos a presión, como en condiciones de presión equilibrada.

c. De acuerdo a sus características geométricas: -

Compuertas planas: · · · ·

Rectangulares Cuadradas Circulares Triangulares, etc.

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Compuertas curvas o alabeadas: 

1.- Radiales: también llamadas compuertas Taintor, tienen la forma de una porción de cilindro, y giran alrededor de un pivote o eje horizontal situado en el eje longitudinal de la superficie cilíndrica. Por su forma algunas veces se les llama compuerta Sector. Generalmente, en las compuertas radiales el agua actúa en el lado convexo y, debido a las propiedades hidrostáticas de una superficie cilíndrica, la línea de acción del empuje hidrostático resultante pasa a través del pivote o centro de giro. En consecuencia, la fuerza requerida para levantar la compuerta es la necesaria para vencer el peso propio de la misma y la fricción en los apoyos. Este tipo de compuerta se usa en vertederos de presa, en obras de captación y en canales de riego.

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2.- Tambor: consisten en una estructura hermética de acero, abisagrada en la cresta de rebose de un vertedero de presa, y con una forma tal que, cuando está en su posición más baja, ocupa un recinto dentro de la estructura de la presa, sin interrumpir el perfil de dicha cresta. Si el líquido penetra a dicho recinto, la compuerta se levanta por encima de la cresta, debido al empuje de flotación, evitando el paso de la corriente. Este mecanismo de operación constituye cierta ventaja sobre los otros tipos de compuerta, puesto que no requiere de superestructuras que incluyan grúas, cables, ni volantes, para su manejo.

·

3.- Cilíndricas: consisten en un cilindro de acero que se extiende entre los estribos de un vertedero de presa, en los cuales está adosada una cremallera dentada e inclinada, o de una torre cilíndrica de captación de un embalse. La compuerta se iza rodando hacia arriba, permitiendo el engranaje entre los dientes y las cremalleras en los extremos. En virtud de la gran resistencia de una estructura cilíndrica (con apropiados esfuerzos interiores), este tipo de compuerta se usa económicamente sobre grandes luces en proyectos especiales. Generalmente, se le coloca un borde longitudinal de acero en un punto apropiado de su periferia, para que

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forme un sello con la cresta del vertedero, cuando la compuerta está en la posición más baja. d.

Según el mecanismo de izado: -

Compuertas deslizantes: el elemento de cierre u obturación se mueve sobre superficies deslizantes (guías o rieles) que sirven, a la vez, de apoyo y sello. Generalmente, se construyen en acero colado, y se emplean en estructuras de canales y en algunas obras de captación, en presas o tanques de regulación. La hoja de la compuerta o elemento de obturación se acciona con un mecanismo elevador, a través de un vástago o flecha de acero.

-

Compuertas rodantes: el elemento de cierre u obturación se mueve sobre un tren de ruedas, rodillos o de engranajes, hasta la posición de estanca. Se utilizan en obras de toma profunda, para casos de emergencia y de servicio, así como para cierre en mantenimiento, en conductos a presión. Ruedan a su posición de sello debido a su propio peso y se izan con cadenas o cables por medio de grúas especiales, fuera de la superficie del agua, hasta una caseta de operación, donde se les hace mantenimiento.

TIPOS

DE

COMPUERTAS

Compuertas Planas Deslizantes Se les llama compuertas deslizantes pues para su accionar se deslizan por unos rieles guías fijos. Puede ser movida por diferentes tipos de motores. Estas compuertas pueden ser de acero estructural, madera y en caso de pequeñas cabeza de hierro, el espesor y el material de la compuerta dependerá de la presión del agua y el diseño de los sellos. Al trabajar a compresión estas compuertas tienen buenas adaptaciones a los sellos presentando pequeñas fugas. Este tipo de compuertas han sido utilizadas para todo tipo de cabezas, pero resultan ser mas económicas para pequeñas cabezas y tamaños moderados pues necesitan grandes fuerzas para ser movidas. Compuertas Planas de Rodillos Las compuertas planas de rodillos están diseñadas especialmente para controlar el flujo a través de grandes canales donde la economía y la facilidad de operación sean dos factores preponderantes. Son denominadas compuertas de rodillos ya que están soportadas en rodillos que recorren guías fijas y generalmente tienen sellos de caucho para evitar filtraciones a través de los rodillos. Los rodillos minimizan el efecto de la fricción durante la apertura y el cierre de las compuertas, como consecuencia de estos se necesita motores de menor potencia para moverlas. Pueden ser diseñadas para abrirse hacia arriba o hacia abajo.

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Estas compuertas son muy versátiles ya que pueden diseñarse tanto para trabajar bajo presión en una o ambas caras simultáneamente. Generalmente son de sección transversal hueca, para disminuir la corrosión e infiltraciones son rellenadas con materiales inertes como el concreto. Compuertas Radiales (Taintor) Las compuertas radiales se construyen de acero o combinando acero y madera. Constan de un segmento cilíndrico que está unido a los cojinetes de los apoyos por medio de brazos radiales. La superficie cilíndrica se hace concéntrica con los ejes de los apoyos, de manera que todo el empuje producido por el agua pasa por ellos; en esta forma sólo se necesita una pequeña cantidad de movimiento para elevar o bajar la compuerta. Las cargas que es necesario mover consisten en el peso de la compuerta, los rozamientos entre los cierres laterales, las pilas, y los rozamientos en los ejes. Con frecuencia se instalan contrapesos en las compuertas para equilibrar parcialmente su peso, lo que reduce todavía más la capacidad del mecanismo elevador. La ventaja principal de este tipo de compuertas es que la fuerza para operarlas es pequeña y facilita su operación ya sea manual o automática; lo que las hace muy versátiles. Compuertas Flap o Clapetas Llamadas también clapetas, formadas por un tablero articulado en su arista de aguas arriba que puede abatirse dando paso al agua. Estas compuertas se abren automáticamente por un diferencial de presión aguas arriba y se cierran cuando el nivel aguas abajo supera el nivel aguas arriba o cuando el nivel aguas arriba alcance el nivel deseado de almacenamiento. Existen compuertas clapeta de contrapeso, en las que los tableros se mantenían en su posición elevada por medio de un puntal, hasta que la sobre elevación del nivel del agua les hacía bascular sobre el extremo superior del puntal; también las hay sin contra peso que son recomendadas para aquellos casos de poca altura de agua y gran luz de vano. Compuertas Ataguía Están compuestas de vigas separadas colocadas unas sobre otras para formar un muro o ataguía soportado en ranuras en sus extremos. La separación de las pilas de apoyo depende del material de las vigas, de la carga que obre en ellas, y de los medios que se disponga para manejarlas, es decir, para quitarlas y ponerlas. Compuertas Mariposa Las compuertas tipo mariposa son utilizadas para controlar el flujo de agua a través de una gran variedad de aberturas. Aunque pueden ser utilizadas para controlar el flujo en ambas direcciones la mayoría de las instalaciones sólo las utilizan para controlar el flujo en una dirección. Con las compuertas mariposa es posible tener una máxima cabeza de energía en ambos lados de la compuerta. La cabeza estática se mide desde el eje horizontal de apertura de la compuerta. La mayoría de estas compuertas son instaladas en sitios con baja cabeza de presión (menor a 6 metros). Las secciones transversales de este tipo de compuertas normalmente son cuadradas o rectangulares; las secciones circulares no son muy comunes ya que estas se utilizan en válvulas mariposa. Son ideales cuando hay poco espacio disponible ya que al girar respecto a un eje, no es necesario disponer de espacio para levantarlas y allí se puede ubicar el mecanismo de

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apertura. Estas pueden ser utilizadas como reguladoras de flujo, pues al rotar la hoja cambia el tamaño de la abertura y se regula el caudal que fluye a través de ella. Compuertas Caterpillar (Tractor) Son también conocidas como Compuertas de Broome, en honor a su inventor. Este tipo de compuertas son utilizadas tanto para altas como para bajas cabezas de presión. Han sido utilizadas con cabezas hasta de 200 pies en varios proyectos hidroeléctricos y de control de inundaciones. Ambos extremos de la compuerta están equipados con orugas que facilitan su desplazamiento a lo largo de ranuras paralelas a los lados de la compuerta. Las orugas se mueven alrededor de la compuerta mientras la compuerta es movida. Este tipo de compuertas es movido por medio de cables de acero tirados por motores, lo que facilita su operación bajo diferentes condiciones de flujo. Compuertas Cilíndricas Las compuertas cilíndricas consisten en cilindros sólidos de acero (generalmente) abiertas en ambos extremos, que funcionan por el balance de las presiones de agua en las superficies interior y exterior. Este tipo de compuertas generalmente son levantadas por medio de cables o máquinas hidráulicas; como la presión del agua siempre se encuentra balanceada, el único peso que debe ser movido es el equivalente al peso propio de la compuerta.

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4.- ANEXOS

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5.- Conclusiones  

Gracias a esta infraestructura es que la producción y la productividad agrícola a aumentado. Hay que darle un buen uso al recurso del agua.

6.- Bibliografia 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

As As Asas As As http://www.youtube.com/watch?v=2bVnjSTMO7k – Presa Derivadora Los Ejidos http://www.youtube.com/watch?v=nwSgUkOVLIg - Informe Especial - Presa De Derivación De Los Ejidos

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