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“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TEMA:

RECONOCIMIENTO DE LA REPRESA LOS EJIDOS.

CURSO:

MECANICA DE FLUIDOS.

ALUMNO:

LITANO SANDOVAL PERCY O.

PROFESOR:

WALTER RAMIREZ CHACÓN.

PIURA – PERÚ 2015

INTRODUCCION

Las represas a lo largo de su historia se han ido perfeccionando desde muchos tiempos atrás con lo cual gracias a la tecnología ha permitido cambiar la forma y características que van mejorando su diseño acorde a la problemática que tengamos que afrontar, y es que las represas están hechas para poder tener cierto control sobre la naturaleza, de la misma manera aprovechar nuestros recursos disponibles en la naturaleza para el beneficio de la población en general. Una represa nos permite controlar grandes cantidades de agua que se distribuye de la mejor forma en diferentes sectores en las que se necesita el uso de agua. En la región Piura contamos con la represa de Poechos y los Ejidos que se construyeron como parte de un proyecto en el que se trata de mantener vivo el curso hídrico entre dos países Ecuador y Perú. En el presente informe detallaremos de manera clara y sencilla toda la información que pudimos obtener durante nuestro reconocimiento a la represa los ejidos, así como información adicional que debemos conocer nosotros como estudiantes de ingeniería.

 LA REPRESA Es una obra que se lleva a cabo para contener regular curso del agua. El concepto se utiliza para nombrar al lugar donde las aguas quedan detenidas, ya sea de forma artificial o natural. La presa o represa consta de una barrera de concreto, piedra u otro material, que se construye sobre un rio, arroyo o canal para embalsar en su cauce. Luego esta agua embalsada puede derivarse a canalizaciones de riego aprovecharse para la reproducción de energía mecánica o eléctrica. Una presa es una estructura que emplaza en una corriente de agua para embalsarla efectos dañinos. La presa permite controlar y disponer de agua con los siguientes fines:      

Consumo humano. Consumo industrial. Riego. Navegación Generación eléctrica Piscicultura.

En ingeniería se denomina presa o represa a un muro fabricado con piedra, concreto o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero, sobre rio, arroyo o canal con la finalidad de contener el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para la producción de energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.

 FUNCIONAMIENTO DE LA REPRESA Para entender cómo funciona una represa pensemos en un dique o en un río en el que el agua se mueve en una corriente siempre hacia una dirección determinada, en una suerte de flujo. Este movimiento en el agua es el que necesita una represa para funcionar y producir energía, con la diferencia que el agua se almacena en grandes extensiones para ir soltándola de a poco y así obtener un flujo constante de agua con el cual poder generar energía eléctrica. Una represa se hace generalmente en un valle o entre cerros, buscando la forma de inundar el valle mediante la construcción de la represa en uno o varios lugares

estratégicos de modo que impidan la salida del agua. Es entonces cuando podemos hablar de una central hidroeléctrica, que vendría a ser la evolución de los antiguos molinos de agua, donde ya se aplicaba un mecanismo básico similar que aprovechaba la corriente de los ríos y hacía mover una rueda. Todo el conjunto de obras hechas por el Hombre, desde el desvío de los caudales de agua, la construcción de represas con centrales hidroeléctricas y todo otro tipo de construcción relativa, es llamada represa o central hidroeléctrica y es una de las fuentes de energía más amigables con el medio ambiente. Aunque el agua es un recurso que abunda y es totalmente renovable, el costo de la construcción de una represa hace que no sea una energía tan barata como quisiéramos.

 TIPOS DE COMPUERTAS 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.

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. 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 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 más económicas para pequeñas cabezas y tamaños moderados pues necesitan grandes fuerzas para ser movidas.

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.

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 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 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 drop leaf Las compuertas drop leaf son fabricadas a partir de ángulos estructurales y placas en acero unidas con soldadura figura 7. Su tipo de fabricación depende de la presión que ejerce el agua sobre esta y del diseño del método de sellado, por lo que este tipo de compuerta no es tan hermética como otras compuertas mencionadas anteriormente. Esta compuerta está diseñada para unas cabezas de 5 a 10 pies. Sus usos más comunes son en control de flujo, proyectos de conservación de suelos, represas de cabeza pequeña, como reemplazo de compuertas taintor y en proyectos de irrigación.

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.

 ANALISIS DE LA REPRESA LOS EJIDOS

HISTORIA PROYECTO ESPECIAL CHIRA PIURA (PECHP) En setiembre de 1971, los Gobiernos de Perú y Ecuador, representados por sus ministros de relaciones exteriores, celebraron un convenio con el propósito de buscar el aprovechamiento de las cuencas hidrográficas binacionales Puyango-Tumbes y Catamayo-Chira. Se acordó que “las partes realizarían gestiones conjuntas ante los organismos internacionales de crédito para ejecutar proyectos de aprovechamiento hídrico de carácter binacional, así como programas de conservación de cuencas y de estaciones meteorológicas e hidrológicas”. Ambos países se comprometieron a desarrollar un programa para la conservación y mejoramiento de las cuencas binacionales Puyango-Tumbes y Catamayo-Chira a través de una comisión mixta creada por el convenio. Los términos de referencia de dicha comisión tienen que ver con la realización de estudios de conservación y manejo de las cuencas y el aprovechamiento racional de los recursos naturales renovables, asegurando la dotación de agua y el control de la erosión y sedimentación de las cuencas. Todo esto en concordancia con los instrumentos jurídicos de las resoluciones y acuerdos específicos peruanos y ecuatorianos. El Proyecto Chira-Piura fue, pues concebido para explotar racionalmente el agua y la tierra de los valles de los ríos Piura y Chira, con la finalidad de lograr el desarrollo de la agricultura en el departamento de Piura. Antes de las obras del Proyecto Chira-Piura, la agricultura se desarrollaba en base a las descargas naturales de ambos ríos, de régimen irregular. El valle del río Piura, a pesar de la excelencia de sus tierras de cultivo, tenía una agricultura que disminuía paulatinamente por falta de agua. Mientras tanto, a pesar de la gran cantidad de agua con la que contaba el Chira, las tierras de cultivo del bajo Chira eran limitadas por los elevados costos de bombeo. En 1954 se puso en operación el sistema San Lorenzo sin embargo, no fue solución para los valles del medio y bajo Piura porque los excedentes de la quebrada san Francisco no eran significativos. Esta situación dio origen a la ejecución de un plan integral para el desarrollo de las cuencas del Chira y Piura, para la cual los excedentes del río Chira se almacenarían en el reservorio de Poechos y, luego del almacenamiento, el agua requerida se derivaría a los valles del Medio y Bajo Piura a través de un canal derivación.

Entre 1965 y 1968 la firma Internacional Engineering Company (IECO) de San Francisco, contratada por la Oficina Regional de Desarrollo Norte (ORDEN) del Instituto Nacional de Planificación hizo la evaluación del potencial de los recursos naturales y humanos de las cuencas de los ríos Tumbes, Chira y Piura, y propuso la utilización de estos recursos para el desarrollo del Plan Integral de las cuencas Tumbes- Chira- Piura (Mayo 1968).

La represa de desviación los ejidos fue construida como parte del PROYECTO ESPECIAL CHIRA-PIURA, este es un sistema de riego integrado mediante la unión hidráulica de dos cuencas, la de los ríos chira y Piura, mediante un canal que lleva las aguas de la cuenca del rio Chira, regularizadas en Poechos, a la cuenca del rio Piura. El trasvase de las aguas se efectúa a través de un canal, en la parte final de este canal, en la zona de Curumuy, se ha construido una central hidroeléctrica, para aprovechar la energía liberada.

La construcción de este sistema se dio a partir del año 1970, y consta de 3 etapas:

PRIMERA ETAPA El objetivo específico de esta etapa fue la de: 

Mantener el abastecimiento de agua de riego regulada en los valles del Medio y Bajo Piura;



realizar obras de drenaje para rehabilitar las tierras de cultivo, utilizadas desde hace muchas décadas.

Los trabajos de la I Etapa empezaron el año 1972 y terminaron en 1979. Las obras consistieron en:



Represa Poechos con una capacidad de 885 MMC 1 en la cota de operación normal 103 msnm.



Canal de derivación y trasvase hacia la cuenca del río Piura, de 54 km de longitud, y con una capacidad de 70 m3/s (canal llamado "Daniel Escobar".



Canal Parales de 8 km de longitud y 4.8 m3/s de capacidad para irrigar 5 514 ha.

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Canal Paralelo Cieneguillo de 7.8 km de longitud y 6.2 m 3/s de capacidad para irrigar 5 422 ha (ampliación de la frontera agrícola).



Construcción de 452 km de drenes troncales en el Bajo Piura.



Construcción de 18 km de defensas contra inundaciones en puntos críticos del valle del Bajo Piura.

SEGUNDA ETAPA Los objetivos específicos de la Segunda Etapa fueron: 

Aumentar la producción y productividad de 30,000 ha agrícolas del Valle del Bajo Piura;

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Incorporar 5 615 ha nuevas a la agricultura irrigada.

Las obras se iniciaron en enero de 1980 y terminaron en 1989 con la ejecución de los trabajos de reconstrucción de las obras dañadas por el Fenómeno El Niño 1983. Las obras construidas en esta etapa fueron: 

Presa de derivación Los Ejidos que capta las aguas provenientes de Poechos y del río Piura, derivándolas por el canal principal Biaggio Arbulú para irrigar el Valle del Bajo Piura;



Canal Principal Biaggio Arbulú, con un caudal inicial de 60 m 3/s, de una longitud total de 56 km, desde Los Ejidos hasta Sechura;

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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.

TERCERA ETAPA La tercera etapa se inició en 1988, y al 2006 están en ejecución. Los objetivos específicos de la Tercera Etapa son: 

Irrigar por gravedad 37 277 ha e incorporar a la agricultura 4 908 ha en el Valle del Chira; eliminando de esta manera el antiguo y costoso sistema de riego por bombeo.

Las obras previstas son: 

El Canal Miguel Checa: Canal principal, el más importante del distrito de riego del Valle del Chira. Es un canal de tierra de sección trapezoidal de 79 km de longitud. Con un caudal inicial de 19 m3/s. Este canal permite el riego por gravedad de 14 480 ha.



Presa de derivación Sullana, próxima a la ciudad del mismo nombre (Inaugurada en julio de 1997). Esta obra permite maximizar el uso de los recursos hídricos, recuperando anualmente 250 millones de m3 de agua que se perdían en el mar.



Tomas de derivación hacia los canales Norte, la Mini central hidroeléctrica y el canal Capilla–Jíbito.

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Vertedero equipado con compuertas de 76 m de longitud con 8 compuertas radiales capaces de evacuar 3 200 m3/s, en casos de avenidas excepcionales.



Vertedero fijo de 290 m, diseñado para evacuar 4 400 m3/s

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Canal Norte: Canal revestido de concreto, de sección trapezoidal, para un caudal inicial de 25.5 m3/s. Tiene como estructura más importante Sifón Chira de 687 m para trasvasar 6.90 m3/s.

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Canal Sur: Canal revestido de concreto de sección trapezoidal, de 7 m3/s de capacidad y 25.75 km de longitud. Tiene como estructura más importante Sifón Sojo de 1,515 metros de longitud.

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Sistema de drenaje: Comprende una red de drenes principales de 53 km para drenar las áreas agrícolas afectadas por salinidad en el Valle del Chira.

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Diques de encauzamiento: Esta obra comprende la ejecución de 57.03 km de diques de defensa y encauzamiento con sus respectivos espigones en ambas márgenes del río Chira.

Nosotros, en nuestro reconocimiento realizado, hemos podido observar, analizar e informarnos de lo que sería toda la segunda etapa de este complejo proyecto, por ello en este informe nos centraremos básicamente en dicha etapa.

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

La presa derivadora Los ejidos está compuesta por las siguientes estructuras hidráulicas de control de descargas en épocas de avenidas. A. Vertedero libre: con un ancho de 120 m y un nivel de cresta con cota 30.70 m.s.n.m.

VERTEDERO LIBRE

B. Aliviadero de compuertas, con 7 aberturas de 8 m de ancho cada una y un nivel de cresta con cota 27.00 m.s.n.m. El caudal que transita es controlado por las compuertas radiales. Las compuertas radiales tienen como abertura máxima la cota 33.00 m.s.n.m.

C. El aliviadero o vertedero (o canal principal): es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya está llena. Canal principal del Bajo Piura “Biaggio Arbulu”, de 58 km. De longitud y capacidad, en el inicio, de 60m3/seg. D. Canal de limpia, con 2 aberturas de 8 m de ancho cada una y cota de fondo de 25.00 m.s.n.m. De manera similar que para el aliviadero de compuertas, el caudal por las aberturas es controlado por compuertas radiales, las cuales tienen como abertura máxima la cota 33.00 m.s.n.m. La bocatoma al canal de irrigación, con tres aberturas, para el caso de avenidas permanece cerrada, por lo que no es considerada en los cálculos. E. canal de derivación, se utiliza para conducir el agua desde la presa de derivación hasta las turbinas de la central. Cuando el salto es superior a unos 15 m conviene dar entrada a las aguas en la sala de turbinas por medio de tuberías forzadas y, para ello, debe preverse una cámara de presión donde termina el canal y comienza la tubería. En muchos casos, de los que hemos visto algunos ejemplos, se suprime el canal de derivación y las tuberías forzadas se aplican directamente a las tomas de agua de la presa. Por lo general, y para evitar filtraciones en el terreno, los canales de derivación están revestidos interiormente de mampostería,

hormigón en masa u hormigón armado. Lo que se hace normalmente, es ajustar el canal a la línea de pendiente del terreno que sea igual a la pendiente elegida para el canal y desplazar el trazado lateral lo que convenga para que, yendo en desmonte casi siempre, obligue a un volumen lo más reducido posible de movimientos de tierra. En el origen del canal se dispone un conjunto de obras denominado bocal, que permite el ingreso de las aguas endicho canal. Se denomina regulador a la disposición de cierre, cerca del comienzo del canal con la que puede regularse el paso de las aguas dentro de las posibilidades de su capacidad; por ejemplo, durante las riadas, hay que restringir la sección de paso de aguas del regulador para que no se eleve excesivamente el nivel de ellas en el canal. F. La represa propiamente dicha: es la más sólida debido a su estructura echa con materiales de hormigón que permiten la resistencia superior a la presión que ejerce el agua en el embalse, además cuenta con un sistema de compuertas radial que permiten el cauce del rio y la salida por el canal principal que distribuye el agua destinada a la agricultura en la región baja de Piura, esta parte de la represa contiene las maquinas que dan funcionamiento a las compuertas radiales permitiendo que dejen pasar cierto caudal requerido y soportado por el canal principal. G. La represa fusil: es la parte que es más débil de toda la represa en sí, está diseñada con la finalidad de que cuando suceda un acontecimiento catastrófico provocado por lluvias torrenciales en el alto Piura esta pueda ceder de manera que la parte más sólida de la represa pueda quedar intacta sin sufrir daños materiales como la perdida de sus equipos de control de las compuertas.

ANEXOS REPRESA FUSIL

REPRESA SOLIDA

COMPUERTA RADIAL

ALIVIADERO O VERTEDERO