BOCATOMASMachetes paraestudiarELEMENTOS FUNDAMENTALES A TOMARSE EN CUENTA PREVIO AL DISEO DE BOCATOMAS 1 CONSIDERACOINES IMPORTANTESDe acuerdo a lo establecido por el Bureau ofreclamation (USBR), y por las prcticas usuales de ingeniera en proyectos, se recomienda los siguientes criterios:-l caudal adoptado corresponder a una !enida m"ima entre #$ y %$$a&os, para condiciones deoperaci'n e"trema(-Determinaci'n del caudal de captaci'n de acuerdo a los re)uerimientos, pudiendo ser una oms !entanas(-*ara atenuar el ingreso de solidos de fondo, se puede incluir un canal de limpia gruesa o desrripiador, ubicado antes de las compuertas de regulaci'n, el caudal descargara a la po+a del barra,e m'!il(--a operaci'n de captaci'n del caudal de dise&o,tendr en cuenta )ue lo podr efectuar en .poca de estia,e, manteniendo cerradas las compuertas del barra,e m'!il y durante el periodo de a!enidas con la compuerta parcial o completamente abiertas(-l dise&o de la estructura !ertedora a proyectarse en el cauce del rio, deber permitir el paso de la a!enida m"ima de dise&o, mediante la acci'n combinada entre el barra,e fi,o y el m'!il, cuyo salto /idrulico deber estarcontenido dentro de los muros de encau+amientoy po+a disipadora( 0guas aba,o se deber contemplar una protecci'n de enrocado(! UBICACI"N DE LA BOCATOMAs de suma importancia la ubicaci'n de la bocatoma en el cauce del rio( -a ubicaci'n e"acta puede estar despla+ada en algunos cientosde metros, por lo general /acia aguas arriba, y sedetermina en funci'n de las condiciones geol'gicas y topogrficas del sitio, por lo )ue se recomienda )ue el sitio elegido re1na por lo menos las siguientes condiciones(0) -a cota de captaci'n de la bocatoma deber estar condicionando a las condiciones topogrficas, para lo cual la lnea de inducci'n (canal o tune con!eniente y el tra+ado se establece a base de consideraciones econ'micas, despu.s de un recorrido de reconocimiento pre!io( n otras palabras teniendo esta lnea gradiente preliminar se puede encontrar su intersecci'n con el rio y establecer apro"imadamenteel sitio de las obras de toma(B) *ara disminuir la entrada de los sedimentos es con!eniente situar la obra de toma en la orilla c'nca!a de un rio (-a entrada de sedimentos /acia el canal de deri!aci'n debe ser limitada en lom"imo posible( Un punto recomendable para cumplir las condiciones anteriores, se encuentra ubicada inmediatamente aguas aba,o del centro de la parte c'nca!a en los tramos cur!os del rio( s necesario tambi.n disponer de un terreno relati!amente plano para situar el disrripiador y la transici'n( *or este moti!o muc/as !eces el sitio se despla+a /acia aguas aba,o ubicndolo donde termina la conca!idad y comien+ala parte con!e"a(2) -a direcci'n o ruta del flu,o de agua debe ser lo ms estabili+ada o definida(D) -a captaci'n del agua a ser deri!ada debe ser posible aun en .poca de estia,e() Deber determinarse la calidad fsica, )umica y bacteriologa de la fuente y los parmetros bsicosde anlisis de agua )ue se recomienda determinar( Debe identificarse los puntos de contaminaci'n de la fuentes aguas arriba, del posible empla+amiento de la captaci'n y e!aluarse el impacto )ue originanen la calidad de agua )ue abastecer ala poblaci'n 3) -a ubicaci'n estar condicionado a cumplir las condiciones geol'gicas y geot.cnicas (capacidad portante del terreno, as como presencia de fallas, tipo de material dele+nable en las +onas de cimentaci'n de la bocatoma)4) s importante tambi.n considerarsobre facilidades constructi!as (disponibilidad de materiales, posibles inundaciones o da&os a construcciones !ecinas( etc()(0s como la preser!aci'n de las condiciones naturales, por lo )ue no se deben afectar bos)ues o +onas destinadas como reser!as forestales(#LEVANTAMIENTO TOPO$RAFICOl le!antamiento topogrfico constituye la determinaci'n de la morfologa del terreno y del cauce del agua, en el lugar del proyecto(Defina la posible ubicaci'n se reali+aron los siguientes traba,os topogrficos( *ara el efecto se determinara, empleando cual)uiera de los m.todos conocidos:a) -e!antamiento en planta del cauce del rio, entre #$$m a %$$$m tanto aguas arriba como aba,o del e,e del barra,e, la escala recomendada es % 56$$$ y %5%$$$(b) -e!antamiento de locali+ado de la +ona a ubicarse la bocatoma, se recomienda un rea de %$$m " %$$mcomo mnimo, la escala no debe ser menos a %5#$$(c) *erfil longitudinal del rio por lo menos un 7il'metro aguas arriba y aguas aba,o del e,e del barra,e, la escala recomendada es 89%:6$$$ y :9:6$$(d) Secciones trans!ersales del cauce del rio cada #$m( Un 7il'metro aguas arriba y #$$$aguas aba,o del e,e del barra,e, la escala !ariara entre %:%$$ y %:6$$e) 2arta nacional a escala %5%$$$$$ elaborada por el instituto geogrfico militarf) *lanos catastrales a escala %56#$$$, le!antadaspor la direcci'n de catastro rural e ingeniera (ministerio de agricultura)g) mapa geol'gico de la +ona a escala %5;$$$$, debe abarcar el %$$uc/as !eces las se&ales de,adas por lagran creciente flu!io anual(ste m.todo se basa en la aplicaci'n de la f'rmula de manning( Solo aplicable cuando )uedan se&ales despu.s de /aberse presentado una a!enida m"ima( *ero con este m.todo no se tiene certe+a de la frecuencia con )ue ocurri' ese e!ento(*ara determinar el caudal, se escoge un tramo decauce por donde ocurri' la a!enida m"ima, procurando )ue el tramo tenga la pendiente lo mas uniforme posible y la secci'n lo mas regular(-- METODO EMPIRICOs el m.todo mas antiguo consiste en establecer una relaci'n funcional entre el rea de la cienciaDla intensidad de la llu!ia y la temperatura( -os m.todos empricos son el californiano, !en te 2/oE, etc( 2ada una de estas formulas pueden dar resultados aceptables para a)uella cuenca cuyas des!iaciones la /ayan dado origen mas no cabe generali+arlo o utili+ar para todas las cuencas los resultados difieren muc/o para una misma superficie y se comprende la disparidad por)ue una a!enida es funci'n de muc/os factores(--METODO ESTADISTICO PROBABILISTICO=ipos de modelos matemticos de cuencasUn modelo matemtico de cuenca consiste en !arios componentes, cada uno describe cierta fase del dic/o /idrol'gico( Un modelo matemtico puede ser de tres tipos Fte'rico, conceptual, emprico( -os modelos te'ricos y empricos son e"actamente opuestos en significado, con modelos conceptuales )ue se ubican entre ellos( n suma, un modelo matemtico puede ser determinstico o probabilstico, lineal o no lineal, in!ariable en el tiempo o num.rico, e!ento guiado o proceso contin1o(---CONDICIONES ECOLO$ICASSiempre toda construcci'n en un rio causa alteraci'n del e)uilibrio ecol'gico de la +ona, sobre todo en lo relacionado con la fauna, es por esta ra+'n )ue ese debe tratar de no alterar dic/oe)uilibrio causado por la bocatoma, aun)ue es dable de reconocer )ue en nuestro pas, estas estructuras son de costo ele!ado y )ue siempre se tratan de ob!iar por limitaciones presupuestalesCONSIDERANDO LAS P.RDIDASSon debido a re,illas, contracciones entradas, cambios de direcci'n, las reducciones producidas por las compuertas, resistencia producida por el ro+amiento de ngulos, los )ue son tomados n cuenta para el dise&o /idrulico(a) PERDIDAS POR RE/ILLAS0 Su ob,eti!o bsico es impedir )ue los materiales de arrastre y suspensi'n ingr.senla canal de deri!aci'n los cuales causan obstrucci'n y desbordes aguas deba,o de la captaci'n(b) Su colocaci'n puede ser !ertical ocon una pe)ue&a inclinaciones su principal des!enta,as es )ue causaperdida de carga, lascuales deben ser consideradas durante el dimensionamiento de la !entana de captaci'n(c) PERDIDAS POR RICCION, -as p.rdidas de carga en la contracci'n de agua deba,o de la !entana de deri!aci'n !aran de acuerdo con la !ariaci'n de rea yla /ori+ontal de la transici'n, en el)ue se aplican en dependiendo del0ngulo en )ue esta seprodu+ca(d) PERDIDAS POR COMPUERTAS, Se aplican un coeficiente de perdida cuando unacompuerta esta montada en el lado de aguas arriba o aguas deba,o de un muro donde solamente la parte superior se contrae(DISEO DEL CANAL DE LIMPIA BARRA/E MOVIL0 n las estructuras de deri!aciones tiene siempre el problema de acumulaci'n de sedimentos y estos traen problemas de funcionamiento de la obra, ba,o apro!ec/amiento, aumento de costos de operaci'n y conser!aci'n y suspensi'n temporal del ser!icio de riesgo(ste canal de limpia ubicado entre la !entana de captaci'n y el barra,e fi,o da lugar al denominado barra,e m'!il, cuyo fin es e!itarla acumulaci'n de material solido frente a la !entana de captaci'n(n .pocas de a!enidas sir!e para desaguar parte del caudal de agua( l ingreso de las aguas es controlado por un sistema de compuertas(*or ello es necesario el canal de limpia, )ue es laestructura )ue se instalan las bocatomas, con el ob,eto de elimina sedimentos )ue se depositan delante de la toma y adems permite me,orar la captaci'n en la .pocas de estia,e, especialmente en los ros con gran !ariaci'n de caudal(DIMENSIONAMIENTO DEL BARRA/E FI/O, -a funci'n de los barra,es es le!antar el tirante de agua y facilitar el ingreso del agua por la captaci'n( 0dems debe tener suficiente capacidad para e!acuar el caudal m"imo instantneo con un determinado periodo de retorno (l !ertedero debe ser /idrulica y estructuralmente adecuado de tal manera )ue las descargas del !ertedero no erosionen, ni soca!e el tal'n aguas deba,o de la presa deri!adora o barra,e( -a forma !ara seg1n su tipo de geometra, disposici'n dentro del cauce material de construcci'n y economa del proyecto(a) BARRA/E FI/O cua1d2 la presa deri!ador se construye de un elemento rgido )ue puede ser generalmente de concreto en dos ros caudalosos, y tambi.n se puede /acer ga!iones(b) BARRA/E N23iciad2 la presa consta de una serie de pilares )ue soportan compuertas )ue permiten regular el tirante de agua en el rio( Su principal !enta,a es su !ersatilidad para modificar el tirante de agua y para la eliminaci'nde los s'lidos( Se prefiere en ros caudalosos conpendientes sua!es(BARRA/E MI-TO 2uando una parte del cauce es cerrado con un elemento fi,o y otra parte del mismo con una estructura m'!il( sto es una soluci'n muy usada en los ros de la costaperuana donde las crecidas y estia,e de los ros son muy diferenciados(VERTEDERO CON PERFIL TIPO CREA$ER0 Se recomienda dar formas a la cresta de modo tal )ue e!iten la presencia de presiones negati!as )ue podran generar ca!itaci'n )ue causan da&os al concreto( 0s mismo deben ofrecer m"ima eficiencia /idrulica placibilidad estabilidad economa(