OBRAS de TOMA y Descargador de Fondo en Embalses

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Carrera de Ingenieria Civil-Obras Hidraulicas

OBRAS DE TOMA Y DESCARGADOR DE FONDO EN EMBALSES Preparado: Ing. Ivar Colodro M

2.1

CARACTER STICAS GENERALES DE LAS OBRAS DE TOMA

1

CONTENIDO

1

2.1.1 Funciones

2.2

TIPOS Y LOCALIZACION DE TOMAS

2

2.2.1 Tipos de componentes 2.2.2 Localización de las tomas 2.2.3 Selección del tipo de toma

2.3

CONSIDERACIONES GENERALES DE PROYECTOS DE TOMAS

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7

2.4

Canales de aproximación Captaciones Conductos de toma Consideraciones estructurales Controles Accesos a los controles Obras de disipación de energía

HIDR HIDR UL ULIC ICA A DE TOMA TOMAS S

2.4.1 Tomas con flujo con superficie libre 2.4.2 Tomas con flujo a presión 2.4.3 Pérdidas 2.4.4 Estructuras terminales

2.5

DESCARGA DE FONDO

2.5.1 Objetivos 2.5.2 Criterios especiales de proyecto para vaciado de embalse 2.5.3 Descargas de fondo para extracción de sedimentos

2.6

2 4 6

ETAPAS DEL PROYECTO

8 8 8 9 9 11 13 13

14 14 15 18 22

24 24 25 26

28

Página i

.

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OBRAS DE TOMA Y DESCARGADOR DE FONDO DE EMBALSES 2.1

CARACTER STICAS GENERALES DE LAS OBRAS DE TOMA

2.1.1 Funciones Las obras de toma son estructuras que tienen como función principal de regular o dar salida al agua almacenada en una presa o derivar el agua del cauce principal. Por lo general se entiende por "Obra de toma" a las estructuras que sirven para regular o dosificar el agua almacenada en un embalse y es componente como obra hidráulica de una presa.

Las estructuras de las obras de toma pueden clasificarse de acuerdo con su objetivo; con su distribución física y estructural, o con su operación hidráulica. Las obras de toma que descargan directamente en el río se pueden llamar con salida al río, las que descargan en un canal canal se pueden pueden clasificar como salida a u canal, y las que descargan a una tubería cerrada pueden llamarse con salida una tubería forzada. Las obras de toma también pueden clasificarse de acuerdo a su operación hidráulica, hidráulica, con respec respecto to a que tengan o no compuertas compuertas;; cuando tienen tienen u conducto conducto cerrado, cerrado, si trabaja trabaja éste a presión presión en parte o como canal canal abierto abierto en tod su longitud. En algunos casos, se puede usar la obra de toma en lugar de un vertedero de servicio, en combinación con con un vertedero auxiliar o secundario. En este caso, s puede modific modificar ar la instalación instalación usual usual de las obras obras de toma para para poder poder derivar derivar un cantidad, cantidad, de manera que que la .estructura .estructura pueda pueda servir al mismo mismo tiempo como como obr de toma y como vertedor "ESTRUCTURA COMBINADA"

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OBRAS DE TOMA Y DESCARGADOR DE FONDO DE EMBALSES 2.1

CARACTER STICAS GENERALES DE LAS OBRAS DE TOMA

2.1.1 Funciones Las obras de toma son estructuras que tienen como función principal de regular o dar salida al agua almacenada en una presa o derivar el agua del cauce principal. Por lo general se entiende por "Obra de toma" a las estructuras que sirven para regular o dosificar el agua almacenada en un embalse y es componente como obra hidráulica de una presa.

Las estructuras de las obras de toma pueden clasificarse de acuerdo con su objetivo; con su distribución física y estructural, o con su operación hidráulica. Las obras de toma que descargan directamente en el río se pueden llamar con salida al río, las que descargan en un canal canal se pueden pueden clasificar como salida a u canal, y las que descargan a una tubería cerrada pueden llamarse con salida una tubería forzada. Las obras de toma también pueden clasificarse de acuerdo a su operación hidráulica, hidráulica, con respec respecto to a que tengan o no compuertas compuertas;; cuando tienen tienen u conducto conducto cerrado, cerrado, si trabaja trabaja éste a presión presión en parte o como canal canal abierto abierto en tod su longitud. En algunos casos, se puede usar la obra de toma en lugar de un vertedero de servicio, en combinación con con un vertedero auxiliar o secundario. En este caso, s puede modific modificar ar la instalación instalación usual usual de las obras obras de toma para para poder poder derivar derivar un cantidad, cantidad, de manera que que la .estructura .estructura pueda pueda servir al mismo mismo tiempo como como obr de toma y como vertedor "ESTRUCTURA COMBINADA"

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2.1.2

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Capacidad de la toma

Los controles de las obras de toma se proyectan para dar paso al agua en gastos o caudales específicos, según lo dicten dicten las necesidades de aguas aguas abajo, el contro de la regulación regulación de las avenidas, o los requisitos legales. legales. Las entregas de agua agua d riego, generalmente las determinan determinan las necesidades de la finca agrícola agrícola o de sistema, sistema, y están relaciona relacionadas das al uso consuntivo consuntivo y a cualquier cualquier requisito requisito hidráulic hidráulic especial del sistema de irrigación. Las descargas para riegos se determinan con los estudios de operación y deben basarse en el estudio de un periodo periodo crítico de poco escurrimiento, cuando lo almacenamie almacenamientos ntos en el vaso vaso son pocos y las demandas demandas de riego riego diarias están están e su máximo. Las extracciones más criticas del vaso considerando considerando estas demanda (en relación con con los almacenamientos en el vaso) unidas a las de los derecho anteriores anteriores u otras descargas descargas necesaria necesarias, s, generalmente generalmente determina determinan n la capacida de riego mínima mínima de la toma. Estas Estas necesid necesidades ades se expresa expresan n en función función de l descarga, descarga, ya sea para para un contenido contenido determinad determinado o de la presa o elevación elevación de l superficie superficie del agua. agua. Ocasionalmen Ocasionalmente, te, la capacidad capacidad requerida requerida de la toma s determina determina para varios varios almacen almacenamient amientos os del vaso vaso o para varios niveles niveles de l superficie.

La capacidad de una obra de toma lo determina su carga hidráulica y l  capacidad de descarga necesaria, sin embargo si una toma va funcionar com  vertedor de servicio para descargar las aportaciones en exceso del vaso, la descarga necesaria necesaria para este objeto puede fijar la capacidad de la toma.

2.2

TIPOS Y LOCALIZACION DE TOMAS

2.2.1 Tipos de componentes Desde un punto de vista de funcionamiento hidráulico se puede clasificar como: • Tomas a presión • Tomas a superficie libre • Tomas con funcionamiento hidráulico mixto

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Las tomas a presión son aquellas donde el flujo circula en su totalidad bajo presión. Las de superficie libre se caracterizan por una operación a canal abierto y las mixtas presentan ambos tipos de flujo. Otra clasificación puede hacerse de acuerdo con la forma de captación de las aguas del embalse y puede ser la siguiente: • Tomas por gravedad, gravedad, son aquellas donde todo el flujo ocurre debido a la gravedad • Tomas por bombeo, requieren suministro de energía para extraer el agua del embalse. Desde el punto de vista constructivo se puede clasificar como: tomas con túneles o construidos a cielo abierto. Las obras de toma, por lo general, tienen los siguientes componentes:

Canal de Aproximación Cuando la obra de toma no está ubicada en el embalse, entonces es necesario un canal de unión entre el embalse y la toma, este canal podría ser revestido o no, depende de las características hidráulicas, topográficas y de suelos.

Obra de Captación Es la estructura hidráulica cuyo objetivo es captar las aguas del embalse, la captación se puede realizar por gravedad o por bombeo, donde la estructura será una estación usualmente con bombas verticales. Las obras de captación son una transición entre el canal de aproximación y el conducto de toma; con el propósito de impedir que ingresen sólidos al conducto, la entrada de la captación está prevista de una rejilla.

Conducto de Toma Es el conducto que lleva las aguas captadas y puede funcionar todo a presión, a superficie libre o con ambos tipos de flujo, los conductos tienen diversas formas y disposiciones. Página 3

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Controles de Regulación Son los elementos destinados a regular y controlar las aguas de la toma, con el propósito de dosificar los caudales de desfogue de acuerdo a la demanda. Los mecanismos más utilizados son las válvulas y las compuertas.

Controles de Contingencia o Mantenimiento Son controles destinados a operar solo en los casos de emergencia o para inspección, reparación, pueden ser válvulas o compuertas, que operan totalment abiertas o cerradas y se utiliza cuando los controles de regulación falla o requieren su mantenimiento.

Obras de Descarga y Disipación El conducto de toma puede descargar de diferentes formas, como pueden ser: directamente a una tubería de conducción, a una estación de bombeo, a la turbinas de una sala de máquinas de una planta hidroeléctrica, a un cana superficial o a un lecho natural (río o quebrada)

2.2.2 Localización de las tomas El establecimiento del nivel de la toma y de las elevaciones de los controles de las salidas y de los medios de conducción, en relación con los niveles d almacenamiento en el vaso, dependen de muchas circunstancias. En prime lugar, con objeto de obtener la capacidad de descarga necesaria, la toma deb colocarse a una distancia mínima abajo del nivel de operación del vaso, para poder disponer de la carga necesaria para la circulación en la obra de toma. Las obras de toma para las presas pequeñas de almacenamiento generalmente se construyen cerca del nivel del cauce, porque normalmente no se dispone de u almacenamiento permanente, excepto para la retención de limo. (Estas obras d toma pueden construirse sin compuertas para retardar las descargas, cuando el Página 4

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vaso almacena temporalmente el grueso del escurrimiento de la avenida, o pueden tener compuertas para regular las descargas de las aguas temporalment almacenadas). Si el objeto de la presa es únicamente elevar y derivar el agua qu llega, la obra de toma principal es generalmente una estructura de toma o d regulación a un nivel elevado, y se construye un conducto o una pequeñ derivación de salida, para surtir de agua al río aguas abajo o para dar salida a agua de la presa durante las estaciones en que no es necesario almacenarla. E las presas que se almacena agua para riego, uso domestico, o para l conservación de elementos naturales, las obras de toma deben colocarse l suficientemente bajas para vaciar todo el espacio destinado al almacenamiento sin embargo, se puede colocar a una altura algo mayor que la del lecho del río, l que depende de la elevación mínima establecida para el almacenamiento en e vaso. Es una costumbre común dejar un espacio en el vaso inactivo para el deposito de sedimentos, para la conservación de los peces y de los animales salvajes y par recreo. En este caso, la posición del umbral de la entrada adquiere much importancia, porque debe tener la altura necesaria para evitar interferencia con lo depósitos de sedimentos, pero al mismo tiempo debe estar lo suficientement baja que permita un vaciado parcial o completo debajo de superficie superior de almacenamiento inactivo. Cuando se coloca una toma al nivel del lecho del rí para dejar lugar para la construcción del sistema de derivación, el umbral d operación puede colocarse a un nivel más elevado, para dejar un espacio par sedimentos, basuras y cualquier otro almacenamiento inactivo. Durante el period de construcción se puede dejar una abertura provisional en la base de la entrad para manejar los gastos de la corriente derivada, que después se cierra con u tapón. Para vaciar el vaso, se puede instalar una derivación alrededor de l entrada en el lecho del río, que puede descargar en la porción inferior de conducto o pasar debajo de él. La descarga a un canal a un nivel mayor e posible por medio de un tubo vertical que conecte el conducto al canal. Gran parte de la vida útil de un embalse depende de la ubicación de la obra d toma. La ubicación de la obra de toma está sujeta a varias condiciones como son las topográficas, geológicas e hidráulicas, así como la capacidad de azolves y el uso para el que se proyecte.

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Condiciones topográficas En obras de toma para riego se debe tener en cuenta la elevación de los terrenos para regar, así como la margen hacia la que se ubica la zona de riego, procurando localizar el vertedor de excedencias en la margen contraria

Condiciones geológicas En la ubicación del sitio para desplantar una obra de toma deben tomarse en cuenta sus condiciones geológicas, a fin de evitar asentamientos que puede provocar la ruptura del ducto; debiendo, por lo tanto, estudiarse y limpiarse el siti para colocarlo en una zanja abierta sobre terreno firme

Condiciones hidráulicas Con el fin de satisfacer las necesidades de descarga, la obra de toma debe localizarse a una cota lo suficientemente baja como para asegurar la carg hidráulica que permita proporcionar el gasto requerido, cuando la presa s encuentre a un nivel mínimo de almacenamiento prefijado.

Capacidad de azolves Es de vital importancia que la cota del umbral de la obra de toma quede al mismo nivel de la elevación correspondiente a la capacidad de azolves del almacenamiento, ya que en el momento en que los materiales que arrastran l corriente sobrepasen dicho nivel cubrirán la toma y el bordo dejará de ser útil par el fin propuesto. Teóricamente cuando la presa se proyecta para riego, l elevación de la obra de toma debe ser la que determine el área de riego.

2.2.3 Selección del tipo de toma La forma que puede tener una obra determinada puede estar influida por varias condiciones que proviene de los requisitos hidráulicos, a la adaptabilidad del lugar y la relación recíproca entre la obra de toma y los procedimientos de construcción, Página 6

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y a otras construcciones auxiliares del aprovechamiento. Así, una obra de toma que conduzca a un canal elevado o a una tubería cerrada puede diferir a una qu descargue al río. De la misma manera, en un proyecto en el que la obra de tom se utilice para la derivación, la forma de ésta puede ser diferente de la emplead cuando la derivación se lleva a cabo por otros medios. En algunos casos, l proximidad del vertedor puede permitir la combinación de algunos de lo componentes del vertedor y de la obra de toma, formando una sola estructura. Por ejemplo, la disposición de la obra de toma y del vertedor puede arreglarse d manera que las descargas de ambas estructuras se hagan a un estanqu amortiguador común, una disposición interesante, en la que se combinan e vertedor y la obra de toma en una sola estructura. En esta instalación, la entrad de la obra de toma rodea la entrada de la torre para el vertedor, y el tubo de l toma se extiende a lo largo de la parte superior del conducto vertedor y descarg en este último a alguna distancia debajo de la entrada del vertedor. La topografía y la geología de un lugar pueden tener una gran influencia en la selección del sistema. Algunos lugares pueden resultar adecuados para construi un conducto enterrado para la obra de toma, mientras que en otros, se pued utilizar tanto una estructura de éstas como un túnel. Cuando la geología de la cimentación es desfavorable, como las capas gruesas de materiales sueltos o de roca de calidad inferior, puede impedir la selección d un sistema en el que se emplee un túnel. Por otra parte, los lugares ubicados e cañones angostos con laderas empinadas pueden imponer el túnel como únic solución para la obra de toma. Debido a lo confinado del espacio para trabajar y lo excesivo de los costos cuando tienen que usarse métodos en los que s emplea mano de obra, no resulta práctico construir un túnel con un diámetr menor de aproximadamente 1.80m. Si se construye de materiales precolados colados en el lugar, los conductos enterrados se pueden construir casi d cualquier tamaño. Por lo tanto, el tamaño mínimo exigido por los requisitos de l construcción, en comparación con el tamaño establecido por los requisito hidráulicos tendrá una gran influencia en la elección de las variantes de conducto enterrado o de túnel.

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Algunos lugares que son favorables para una obra de toma de túnel tienen condiciones desfavorables para los portales, lo que dificulta hacer las conexiones entre las estructuras de entrada y de salida con el resto de la obra de toma. -Si se va a tomar agua de un vaso para uso doméstico, se debe dar una atención especial a la posición de la entrada. Para obtener agua de calidad adecuada, puede ser necesario tomaría de diferentes niveles del vaso en las diferente estaciones del año, o restringir la extracción a niveles específicos, según lo llen que esté el vaso. Para evitar que los azolves entren en la obra de toma, debe evitarse las entradas en los puntos bajos o en hondonadas del vaso. Igualmente, las entradas no deberán colocarse en los puntos del vaso donde se puedan acumular algas, o donde los vientos dominantes acumulen basuras a la entrada de la toma.

2.3

CONSIDERACIONES GENERALES DE PROYECTOS DE TOMAS

2.3.1 Canales de aproximación El tipo de la estructura de entrada depende de su localización y de su función, de las diferentes estructuras auxiliares, como rejillas para basuras, compuerta d tableros o stoplog, o de las plataformas de operación que deben construirse, la obras de toma también pueden requerir un canal de entrada para conducir el agu que se va a derivar o captar, o para llevar el agua a la estructura de entrad cuando el agua está a un nivel bajo en el vaso.

2.3.2 Captaciones En las captaciones es indispensable la colocación de una rejilla en el acceso a la tubería para evitar la entrada de basura que pueda obstruirla u ocasionar algú desperfecto al conducto o al mecanismo de control. Es conveniente que est rejilla sea móvil para facilitar su limpieza. La rejilla consiste en un marco de fierro ángulo con barrotes de varilla o solera soldada con una separación de 0.10 m. Las varillas que se utilizan pueden ser lisas o corrugadas y su diámetro depende de los materiales que debe detener y

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de la fuerza con que lleguen, generalmente son guales o mayores a media pulgada.

2.3.3 Conductos de toma Existe una gran variedad de ductos según los materiales que se pueden emplear siendo los más usados: asbesto- cemento, fierro y concreto precolado reforzado. La selección del tipo de ducto depende primordialmente de la carga hidráulica, d la altura del bordo y del gasto de extracción, así como de la facilidad de construcción, del tipo de obra de toma, de los costos y de las existencias locales.

Asbesto- cemento Cuando se tiene un bordo de poca altura y gasto de extracción pequeño, es factible la utilización de un ducto de asbesto- cemento que en general es de menor resistencia que el fierro o concreto reforzado.

Fierro Los ductos de fierro se emplean generalmente cuando la carga hidráulica es grande y se tienen fuertes presiones hidráulicas a lo largo de la tubería. Es frecuente utilizarlos también cuando el mecanismo de control se encuentra en la salida y el ducto esta sujeto todo el tiempo a la presión de agua.

Conducto de tubos precolados de concreto reforzado La utilización de un ducto de tubos precolados de concreto reforzado esta limitada esencialmente a diámetros que satisfagan gastos de extracción considerables, diámetros que en general deben ser ¡guales o mayores de 0.61 m (24").

2.3.4 Consideraciones estructurales El diseño estructural consiste en especificar las dimensiones, características y materiales de los elementos que constituyen la obra de toma. En general e diseño consiste en utilizar planos tipo en los que se detallan las dimensiones, acotamientos y detalles constructivos de la obra en particular. Estos planos s recomiendan para bordo con altura máxima de diseño de 15 metros. Página 9

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Para altura mayores es necesario realizar el diseño estructural detallado de cada una de las partes de la obra, considerando las fuerzas actuantes y la características de resistencia de los materiales de construcción y de l cimentación.La fuerza interna principal es la presión del agua. En el caso del conducto aguas arriba de los controles de regulación la condición más desfavorable corresponde a un caudal cero, con carga máxima en e embalse, es decir, presión hidrostática total. El conducto debe ser calculado par esta carga sin ninguna presión hidrostática externa, que provenga de filtraciones viceversa, con el conducto vacío. En

el

caso

del

conducto

aguas

abajo,

las

presiones

de

agua

son

intranscendentes, pues funciona a superficie libre. Todo conducto o túnel, tienen que ser calculado vacío y para las cargas exteriores que ejerce el material alrededor. El contacto del conducto y el material circundante es una superficie potencial de paso de agua que, si no se controla, puede ocasionar la tubificación, que consiste en arrastrar material y pone en peligro la estabilidad del conjunto. En los conductos que atraviesan el cuerpo de la presa, la forma exterior del conducto debe ser diseñada geométricamente, de tal forma, que el material a s alrededor sea fácilmente compactable, el uso de collares alrededor del tubo e aconsejable para alargar el paso de agua y, por lo tanto, disminuir las cantidade de agua y velocidades correspondientes. En los tramos del conducto, donde no s afecte al cuerpo de la presa, los collares pueden ser sustituidos por drenes d material debidamente gradado. Cuando los conductos son prefabricados en sitio, se debe tener especial cuidado con las juntas, las cuales tienen que garantizar impermeabilidad.

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2.3.5 Controles Los mecanismos de control son dispositivos que tienen como función controlar las extracciones de agua del vaso de almacenamiento. En las pequeñas obras d almacenamiento los mecanismos más usados son las válvulas y las compuerta deslizantes. Las compuertas y válvulas en las obras de toma se clasifican por la función que desempeñan en la estructura y pueden ser de operación o regulación y de emergencia o mantenimiento Las compuertas de operación y las válvulas reguladoras se usan para controlar y regular los gastos en la obra de toma, y se proyecta para operar en cualquier posición, desde cerradas hasta completamente abiertas. Las compuertas emergencia se proyectan sólo para utilizarse en el cierre del conducto en el caso de un falla en las compuertas de operación o cuando se desea revisar en seco el conducto y para reparar las compuertas de operación. Ocasionalmente se deja ranuras en la entrada del conducto para colocar los tableros o stoplog, con los que se puede cerrar el conducto durante un periodo de emergencia. La compuerta de operación o control de una obra de toma se puede colocar en el extremo de aguas arriba del conducto, en un punto intermedio de su longitud, o e algunos casos en el extremo inferior de la estructura y los efectos de su ubicació en el conducto se describen a continuación:

Control en el extremo de aguas arriba del conducto En las obras de toma, donde el control está ubicado aguas arriba y descarga en un conducto de circulación libre, parte del conducto trabaja parcialmente lleno e toda la longitud de la estructura. Generalmente, la carga de operación y l pendiente del conducto hacen que funcione con régimen supercrítico.

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El proyecto estructural del conducto, su seguridad tendrán que ver solamente con los efectos de las cargas extremas y las presiones exteriores del agua sobre la estructura. Cuando los controles se colocan en el extremo de aguas arriba de un conducto, las rejillas para los peces, las guías para los tableros o stoplog , las rejillas par las basuras, las compuertas de emergencia y las compuertas para la regulació pueden combinarse formando una sola estructura, lo cual facilita la operación d la obra de toma, centralizando todos los dispositivos en un solo punto. Ademá todo el conducto puede vaciarse fácilmente para su inspección o reparación de conducto. La toma consiste en una torre que se eleva desde la base del conducto de la obra de toma hasta una plataforma de operación colocada arriba de nivel máximo del vaso. La torre se localiza en una zona del vaso cerca al pie del talud agua arriba de la presa, el acceso a la plataforma se hará con ayuda de un bote o al menos se construya un puente de acceso desde la corona de la presa.

Control situado en un punto intermedio del conducto Cuando se coloca una compuerta de control en un punto intermedio del conducto y se descarga libremente aguas abajo o donde el agua se conduce en tub separado, la presión interna aguas arriba del control será aproximadamente igua a la carga total del vaso. El proyecto estructural y los aspectos de seguridad del tramo del conducto aguas arriba serán los producidos por las cargas externas y las presiones hidrostáticas internas que actúan en el espesor del conducto. La impermeabilización del conducto en el tramo aguas arriba tendrá menor importancia, porque las presiones hidrostáticas externas como internas s equilibran con mucha aproximación., sin embargo la presión externa alrededor de conducto, normalmente disminuirá al aumentar la distancia del vaso. Página 12

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Control situado en el extremo de aguas abajo del conducto Cuando las válvulas están ubicadas aguas abajo, entonces en el tramo del conducto forzado puede haber un exceso de presión interior, que puede produci filtraciones a través de las juntas o grietas dentro el material que rodea e conducto. El agua de las filtraciones puede correr a lo largo de la superfici exterior del conducto hasta la sección que no está sujeta a presión, en dond puede ocurrir tubificación a través de las juntas. Cuando se construye un conducto de presión a través de un terraplén, constituye un riesgo la tubificación con la falla eventual de la presa. Para disminuir el riesg de la falla es necesario limitar la longitud del conducto que trabaja a presió ubicando la compuerta o válvula de la obra de toma aguas arriba de la corona d la presa o en su defecto a un tercio de la presa y será conveniente l impermeabilización del conducto forzado deberá estar previsto de un forro d acero y necesariamente la construcción de dentellones de collar a lo largo del conducto.

2.3.6 Accesos a los controles Las obras de toma se complementan con estructuras que contribuyen a su buen funcionamiento, operación, conservación, estas estructuras son los accesos, en e caso de válvulas ubicadas al final del conducto (aguas abajo) requieren de un caja o casa y su respectiva escalera para tener acceso a las válvulas y pode efectuar la limpieza y conservación. En el caso de las obras de toma con muros de cabeza requieren de un acceso para operar el mecanismo de control , este acceso puede quedar constituido por un pedraplén, un puente de concreto o un puente de fierro estructural y madera.

2.3.7 Obras de disipación de energía En la descarga de una obra de toma ya sea de válvulas o compuerta, el agua sale a gran velocidad y es necesario disipar su energía, para lo cual se construye tanques de descarga o transiciones de salida. El amortiguamiento hidráulico e estas estructuras se produce por la turbulencia y la difusión de la corriente de Página 13

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llegada con elevada energía en el volumen del agua que se encuentre en el tanque o en la transición.

2.4

HIDR ULICA DE TOMAS

2.4.1 Tomas con flujo con superficie libre La circulación en un canal abierto de las obras de toma será semejante a la de un canal abierto de los vertedores de demasías. Cuando se usan compuerta radiales sin sumergir, o compuertas deslizantes, las descargas por el control, co compuertas completamente levantadas, serán las correspondientes a la circulación libre por un vertedor. Cuando se controla el gasto en las obras de toma con canal, por medio de compuertas de superficie parcialmente abiertas, o cuando se controla el gasto po medio de compuertas radiales con empaque en el borde superior o compuerta deslizantes parcialmente sumergidas, la descarga será la de un orificio, y estar dada por la ecuación:

Q � CA 2gh

(1)

donde: A

área del orifico, en m2

C

coeficiente de descarga (adimensional)

g

aceleración de la gravedad, en m/s2

H

carga al centro del orificio, en m

Q

Descarga, en m3/s

En los casos en los que aguas abajo del control el tirante del agua será grande debido al nivel del agua en el canal, o a las condiciones que imperan en el lech de la corriente, las aberturas de control pueden quedar parcial o completament sumergidas. En estas condiciones, la descarga por el control será la correspondiente a la de un orificio sumergido o a la de un tubo. calculada con l ecuación (1), donde:

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A = área de la abertura. H = diferencia de niveles del agua antes y después de la abertura. C = coeficiente de descarga para oficio sumergido o tubo corto. El régimen en un canal abierto aguas abajo de la toma será subcrítico o supercrítico según las condiciones de circulación a través de la estructura de control. En cualquier caso, los tirantes y las velocidades se pueden determinar a lo largo del canal con la ecuación de Bernoulli. El funcionamiento hidráulico de los conductos de las obras de toma que no tienen compuertas será semejante al de los vertederos de demasías de alcantarilla. Cuando la forma de la entrada y la pendiente del conducto son tales que el contro permanece en la entrada, prevalecerá la circulación como el tubo parcialment lleno y los tirantes y las velocidades estarán de acuerdo con el teorema d Bernoulli para la circulación del agua en los canales. Cuando el gasto de un tub a presión descarga en un conducto de circulación libre, la mayor parte de la veces el régimen en este último será supercritico, con tirantes y velocidade comparables a las que prevalecerían en un canal abierto.

2.4.2 Tomas con flujo a presión Si se coloca una compuerta de control en algún punto aguas debajo de la entrada del conducto, el tramo que queda arriba de la compuerta de control circulará presión. Los conductos sin compuertas pueden también funcionar llenos, lo qu depende de la forma de la entrada. El cálculo hidráulico se ejecuta considerando flujo permanente uniforme en tubería a sección llena. Para un sistema a presión como el mostrado en la Figura 2, la ecuación de Bernoulli se puede escribir como sigue: H T=   h L+h v2 

(2)

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Donde: H T = carga total necesaria para contrarrestar las diferentes pérdidas

de carga para producir la descarga h L = pérdidas acumulativas en el sistema (rejillas, entrada,cambio d

dirección,contracción,ampliación, compuertas.válvulas, perdidas po rozamiento) H v2 = pérdida por carga de velocidad a la salida

Se puede desarrollar la Ec. (2) para que incluya una lista de cada una de las pérdidas como sigue: H T =

h t+   h e+   h b5 +h f5 +h ex(5-4)+h f4 +h c(4-3)+h g3 +h ex(3-1)+h f1+h b1+h c(1-2)+h g2 +h v2 

donde:

ht

pérdidas en las rejillas

he

pérdidas a la entrada

hb

pérdidas por cambio de dirección

he

pérdidas por contracción

hex

pérdidas por ampliación

hg

pérdidas en las compuertas o válvulas

hf

pérdidas por rozamiento

hy

pérdida por carga de velocidad a la salida

(3)

En la ecuación anterior, el número de subíndices se refiere a los varios componentes, transiciones, y tramos a los que se refiere la pérdida de carga. Cuando las salidas son de descarga libre, Ht se mide de la superficie del agua del vaso al centro de la compuerta de la salida o de la abertura. Si el chorro de salid se apoya en el piso de aguas abajo, la carga se mide en la parte más elevada de chorro emergente en el punto de la mayor contracción; si el portal de la salid esta sumergido, la carga se mide al nivel del agua de descarga. Cuando las diferentes pérdidas se relacionan a los componentes individuales, la Ec. (1) se puede escribir: Página 16

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(4)

v6 2 v5 2 v5 2 fL5 v5 2 v5 2 v5 2 fL4 HT � Kt � Ke � Kb5 � � Kex − � 2g 2g 2g D5 2g 2g 2g D4 v3 2 v4 2 v3 2 v3 2 v1 2 fL1 v 12 v12 � Kc − � KK � Kex − � � Kb1 � Kc 2g 2g 2g 2g 2g D1 2g 2g v2 2 v2 2 � Kg � Kv 2g 2g

v4 2 2g v2 2 v1 2 − 2g 2g

En la que: Kt = coeficiente de pérdida de la rejilla para basuras, Ke = coeficiente de pérdida a la entrada, Kb = coeficiente de pérdida por cambio de dirección, 'f = coeficiente de rozamiento en la ecuación para el movimiento del agua en tuberías Darcy- Weisbach, Kex = coeficiente de pérdida por ampliación, Kc = coeficiente de pérdida por contracción, Kg = coeficiente de pérdida en la compuerta, y Kv = coeficiente de velocidad carga de salida. La Ec. (4) se puede simplificar expresando las pérdidas individuales en función de una carga de velocidad elegida arbitrariamente. Esta carga de velocidad se elig igual a la que exista en un tramo importante del sistema. Si las diferentes carga de velocidad en un sistema se relacionan a las del conducto de aguas abajo, l conversión para "x" se encuentra como sigue:

Como : Q=a1v1= axvx

,

a12v12=

2

ax vx2

y

a12 v12 2g

ax 2 vx 2 � 2g

Entonces:

⎟ ⎜ ⎟ 2

2

a 1 t a1 fL5 Ke � Kb5 � K � Kex � D5 a6 a5 2 2 fL4 a1 a1 �Kc � Kg � Kex � � − Kex − Kc � a 4 D4 a3 �

V1 2g 2

HT �

fL1 ⎢ D1 − Kex � Kg − Kc ⎣

⎟ ⎜ �aa �

2

(5)

2 1

�Kc � Kg � Kv � Página | 17

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Si los términos dentro de los corchetes se representan por puede escribir así:

KL,

la ecuación se

V 12 HT � KL 2g

�6)

Luego:

Q � a1

2gHT KL

(7)

2.4.3 Pérdidas Las pérdidas de carga en los conductos de las obras de toma se deben principalmente a las resistencias producidas por rozamientos del agua a lo largo de sus paredes laterales. Las rejillas producen pérdidas adicionales po obstrucción, lo mismo que la contracción a la entrada, las contracciones dilataciones; los cambios de dirección; y las reducciones de la sección producida por válvulas y compuertas, y las demás obstrucciones en el conducto. Las pérdidas más importantes de un conducto se detalla a continuación:

a)

Pérdidas por rozamientos.

Para determinar el gasto en los tubos grandes, la fórmula Darcy-Weisbach es la que con mayor frecuencia se emplea para determinar las pérdidas de energí debido a las resistencias producidas por rozamientos en los conductos. La pérdidas de carga se pueden expresar:

fL v 2 hf � D 2g

(8)

En la que fes el coeficiente de pérdidas por fricción. Este coeficiente varía con la rugosidad de la superficie del conducto y con el número de Reynolds. Este últim es función del diámetro del tubo, y de la velocidad, viscosidad, y densidad de fluido que circule por él. Como f no es un valor fijo, muchos ingenieros no están Página 18

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familiarizados con sus variaciones y usarán mejor el coeficiente de rugosidad de Manning, n, que se ha definido con mayor amplitud. Si no se toma en cuenta l influencia del efecto del número de Reynolds, y si se supone constante e coeficiente de rugosidad con relación al tamaño del tubo, la relación de f en l ecuación Darcy- Weisbach a n de la ecuación de Manning será:

116.5 · n2 185 · n2 � f� 1 1 2 r D2

(9)

Cuando la sección transversal del conducto tiene forma de herradura o rectangular, la fórmula de Darcy- Weisbach no se aplica porque es para tubos circulares, pudiendo usarse la ecuación de Manning para calcular las pérdidas por rozamientos. La ecuación de Manning. Como se aplica para determinar el gasto de los conductos cerrados, es la siguente: 2

L

hf � 29.1 · n · 4 3 r b)

v2 · 2g

(10)

Pérdidas en las rejillas para basuras.

Las estructuras de las rejillas para basuras que consisten en miembros estructurales muy separados, sin barrotes, producen muy poca pérdida de carga, y las pérdidas en las rejillas para basuras en este caso se pueden despreciar a calcular las perdidas en el conducto. Cuando la estructura consta de bastidore de barrotes, las pérdidas dependerán de lo grueso de los barrotes, de su altura de su separación. Se puede obtener un resultado medianamente aproximado d la ecuación:

vn 2 Pèrdidas � Kt · 2g an an Kt � 1.45 − 0.45 − ag ag

(11) 2

donde: Kt an ag Vn

coeficiente de pérdidas en la rejilla (empírico) área neta a través de la rejilla área bruta de las rejillas y sus soportes velocidad a través del área neta de las rejillas

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En la Figura 3 se dan coeficientes de descarga para agujeros de entrada cuadrados, para las entradas típicas se presenta en la misma Figura una tabla.

c)

Pérdidas a la entrada

Las pérdidas de carga a la entrada de un conducto son comparables a las pérdidas que se producen en un tubo corto o en un orificio. Si H es la carga qu produce el gasto, C el coeficiente de descarga, y a es el área, la descarga Q C*a*(2gH)1/2 y la velocidad v = C*(2gH)1/2.

1 v2 H� 2 C 2g

(12)

Como H es la suma de la carga de velocidad hv y la carga perdida a la entrada he, la Ec. (12) se puede escribir:

v2 1 2 · � he � 2g C2 2g

ó

he �

⎜

1 C2

⎟

−1

v2 · 2g

Entonces:

Ke � d)

1 −1 C2

(13)

Pérdidas en las curvas

Las pérdidas en las curvas, además de las debidas a rozamientos, son una función del radio, del diámetro del tubo, y del ángulo central de la curva. Aunqu son pocos los datos experimentales sobre pérdidas en las curvas, las pérdida pueden relacionarse a las determinadas para los tubos menores. El valor de coeficiente de pérdidas, Kb, para varios valores de Rb/D se puede aplica directamente para los conductos rectangulares para D, se toma la altura de l sección en el plano de la curva

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e)

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Pérdidas en las transiciones

Las pérdidas de carga en las contracciones o dilataciones en un conducto se pueden considerar en relación al aumento o disminución de la carga de velocidad y variarán de acuerdo con la variación del área y la longitud de la transición. E las contracciones, la pérdida de carga, he, será aproximadamente igual Kc(v 2  /2g  – v12 /2g), en la que Kc varía de 0.1 para las contracciones graduales a

0.5 para las bruscas. En las ampliaciones, la pérdida de carga hex, será aproximadamente K ex (v 2  /2g –  v2 /2g), en la que K ex depende del ángulo de transición.

f)

Pérdidas en compuertas y válvulas

No es necesario suponer pérdidas cuando una compuerta está montada a la entrada del conducto de manera que cuando queda completamente abierta n interfiere en las condiciones de la entrada. Cuando una compuerta está montad en el lado de aguas arriba o de aguas abajo de un muro de cabeza delgada, e forma que los costados y la parte inferior del chorro no sufran contracción, solamente la parte superior se contrae, se aplicarán los coeficientes de pérdid que figuran en la tabla que se presenta en la Figura 3.

g)

Pérdidas a la salida

La carga de velocidad no se recupera cuando un tubo de presión descarga libremente o cuando está sumergido o corre sobre un piso. El coeficiente d pérdida de carga de velocidad, Kv, en estos casos es 1. Cuando se construye u tubo divergente en el extremo de un conducto, se puede recobrar una porción d la carga de velocidad si el tubo se amplía gradualmente, y si el extremo del tub está sumergido. El coeficiente de perdida de carga de velocidad será entonce menor que 1 en la cantidad de carga de velocidad recuperada. Si a 1 es el áre donde comienza el tubo divergente y a 2 es el área en el extremo del tubo, Kv e igual a (a1 /a2)2.

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2.4.4 Estructuras terminales Son estructuras terminales adecuadas para los conductos de circulación libre, los trampolines, los estanques amortiguadores para resalto hidráulico, y los estanques del tipo de impacto, cuando se usan correctamente. En las obras de toma se emplean con mayor frecuencia otros tipos de estructuras amortiguadoras que en los vertedores, que son los estanques de inmersión y los pozos amortiguadores. Los estanques amortiguadores para resalto hidráulico se emplean con mayor frecuencia para la disipación de energía de las descargas de las obras de toma. Sin embargo, cuando el agua emerge en forma de chorro libre, como sería el cas en los conductos de presión con salidas controladas por válvulas, debe dirigirse a piso de la transición de acceso al estanque. De otra manera, no se obtendría l disipación correcta de la energía. Para evaluar la energía que debe disiparse en el aparato amortiguador, las pérdidas en el sistema de salida deben reducirse al mínimo. La energía especifica inmediatamente aguas debajo de una compuerta o válvula que sirve de control será igual a la carga de velocidad de salida, obtenida considerando que las pérdidas son mínimas en el sistema forzado, medidas en la superficie del agua a la salida.

a)

Estanques de inmersión

Cuando el conducto de salida termina en un trampolín, o cuando el agua sale de una válvula de control, o de un tubo de descarga libre, puede utilizarse u estanque amortiguador de sección trapezoidal revestido de enrocamiento o d concreto. Este estanque debe utilizarse únicamente cuando el chorro descarga e el aire y luego cae hacia abajo dentro del estanque. Las pruebas han demostrado que si el ángulo con que choca el chorro es muy pequeño, surcará y arrancará por la superficie a gran velocidad. Esto producirá

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olas y remolinos en el estanque suficientes para erosionar los taludes laterales, y saldrá el agua a gran velocidad. No existe un criterio fijo establecido para que los estanques de inmersión produzcan una disipación satisfactoria para todas las cargas, gastos y condiciones de llegada de otros chorros. Sin embargo, los criterios que se han establecido para algunos estanques de inmersión pequeños de obras de toma, que han operado razonablemente bien, s presentan aquí para usarse como guía preliminar para determinar la form geométrica aproximada del estanque. La disposición general de este estanque está representada en la Figura 4. Los tirantes en el estanque se hicieron de aproximadamente un quinto de la diferencia de elevación entre los niveles máximos del vaso y la descarga. Los anchos mínimos del fondo se hicieron iguales a los del chorro de llegada, o con el ancho necesario para limitar la velocidad media en el extremo del estanque a aproximadamente 1 m/seg. Cualquiera que sea mayor.

b)

Pozos amortiguadores

Los proyectos de los pozos amortiguadores se ilustran en las Figuras 5 y 6. Las dimensiones de los pozos y su funcionamiento se fijaron por medio de prueba sobre modelos, y no se determino un método general que fuera aplicable a la diferentes condiciones. El amortiguamiento hidráulico en estas estructuras s produce por la turbulencia y difusión de la corriente de llegada con elevad energía en el volumen de agua que se encuentra en el pozo, y la eficacia de amortiguamiento se mejora mucho con filetes y dados difusores colocados a l largo de los costados y en las aristas de los pozos. El área neta del poz generalmente se elige limitando la velocidad media de ascenso entre 0.5 y 1 m/seg. La profundidad total del pozo depende de la energía de la corriente d llegada que debe disiparse, y de la efectividad de los dados de difusión par amortiguar la corriente ascendiente. A los estanques en los que se emplee u criterio semejante puede dárseles la forma parecida a los que se ilustran en la figuras. Los estanques en los que las condiciones son muy diferentes, debe proyectarse haciendo pruebas en modelos. Página 23

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2.5

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DESCARGA DE FONDO

2.5.1 Objetivos Las descargas de fondo se colocan en los embalses con dos propósitos generales: • Vaciar total o parcialmente el embalse en situaciones de emergencia. • Evacuar la mayor cantidad posible de sedimentos depositados, alargand así la vida útil del embalse. • Las descargas de fondo, están ubicadas, dentro del volumen muerto, funcionan a efectos hidráulicos como una toma. Sin embargo, puede existir descargas situadas a niveles intermedios para contribuir al vaciado de un embalse en casos de emergencia. La limpieza (Flushing) se ofrece como único medio de recuperar la vida útil de un reservorio en muchas presas construidas en EE UU., como en países de Latin América, no es común el uso de descargas de fondo, particularmente para l eliminación de sedimentos. Sin embargo, en Europa la práctica es usual. La limpieza de reservónos puede resultar un método efectivo, por ejemplo en el reservorio de Mangahao - Nueva Zelandia, donde en 34 años de funcionamient se perdió el 59% del volumen útil y en 1969 se aplicó este método de limpieza se vació un 75% de los sedimentos acumulados. La limpieza del reservorio fue un éxito. Existe discrepancia si es conveniente construir orificios de fondo para evacuar los sedimentos, la razón de esta discrepancia tiene su origen en la efectividad qu tiene una descarga de este tipo en evacuar realmente sólidos del embalse; y, e que, por lo general, se diseña un volumen muerto suficiente para retener l totalidad de los sedimentos que se depositen en el embalse. Sin embargo, en ríos con elevadas concentraciones de sólidos o en embalses relativamente pequeños, la vida útil puede acortarse de tal forma, que lo hag improductivo, y las descargas de fondo ayudan en este sentido. La necesidad tamaño de este tipo de descargas con fines de evacuación del embalse, depende

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de varios factores, entre los cuales merece destacarse: las consecuencias que pudiese acarrear una ruptura de la presa; es decir, los daños aguas abajo.

2.5.2 Criterios especiales de proyecto para vaciado de embalse El Comité Mundial de Grandes Presas ha establecido un conjunto de criterios especiales dirigidos a descargas de fondo para vaciado de embalse y son los siguientes:

1. La capacidad mínima de las descargas será el gasto medio del río. 2. Las capacidades de las tomas de centrales hidroeléctricas alimentadas por embalses, pueden ser computadas dentro de la capacidad d descarga intermedia (no de fondo), siempre y cuando se garantice e consumo de energía eléctrica. 3. Lo anterior, podrá igualmente aplicarse a tomas para otros fines, no conjuntas con descargas de fondo - (abastecimiento urbano, riego, etc.). 4. La suma de las capacidades de las descargas de fondo, más las intermedias, representadas por las tomas señaladas en los dos puntos anteriores, deberá ser al menos tres veces el gasto medio del río. 5. Todas las descargas deberán proyectarse para funcionar apropiadamente con la altura de agua total del embalse. 6. Las descargas deberán contar con dos controles que puedan operarse a mano y mecánicamente, con dos fuentes de energía diferentes. El cálculo del tiempo de vaciado se hace de acuerdo con la ecuación de la continuidad, para tránsito de crecidas en embalses. Los gastos afluentes s suponen ¡guales a los normales de estiaje, y los efluentes a la curva de gastos d descarga; el tiempo de vaciado será la suma de los incrementos de tiemp necesarios para rebajar el embalse hasta el nivel deseado.

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El tiempo de vaciado tiene especial importancia en presas en zonas sísmicas. En estos casos. la experiencia ha mostrado que el tercio superior de la presa es el que sufre mayor daño; Luego, se deben tomar previsiones para que el volumen almacenado correspondiente a ese tercio pueda ser evacuado en forma rápida, normalment entre dos y treinta días. Aunque ello depende de la magnitud de los daños que s puedan causar aguas abajo.

2.5.3 Descargas de fondo para extracción de sedimentos El proyecto de descargas de fondo para retiro de sedimentos, implica un conocimiento de los llamados flujos estratificados, que es un tema muy profundo se tiene poca literatura técnica, al respecto sólo se indican a continuación e forma resumida algunas técnicas de operación de embalses para limpieza d sedimentos:

Método español Esta técnica consiste en vaciar totalmente el embalse y permitir que los gastos de entrada salgan a través de las descargas de fondo, arrastrando, así, el sedimento. Su efectividad depende básicamente de la magnitud de los caudales de entrada de la pendiente del valle del embalse; es por ello que sólo funciona bien e embalses relativamente estrechos, con gastos altos en el río, o en aquellos d tamaño pequeño o moderado. Con el vaciado se pierde agua y hay que suspender, o al menos limitar, su uso, constituyéndose estos hechos en su mayor desventaja; en consecuencia, su mayor aplicación está en embalses de regulación diaria o intersemanal. Para implantación de éste y otros métodos, es indispensable el mantenimiento libre de sedimentos de la boca de las descargas, para lograrlo, es necesario la purga bajo presión.

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Método de las crecidas artificiales. Consiste en construir un dique aguas arriba del embalse, otro más pequeño con unas grandes compuertas de descarga. Una vez que este embalse secundario s llena de agua, se abren violentamente las compuertas y se crea una gran ond artificial (crecida) que penetra en el embalse principal, aumentando la energía e este y, por lo tanto, la capacidad de transporte dentro de él. De esta forma, e sedimento se va corriendo hacia aguas abajo y luego es retirado a presión por la descargas de fondo. El método ha sido mayormente empleado en Francia.

Captación de corrientes de densidad Estas corrientes son aquellas cargadas de sedimentos en suspenden que se mueven en el embalse y que al chocar con la presa se detienen y, entonces, e sedimento decanta. La idea está en impedir que esta decantación suceda, captando previamente estas corrientes. Lo anterior puede lograrse operando más o menos continuamente las descargas de fondo, pero concebidas éstas como muchas y pequeñas, de manera que ejerzan una succión más dispersa y a la vez uniforme. Existe poca experiencia al respecto, lo cual parece indicar que cada embalse es un caso particular. En materia de descarga de fondo para retiro de sedimentos, debe tenerse en cuenta el efecto abrasivo que los sedimentos ejercen sobre los conductos d toma de las descargas. Es usual que estos conductos tengan que ser protegido con materiales resistentes a este efecto, por ejemplo, planchas de acero. Finalmente, las descargas de fondo pueden, en ciertas situaciones ir integradas con tomas para otros fines, ahorrando así la construcción de conductos separados. Por otra parte, como la capacidad muerta no se colmata si no al término de la vida útil del embalse, es también frecuente colocar tomas para estos otros fines dentro Página 27

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de dicha capacidad, lo cual permite utilizar el volumen correspondiente en situaciones críticas.

2.6

ETAPAS DEL PROYECTO

Las etapas del proyecto de una obra de toma van conjuntamente con las de la presa correspondiente y, en consecuencia, ocurre lo mismo con la necesidad de información básica. La selección de un sitio de presa se hace normalmente sobre planos de 25.000 y con una geología superficial. En esta etapa preliminar sólo hay, por lo general, un bosquejo de las obras. Una vez levantando el vaso de almacenamiento (Escala 1:10.000 ó 1:5000) y establecidos los ejes probables de presa, se puede hacer un planteamiento preliminar de tomas y un estudio tentativo de ellos. El estudio tentativo tiene como objetivo fundamental seleccionar las ubicaciones definitivas de la toma o tomas. Para ello se requiere disponer de una informació geológica apropiada, que podría ser una de tipo superficial apoyada e exploraciones geofísicas. Normalmente, si las tomas están en las cercanías de la presa, los estudios para éstas son comúnmente suficientes. Por otra parte, se debe hacer un dimensionado preliminar hidráulico y estructural, a los fines de poder llegar a un estimación de costos razonables que permitan hacer la selección de alternativas. En algunos casos, no se puede llegar en esta etapa a una selección final, sin mayor acopio de datos geológicos. En la etapa de proyecto final, son las más usuales topografías en escala, comprendidas entre 1:250 a1:2000. Se requiere información geológica detallada, similar a la necesaria para presas, y el diseño debe hacerse en detalle. Conviene resaltar el hecho, de que el planteamiento de las tomas, se hace en conjunto con el resto de las obras de embalse (presa, aliviaderos, obras de

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desvío, etc.) y es recomendable que desde las etapas más incipientes, se cuente con una información hidrológica lo más elaborada posible.

2.7

DETALLES ESTRUCTURALES

Se presentan algunos detalles constructivos. Por ejemplo, en la Figura 7 se muestra un "Tanque amortiguador del tipo impacto", este estanque est condicionado a velocidades de salida menores a 15 m/s y números de Froude qu no exceden de 9. En la Figura 8 se muestra un gráfico que relaciona el número d Froude con el ancho interior del estanque y el tirante de agua que entra a estanque, cuyo valor es igual a la raíz cuadrada del área hidráulica. En la Figura 9 se muestra un diseño tipo de un estanque amortiguador - tipo impacto, con su respectivo gráfico que relaciona el caudal de descarga y el ancho interior del estanque. En la Figura 10 se muestra una tabla con dimensiones que ayudan en el diseño de un estanque amortiguador "tipo impacto". En la Figura 11 y Figura 12 se muestran detalles de una obra de toma con válvulas aguas abajo y detalles como entrada y salida, colocación del ducto, dentellones del ducto o collares, etc.

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