CARATULA 2013

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“AÑO DE LA INVERSION RURAL PARA LA INVERSION DEL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIAINGENIERIA DE LA CONSTRUCCION I 2013 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS ING. CIVIL Docente: Ing. Samuel Díaz Baraybar ESTUDIANTE: Zapata Flores Sheyner Liner 112021005p 18/10/13 MOQUEGUA-PERU CICLO: V SECCION: “A”

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CARATULA PARA FUNDAMENTOS

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“AÑO DE LA INVERSION RURAL PARA LA INVERSION DEL DESARROLLO RURAL Y

LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

INGENIERIA DE LA

CONSTRUCCION I

2013

UNIVERSIDAD JOSE

CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS

ING. CIVIL

Docente: Ing. Samuel Díaz Baraybar

ESTUDIANTE:

Zapata Flores Sheyner Liner

112021005p

18/10/13

M O Q U E G U A - P E R U

CICLO: V SECCION: “A”

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INTRODUCCION

El presente informe se realizó con el propósito de conocer más de cerca

literalmente lo que era un vertedero, el informe cuenta con todos los

aspectos y detalles necesarios que fueron necesarios para encontrar el

gasto, el caudal de una corriente de agua.

El informe se pidió que se hiciera acerca del vertedero ubicado por la

zona del parque de la integración, subiendo por el Malecón Ribereño,

pero por razones de fuerza mayor se decidió estudiar un vertedero que

se encuentre en óptimas condiciones, pero de todos modos se hallara el

Caudal en el vertedero que se encomendó, aunque en el presente

informe se dará a conocer con más énfasis la información necesaria del

segundo vertedero, como es la accesibilidad y la ubicación exacta de

donde se encuentra el vertedero menciona (La Chimba – Tumilaca).

El vertedero cuenta con todos los elementos e implementos necesarios

para determinar el procedimiento adecuado para hallar el caudal,

además, el presente vertedero cuenta con 3 compuertas que a la vez

apoyan al servicio de riego de la zona de Tumilaca.

ESTE TRABAJO VA DEDICADO

PARA MIS PADRES Y PARA

TODAS LAS PERSONAS QUE

HICIERON POSIBLE QUE SE

COMPLETE CON SATISFACCION.

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INDICE

INTRODUCCION………………………………………………………………………… Pág. 3

ANTECEDENTES………………………………………………………………………… Pág. 5

FINALIDAD………………………………………………………………………………… Pág. 5

OBJETIVOS………………………………………………………………………………… Pág. 5

MARCO TEORICO………………………………………………………………………… Pág. 6

MEDICION DE CANALES……………………………………………………………… Pág. 6

HIDROMETRIA …………………………………………………………………………… Pág. 6

VERTEDEROS……………………………………………………………………………… Pág. 6

VERTEDEROS DE PARED GRUESA………………………………………………… Pág. 7

VERTEDEROS DE CRESTAREDONDEADA……………………………………… Pág. 9

VERTEDEROS DE PARED DELGADA……………………………………………… Pág. 10

VERTEDERO RIBEREÑO Pág. 11

ACCESIBILIDAD ……………………………………………… Pág. 11

DATOS…………………………………………………………… Pág. 11

CALCULOS……………………………………………………. Pág. 11

CAUDAL……………………………………………………….. Pág. 13

PANEL FOTOGRAFICO…………………………………… Pág. 14

RECOMENDACIONES……………………………………. Pág. 15

CONCLUSIONES……………………………………………… Pág. 15

VERTEDERO LA CHIMBA-TUMILACA……………………………………………… Pág. 16

ACCESIBILIDAD……………………………………………… Pág. 16

UBICACIÓN…………………………………………………… Pág. 16

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ANTECEDENTES

El vertedero que se encomendó visitar se encuentra por el Malecón Ribereño, a unos metros del

Parque de la Integración, pero se dedujo que no contaba con todos los elementos necesarios para

considerarlo como un buen elemento de estudio e investigación, debido a que se encuentra

deteriorado debido a diversos factores, pero de todos modos se procederá a hallar los datos

encomendados.

El segundo vertedero que se visitó en esta ocasión, según se averiguo, acaba de ser construido

hace menos de 2 meses y por lo que pudimos apreciar es un elemento muy útil para la zona,

porque también ayuda a distribuir el agua para el sistema de riego de la zona, incluso se pudo

apreciar a pobladores apreciando y disfrutando del elemento estructural que se había edificado en

esa zona.

FINALIDAD

El presente informe tiene la única y principal finalidad de hallar el Caudal, Gasto que presenta un

fluido (Agua de Rio) en un vertedero, la cual se procederá a analizar más detalladamente en el

presente informe.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

El objetivo es analizar el comportamiento de un fluido, en esta ocasión se procederá a hallar el

Caudal del Agua de Rio que se presenta en un Vertedero, para ello se tendrá que realizar

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diversos pasos, pero al final se emplearan métodos efectivos para determinar el valor del

Volumen sobre tiempo en la cual actúa el fluido es la época del año en la que se determinó el

Caudal del fluido mencionado.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar las medidas de la cresta, la cresta vertiente, la base del vertedero, la carga

hidráulica, el tirante y otros elementos necesarios para determinar del caudal que se

produce en un vertedero.

Hallar el Gasto que se produce en el vertedero en la época del año en la que se estudió

detalladamente.

MARCO TEORICO

MEDICIÓN DE CAUDALES

HIDROMETRÍA

Se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volúmenes de agua que circulan en una

sección transversal de un río, canal o tubería.

DEFINICIÓN

La Hidrometría, se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volúmenes de agua que

circulan en una sección transversal de un río, canal o tubería. En forma clásica, se define la

Hidrometría como la parte de la Hidrología que tiene por objeto medir el volumen de agua que

pasa por unidad de tiempo dentro de una sección transversal de flujo. La Hidrometría aparte de

medir el agua, comprende también el planear, ejecutar y procesar la información que se registra

de un sistema de una cuenca hidrográfica, sistema urbano de distribución de agua o de riego.

IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN DE CAUDALES

Es importante la medición de los caudales de agua, porque sirven para asegurar el mantenimiento

para los programas adecuados de suministro, para determinar la cantidad de agua suministrada,

descubrir anomalías, estimar y averiguar el origen de las pérdidas que se produzcan en la

conducción y de esta forma controlar el desperdicio del agua. También con la medición del agua se

puede planificar el uso sostenible de este recurso y se puede elaborar una base de datos para la

organización de los sistemas de almacenamiento y distribución de agua en las comunidades.

VERTEDEROS

DEFINICIÓN DE VERTEDEROS

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La definición del caudal de las corrientes naturales nunca puede ser exacta, debido a que el canal

suele ser irregular y por lo tanto es irregular la relación entre el nivel y el caudal. Los canales de

corrientes naturales están también sometidos a cambios debidos a erosión o depósitos. Se pueden

obtener cálculos más confiables cuando el caudal pasa a través de una sección donde esos

problemas se han limitado.

Los vertederos pueden ser definidos como simples aberturas, sobre los cuales un líquido fluye. El

término se aplica también a obstáculos en el paso dela corriente y a las excedencias de los

embalses. Los vertederos son, por así decirlo, orificios sin el borde superior y ofrecen las siguientes

ventajas en la medición del caudal:

Precisión en los aforos.

La construcción de la estructura es sencilla.

No son obstruidos por materiales que flotan en el agua.

La duración del dispositivo es relativamente larga.

Los vertederos son utilizados, intensiva y satisfactoriamente en la medición del caudal de

pequeños cursos de agua y conductos libres, así como en el control de flujo en galerías y

canales, razón por la cual su estudio es de gran importancia.

Clasificación de los vertederos

Los vertederos presentan los más diversos comportamientos siendo muchos los factores que

sirven de base para su clasificación:

Forma

Simples: Rectangulares, triangulares, etc.

Compuestas: Secciones combinadas como los trapezoidales.

Espesor de la pared

Vertederos de pared delgada: fabricado de placas o madera biselada.

Vertederos de pared gruesa: con e ≥ 0,66H

Longitud de la cresta:

Vertederos sin contracciones laterales: L = Bo

Vertederos con contracciones: L < B

VERTEDEROS DE PARED GRUESA

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También llamada vertedero de cresta ancha. Un vertedero es considerado de pared gruesa,

cuando la cresta es suficientemente gruesa para que en la vena adherente se establezca el

paralelismo de los filetes.

Rectangular

En forma semejante a los orificios, si la cresta del vertedor no es una arista afilada, se presenta

entonces el vertedor de pared gruesa que puede adquirir varias formas, el espesor de la cresta en

un vertedor rectangular aumenta para diferenciarse de la pared delgada sin contracciones

laterales.

Cuando e/h > 0,67 el funcionamiento es diferente, pues la lámina vertiente se adhiere a la cresta

del vertedor. Se presentan también distintos funcionamientos, dependiendo de la altura w de la

cresta sobre el fondo del canal. Cabe aclarar que los valores del coeficiente de gasto obtenidos por

diferentes autores difieren entre sí, de ahí que el procedimiento comúnmente aceptado para

evaluarlo, en el caso de que e/h > 0,67 y el vertedor sea rectangular, es el de Bazin; éste consiste

en utilizar la ecuación delos vertederos rectangulares, afectada de un coeficiente de reducción, a

saber:

Vertedero de pared gruesa

Cuando e/h > 3 se establecen, sobre la plataforma del vertedor, condiciones de flujo con líneas de

corriente paralelas a ella y de distribución depresiones hidrostáticas; además, se deja sentir la

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influencia de las pérdidas de energía por fricción y de entrada. En este caso, los resultados

experimentales concuerdan con la fórmula de Gibson, para;

Que es válida hasta valores e/h = 10 y para vertederos con descarga libre.

Hay fórmulas generales que permiten tomar en consideración las pérdidas por fricción en el caso

que épsilon sea grande, así como la posibilidad de redondear el umbral de entrada (Fig. 15). El

coeficiente C es ahora:

Donde μ se obtiene del cuadro 2(tabla 7.1 del libro de HIDRÁULICA DE SOTELO)

DE CRESTA REDONDEADA

Cuando la cresta del vertedor se redondea, el coeficiente de gasto C aumenta considerablemente

respecto del calculado para uno de pared gruesa. Esto se explica por una baja en la contracción del

chorro sobre el vertedor, pues actúa sobre las partículas una aceleración centrífuga debido a la

curvatura de las líneas de corriente.

En el caso de que el vertedero sea como en la figura, el valor de se halla de la fórmula que

plantea Rehbock:

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Que vale para:

(

)

VERTEDEROS DE PARED DELGADA

También conocidos como vertederos de cresta delgada o pared aguda. Son los vertederos

construidos de una hoja de metal, de otro material de pequeño espesor o de madera

biselada, de tal manera que el chorro salte con libertad conforme deja la cara aguas arriba

del vertedero. Debe haber una poza de amortiguación o un canal de acceso aguas arriba

para calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y

suavemente.

El vertedero debe tener el extremo agudo del lado aguas arriba para que la corriente fluya

libremente. El medidor de la altura de carga (H), debe instalarse detrás de la escotadura a

una distancia mayor o igual a 4H para que no se vea afectado por la curva de descenso del

agua a medida que se acerca a la misma.

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VERTEDERO “RIBEREÑO”

ACCESIBILIDAD

Nuestro punto de partida se ubica en el colegio Modelo “Simón Bolívar”, luego procederemos a

caminar hasta llegar al malecón Ribereño, posteriormente caminar cuesta arriba por el malecón

mencionado, para ser más exactos en la ubicación del vertedero, se encuentra a unos 5 minutos

del Parque de la Integración.

EQUIPO

Jalones (2)

Cinta Métrica

Wincha

Cámara Digital

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DATOS

Vertedero Chimba – Tumilaca:

Longitud de la Cresta: b=7.6 m

Base del Vertedero: B=7.6 m

Tirante del Fluido: Y=0.38 m

Carga Hidráulica: h=0.08 m

Cresta Vertiente: w=0.31 m

Espesor de la cresta: e=0.38 m

Angulo de Inclinación del Vertedero :

CALCULOS

El primer paso será reemplazar los datos en la fórmula del caudal:

Si observamos nuestra formula deduciremos que nos falta obtener el valor de y

ese valor lo obtendremos de la tabla de 7.1 del libro de Hiraulica de G. Sotelo:

[ (

)] [

]

Ahora, que tenemos el valor de , reemplazaremos en la ecuación (1) del caudal:

Pero, debemos tener en cuenta que el vertedero que estamos analizando cuenta

con una inclinación aguas abajo, en ese caso se debe multiplicar al caudal hallado

anteriormente por un Coeficiente de ángulo de inclinación que se especificó en los

datos, en ese caso hallaremos un caudal multiplicando por el Coeficiente de

inclinación:

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Pero, analizando la formula rápidamente deducimos que necesitamos el valor del

coeficiente de inclinación, y ese valor lo hallamos de la sig. manera: :

Ahora si procedemos a reemplazar el dato obtenido en la ecuación del Caudal 2:

Ahora, el Caudal obtenido no sería el adecuado, debido a que se trata de un

vertedero de pared gruesa, y para obtener el Caudal de un Vertedero de Pared

Gruesa procederemos a utilizar la siguiente formula:

Si nos percatamos en la formula, inmediatamente deduciremos que nos falta hallar

el valor del , este valor lo hallaremos, pero primero debemos determinar 2

condiciones que nos piden determinar para continuar adelante, son las siguientes:

Nuestro valor de e/h es igual

En ese caso, emplearemos la ecuación 5

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Ahora que tenemos el valor procedemos a reemplazar en la ecuación 3, con la

cual definiremos finalmente el valor del Caudal en nuestro Vertedero

CAUDAL

El caudal que se dedujo analíticamente en el Vertedero que se ubica por el Malecón, a unos

minutos del Parque de la Integración, es el siguiente:

PANEL FOTOGRAFICO

Alumno: Sheyner L. Zapata Flores en el

Vertedero, del cual se analizara el Caudal.

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CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

Sería bueno utilizar instrumentos de más precisión para hallar las longitudes que eran

necesarias para obtener el Caudal en el Vertedero.

Al principio se debe hacer un reconocimiento de Terreno de la zona, debido a que no se

conocía el estado del vertedero, y eso influyo en que hubiera problemas para calcular los

datos necesarios para obtener el Gasto, pero se pudieron resolver y de esta manera

entregar los datos y los cálculos más precisos.

Los datos hallados se determinaron de una serie de decisiones analíticas, debido a que la

corriente del agua no era la indicada como para ser materia de estudio, pero de igual

manera se procedió a realizar los cálculos y las deducciones necesarias que venían al caso.

Obteniendo las medidas necesarias para

hacer los cálculos respectivos del Gasto que

se produce en el vertedero en esta época.

Obteniendo datos fundamentales para

hallar el Caudal en el Vertedero.

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CONCLUSIONES

El vertedero que fue materia de estudio se encuentra deteriorado debido al paso

inminente del clima y del mismo fluido, pero esto no fue impedimento para hallar

los cálculos necesarios para determinar el Caudal.

Se debe considerar que el Vertedero que se visitó no era de Pared Delgada como

todos pensamos en un principio, y para hallar el caudal en un Vertedero de Pared

Gruesa se tuvo que utilizar formulas y deducciones necesarias y fundamentales.

Los instrumentos empleados para la obtención de datos fueron verificados

anteriormente a la salida a campo, debido a que un mal cálculo en la deducción de

medidas, áreas, volúmenes crearía un problema garrafal en la obtención del

Caudal deseado.

VERTEDERO LA CHIMBA-TUMILACA

ACCESIBILIDAD

Nuestro punto de partida se ubica en la ciudad de Moquegua, en el ovalo del Cementerio para ser

exactos, de este punto partiremos hacia Tumilaca por la pista como dirigiéndonos hacia el distrito

de Samegua, el vertedero queda en la zona de la Chimba – Tumilaca, aproximadamente queda a

unos 15 minutos de viaje desde el punto de partida mencionado.

UBICACIÓN

Para la Ubicación exacta del Vertedero, se procedió a trazar un polígono con sus coordenadas y

alturas respectivas, en total se consideró 4 punto que cierra en si al polígono mencionado.

POLIGONAL

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1 303839 8105231 1864

2 303854 8105255 1865

3 303838 8105281 1864

4 303817 8105241 1859

EQUIPO

Jalones (2)

Cinta Métrica

Wincha

Eclímetro

Brújula

Cámara Digital

GPS

DATOS

Vertedero Chimba – Tumilaca:

Longitud de la Cresta: b=19.60 m

Base del Vertedero: B=19.60 m

Tirante del Fluido: Y=0.72 m

Carga Hidráulica: h=0.045 m

Cresta Vertiente: w=0.675 m

Espesor de la cresta: e=0.37 m

Angulo de Inclinación del Vertedero :

CALCULOS

El primer paso será reemplazar los datos en la fórmula del caudal:

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Si observamos nuestra formula deduciremos que nos falta obtener el valor de y

ese valor lo obtendremos de la tabla de 7.1 del libro de Hiraulica de G. Sotelo:

[ (

)] [

]

Ahora, que tenemos el valor de , reemplazaremos en la ecuación (1) del caudal:

Pero, debemos tener en cuenta que el vertedero que estamos analizando cuenta

con una inclinación aguas abajo, en ese caso se debe multiplicar al caudal hallado

anteriormente por un Coeficiente de ángulo de inclinación que se especificó en los

datos, en ese caso hallaremos un caudal multiplicando por el Coeficiente de

inclinación:

Pero, analizando la formula rápidamente deducimos que necesitamos el valor del

coeficiente de inclinación, y ese valor lo hallamos de la sig. manera: :

Ahora si procedemos a reemplazar el dato obtenido en la ecuación del Caudal 2:

Ahora, el Caudal obtenido no sería el adecuado, debido a que se trata de un

vertedero de pared gruesa, y para obtener el Caudal de un Vertedero de Pared

Gruesa procederemos a utilizar la siguiente formula:

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Si nos percatamos en la formula, inmediatamente deduciremos que nos falta hallar

el valor del , este valor lo hallaremos, pero primero debemos determinar 2

condiciones que nos piden determinar para continuar adelante, son las siguientes:

Nuestro valor de e/h es igual

En ese caso, emplearemos la ecuación 5

Ahora que tenemos el valor procedemos a reemplazar en la ecuación 3, con la

cual definiremos finalmente el valor del Caudal en nuestro Vertedero

CAUDAL

El caudal que se dedujo analíticamente en el Vertedero que se ubica por el Malecón, a unos

minutos del Parque de la Integración, es el siguiente:

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PANEL FOTOGRAFICO

Alumno: Sheyner Zapata Flores en el Vertedero

Chimba _Tumilaca.

Vertedero Chimba- Tumilaca, del cual se

procederá a hallar el Caudal respectivo.

Vertedero Chimba- Tumilaca en otra vista

donde se puede apreciar las partes y la

forma del vertedero

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RECOMENDACIONES

Sería bueno utilizar instrumentos de más precisión para proceder a hallar el caudal del

vertedero en estudio, aunque el viento tuvo participación debido a que la fuerza que

ejercía ese día era realmente impresionante.

Es siempre necesario conocer la accesibilidad del vertedero en estudio, ya que en esta

ocasión se accedió directamente por el Rio, y algunos de los viajeros tuvieron

inconvenientes, por eso se recomienda conocer mejor la accesibilidad y el estado en que

se encuentra la zona del Vertedero en estudio.

Los datos hallados en el Vertedero fueron los más precisos, incluso se procedió a obtener

promedios necesarios para hallar algunos datos.

La corriente no influyo mucho en la recaudación de datos en esta ocasión, debido a que la

época en la que decidimos actuar era una época de más calma, aunque seguramente en

épocas de lluvia y tempestades el caudal y la corriente del fluido serian impresionantes.

Alumno con uno de los instrumentos

necesarios para calcular los datos

necesarios para hallar el Caudal.

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CONCLUSIONES

El vertedero que se estudió en esta ocasión, es un vertedero que ha sido edificado

hace poco tiempo a la fecha en la que se procedió a evaluarlo para hallar todos los

datos y resultados necesarios para saber el comportamiento del fluido.

Se debe considerar que el Vertedero que se visitó no era de Pared Delgada como

todos pensamos en un principio, y para hallar el caudal en un Vertedero de Pared

Gruesa se tuvo que utilizar formulas y deducciones necesarias y fundamentales,

también se tuvo que obtener otros datos adiciones, como lo son el espesor y el

ángulo de inclinación del vertedero.

Los instrumentos empleados para la obtención de datos fueron verificados

anteriormente a la salida a campo, debido a que un mal cálculo en la deducción de

medidas, áreas, volúmenes crearía un problema garrafal en la obtención del

Caudal deseado.

BIBLIOGRAFIA

HIDRAULICA GENERAL Gilberto Sotelo Ávila

http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_3448_C.pdf

http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/2_vertederos.pdf

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vertpareddelg/vertpareddelg.h

tml

http://es.scribd.com/doc/47571058/vertederos-hidraulicos-txt

http://escuelas.fi.uba.ar/iis/Orificios%20y%20vertederos.pdf

http://www.arqhys.com/construccion/vertederos-hidraulicos.html

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http://es.scribd.com/doc/105255525/DISENO-HIDRAULICO-DE-VERTEDEROS

http://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_hidr%C3%A1ulico