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ACTIVIDAD N02: ELABORACIN DE UNA MONOGRAFA

DISEO HIDRULICO DE UNA BOCATOMA TPICA

ACTIVITY N02: PRODUCTION OF A MONOGRAPH

"HYDRAULIC DESIGN OF A TYPICAL INTAKE"

UNIVERSIDAD LOS ANGELES DE CHIMBOTE

eloy.maguina@gmail.com

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DECLARACION DE FINANCIAMIENTO Y DE CONFLICTOS DE INTERES

El financiamiento para la elaboracin de la presente monografa fue con recursos propios del autor.

RESUMEN

Las obras de bocatoma para abastecimiento poblacional pueden ser muy pequeas, con un Caudal de Captacin de apenas unos cuantos litros por segundo, o muy grandes como el de La Atarjea, que abastece a varios millones de habitantes de la ciudad de Lima. Esta bocatoma, cuya funcin predominante es el abastecimiento poblacional, sirve tambin para la satisfaccin de algunas necesidades industriales ubicadas en el radio urbano. Cualquiera que sea su tamao estas obras de toma tienen gran importancia y un enorme contenido social, pues el abastecimiento de agua poblacional es insustituible.

Por lo expuesto es de suma importancia tener ciertas consideraciones en la etapa de diseo para la construccin de las bocatomas, siendo esta monografa un aporte en el objetivo de garantizar diseos de bocatoma de excelente funcionalidad.

Palabra clave: bocatoma, diseo, estructura, hidraulica

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SUMMARY

Intake works for population supply can be very small, with a rate of uptake of only a few liters per second, or very large like La Atarjea, which supplies several million inhabitants of the city of Lima. This intake, whose dominant feature is the population supply, also serves to satisfy some industrial needs located in the urban area. Whatever its size making these works are of great importance and enormous social content, as the water supply population is irreplaceable.

For these reasons it is important to have certain considerations in the design stage to the construction of intakes, this monograph being a contribution in order to ensure intake designs excellent functionality.

Keyword: intake, design, structure, hydraulic

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INTRODUCCION

La importancia de un buen diseo en lo que corresponde las bocatomas tpicas conllevan a tener presente variables que en algunos casos se encuentran contemplados dentro de las normas vigentes, por lo que este trabajo de investigacin realiza al detalle lo que se debe considerar durante la etapa del diseo.

Un mal dimensionamiento de la bocatoma puede implicar dficit en el suministro ya que puede constituirse en una limitante en el abastecimiento, o en caso contrario encarecer los costos del sistema al operar en forma deficiente o sobredimensionada.

En el abastecimiento de agua potable, la subvaluacin en la capacidad de la bocatoma genera un servicio de agua deficiente al usuario, ya que durante las horas del da en las cuales se tiene la mxima demanda, la imposibilidad de la toma de entregar el caudal requerido puede generar zonas sin suministro en la red de distribucin. En este mismo caso, la sobrevaluacin, impone mayores erogaciones para la inversin deseada, afectando el sistema financiero de las empresas prestadoras del servicio de agua potable, adems la operacin hidrulica es deficiente, pudiendo afectar la calidad del servicio (bajas presiones) generando tambin molestias al usuario.

El diseo de una obra de toma puede ser un problema muy difcil, en el que debe preverse la interaccin estructura-naturaleza. La obra de toma, cualquiera que sea su tipo, es un elemento extrao en contacto con el agua. Es decir, que la estructura va a producir inevitablemente alteraciones en el medio natural circundante y, a la vez, la naturaleza va a reaccionar contra la obra. Esta interaccin que se presenta al construir la obra, y en el futuro al operarla, debe ser prevista y contrarrestada oportuna y debidamente. La estabilidad y la vida de una bocatoma estn asociadas al concepto de Avenida de Diseo.

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DISEO HIDRULICO DE UNA BOCATOMA TPICA

Antes de iniciar el diseo de una bocatoma, se debe examinar los siguientes aspectos:

1. UBICACIN

Es de suma importancia la ubicacin de la bocatoma en el cauce del ri, para la que se recomienda que el sitio elegido rena por lo menos las siguientes condiciones:

a) La direccin a ruta del flujo de agua debe ser lo ms estabilizada o definida. b) La captacin del agua a ser derivada debe ser posible an en tiempo de estiaje. c) La entrada de sedimentos hacia el caudal de derivacin debe ser limitado en el

mximo posible.

Un punto recomendable para cumplir las condiciones anteriores, se encuentra ubicado inmediatamente aguas abajo del centro de la parte cncava en los tramos curvos del ro.

Lgicamente, este punto estar condicionado a cumplir las condiciones topogrficas (cota de captacin), condiciones geolgicas y geotcnicas, condiciones sobre facilidades constructivas (disponibilidad de materiales), evitar posibles inundaciones a daos a construcciones vecinas, etc.

Existe posibilidad de efectuar con una bocatoma con dos captaciones, o sea que se va a regar utilizando una misma estructura las dos mrgenes, en este caso se recomienda la ubicacin del barraje estar en un tramo recta del ro.

2. TOPOGRAFA

Definida la posible ubicacin, se realizarn los siguientes trabajos topogrficos:

a) Levantamiento en planta del cauce del ro, entre 500m. a 1000m; tanto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje, la escala recomendada es 1:2000.

b) Levantamiento localizado de la zona de ubicacin de la bocatoma, se recomienda un rea de 100m. x 100m. como mnimo, la escala no debe ser menor de 1:500.

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c) Perfil longitudinal del ro, por lo menos 1000m, tanto aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje; la escala recomendada es H = 1:2000 Y V = 1:200.

d) Secciones transversales del cauce del ro a cada 50m. en un tramo comprendido 1000m. aguas arriba y 500m. aguas abajo del eje del barraje; la escala variara entre 1:100 y 1:200.

3. CONDICIONES GEOLGICAS Y GEOTCNICAS

Es importante conocer las condiciones geomorfolgicas, geolgicas y geotcnicas, ya que su conocimiento permitir dimensionar en mayor seguridad la estructura; por lo que se recomienda la obtencin de los siguientes datos como resultado de los estudios geolgicos geotcnicos:

a) Curva de graduacin del material conformarte del lecho del ro b) Seccin transversal que muestre la geologa de la zona de ubicacin de la

bocatoma. c) Coeficiente de permeabilidad. d) Capacidad portante e) Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes tabla, estacas f) Cantidad de sedimento que transporta el ro.

4. INFORMACIN HIDROLGICA

Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrolgico del ro, ya que esto permitir garantizar el caudal a derivar y as como definir el dimensionamiento de los elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son:

a. Caudal del diseo para una avenida mxima. b. Caudales medios y mnimos. c. Curva de caudal versus tirante en la zona del barraje.

Es lgico suponer que, para el proyecto de riego de la zona que va a servir la bocatoma,

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se ha ejecutado un estudio hidrolgico detallado de las posibles fuentes de agua, por lo que se da por descontado que existe un estudio hidrolgico sumamente detallado, y que para nuestro caso, slo se usaran los datos anteriormente recomendados.

5. CONDICIONES ECOLGICAS

Siempre toda construccin en un ro causa alteracin del equilibrio ecolgico de la zona, sobre todo en lo relacionado con la fauna. Es por esta razn que, se debe tratar de no alterar dicho equilibrio mediante la construccin de estructuras que compensen este desequilibrio causado por la bocatoma; aunque debemos reconocer que, en nuestro pas estas estructuras son de costo elevado y que siempre se tratan de obviar por limitaciones presupustales; como por ejemplo la escalera de peces y camarones.

6. OTROS

En este grupo se puede incluir las limitaciones u obligaciones que se deben tener en cuenta para la construccin de la bocatoma; estas son de orden legal, ya que, mediante la bocatoma por efecto del remanso que se forma, podran inundarse terrenos aledaos o construcciones anteriores (puentes, caminos, etc.).

Asimismo en algunos casos ser necesario pedir autorizacin del Instituto Nacional de Cultura por la existencia de restos arqueolgicos. Por este motivo, todo diseo se deber ser previamente coordinado con todos los dems entes estatales y particulares que estn relacionados de alguna manera con el ro donde se va a construir la bocatoma, con el fin de evitar duplicidad o generacin de problemas en proyectos similares por la construccin de una estructura en el mismo cauce.

CONCLUSIONES

Son varias las fuentes de conocimiento que tenemos para el diseo de una bocatoma. En primer lugar estn las consideraciones tericas presentadas en los libros de texto, artculos especializados y diferentes publicaciones e investigaciones. De todo este material se obtiene una base terica fundamental, que debe ser complementada con los otros dos puntos que se seala a continuacin. La investigacin en modelos

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hidrulicos es una valiosa herramienta para el perfeccionamiento de los diseos y constituye la segunda fuente de conocimiento. En el Per se vienen realizando estudios en modelo en el Laboratorio Nacional de Hidrulica desde 1964. La tercera fuente est dada por la experiencia y por la observacin del funcionamiento de estructuras en operacin en diversas partes y circunstancias. Dentro de esta fuente de conocimiento se encuentra el anlisis de las fallas, el que constituye un mtodo valiossimo de aprendizaje.

BIBLIOGRAFIA

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Bogot 1994. 5. LPEZ CUALLA, RICARDO ALFREDO. Elementos de diseo para

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