Vertedero

Introduccion

otra estructura utilizada en los proyectos hidráulicos (más frecuentemente que los orificios) está constituida por los vertederos en sus distintas variantes, de los cuales existen, según la aplicación, diferentes diseños.

Ya sea como estructura de control de aprovechamientos hidráulicos o bien como estructura para medición de caudales en obras de saneamiento, su aplicación es muy difundida y una de las razones es porque permiten tener un adecuado control del caudal por encima de su cresta siendo necesario únicamente medir una variable que es el tirante sobre dicha cresta.

Cuando el borde superior del orificio por donde se vacía un deposito no existe, o en caso de existir, esta por encima del nivel del liquido, se dice que el desagüe tiene lugar por vertedero.

El primero que se ocupo de esta cuestión fue G. Poleni, quien consideró el vertedero como un gran numero de orificios continuos, y de este modo trato de calcular tanto el vertedero completo con salida al aire libre, como el incompleto o sumergido, en el que una parte del derrame tiene lugar bajo una lamina de agua (llamado por dicho autor motus mixtus).

DEFINICIÓN

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 del flujo en galerías y canales.

TERMINOLOGIA

• El borde superior se denomina cresta, pared o umbral.

• Los bordes verticales constituyen las caras del vertedero.

• La carga del vertedor, H, es la altura alcanzada por el agua, a partir de la cresta del vertedor.

• Los niveles a ambos lados del vertedor se llaman niveles, ¨aguas arriba¨ y ¨aguas abajo¨, respectivamente.

Debido a la depresión de la lamina vertiente junto al vertedor la carga H debe ser medida aguas arriba, a una distancia aproximadamente igual o superior a 5H.

CLASIFICACIÓN DE LOS VERTEDEROS

Aceptando las mas variadas formas y disposiciones, los vertederos presentan los más diversos comportamientos, siendo muchos los factores que pueden servir de base para su clasificación, entre estos están:

1. SU FORMA

Según sus formas pueden ser simples o compuestos.

A. Dentro de los simples están:

 Rectangulares:

Para este tipo de vertederos se recomienda que la cresta del vertedero sea perfectamente horizontal, con un espesor no mayor a 2 mm en bisel y la altura desde el fondo del canal 0.30 m  w  2h.

Triangular:

Hacen posible una mayor precisión en la medida de carga correspondiente a caudales reducidos. Estos vertedores generalmente son construidos en placas metálicas en la practica, solamente son empleados los que tienen forma isósceles, siendo más usuales los de 90.

 Trapezoidal de cipolleti:

Cipolleti procuro determinar un vertedor trapezoidal que compense el decrecimiento del caudal debido a las contracciones. La inclinación de las caras fue establecida de modo que la descarga a través de las caras fue establecida de modo que la descarga a través de las paredes triangulares del vertedor correspondan al decrecimiento de la descarga debido a contracciones laterales, con la ventaja de evitar la corrección en los cálculos. Para estas condiciones, el talud resulta 1:4 (1 horizontal para 4 vertical).

 Circular:

Se emplean rara vez, ofrecen como ventajas la facilidad de construcción y que no requieren el nivelamiento de la cresta.

 Proporcionales:

Son construidos con una forma especial, para el cual varia proporcionalmente a la altura de lamina liquida (primera potencia de H). Por eso también se denominan vertedores de ecuación lineal.

Se aplican ventajosamente en algunos casos de control de las condiciones de flujo en canales, particularmente en canales de sección rectangular, en plantas de tratamiento de aguas residuales.

B. Compuestos:

Están constituidos por secciones combinadas.

2. SU ALTURA RELATIVA DEL UMBRAL

Pueden ser vertedores completos o libres, cuando el nivel de aguas arriba es mayor que el nivel aguas abajo, es decir pp'.

O incompletos o ahogados, en estos el nivel de aguas abajo es superior al de la cresta, p´ p, en los vertedores ahogados el caudal disminuye a medida que aumenta la sumersión.

3. EL ESPESOR DE LA PARED

Según el espesor de la pared los vertedores se clasifican en:



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