Descarga de un colector de aguas lluvias a un cauce... Análisis comparativo entre métodos analíticos y

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
Descarga de un colector de aguas lluvias a un cauce natural.
Análisis comparativo entre métodos analíticos y
experimentales
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil
Por:
Gerardo Alonso Valdebenito Valencia
Profesor guía:
Enrique Kaliski kriguer
Miembros
de
la
Comisión:
Yarko Niño Campos y Alejandro López Alvarado
Santiago de Chile – Enero 2007
Texto completo en: www.cybertesis.cl/tesis/uchile/2007/valdebenito_g/sources/valdebenito_g.pdf
Resumen
El objetivo general del presente trabajo de título es analizar y sintetizar los estudios acerca del
comportamiento hidráulico de la confluencia entre colectores de aguas lluvias y un canal
artificial con régimen torrencial que se llevaron a cabo en el Instituto Nacional de Hidráulica
(INH) entre los años 2001 y 2004, y proponer una metodología para mejorar el cálculo teórico
de las alturas en puntos de interés en la confluencia. Sin embargo, el alcance de esta memoria
es la de proporcionar antecedentes para la resolución del problema y no la resolución del
problema mismo.
Esto se realizó utilizando la experiencia adquirida en la ejecución de cinco modelos físicos a
escala reducida y empleando como herramienta metodológica el Principio de Conservación del
Momentum.
Los estudios en modelos se refieren específicamente a la descarga de colectores al Zanjón de
la Aguada, canal revestido afluente al río Mapocho, el cual presenta una pendiente fuerte que
origina escurrimientos torrenciales, lo cual hace más dificultoso el diseño de la obra de
descarga del colector.
Al comparar las alturas de escurrimiento aguas arriba y aguas abajo de la confluencia
determinadas al aplicar el Principio de Conservación del Momentum con las alturas medidas en
el laboratorio, se observó que cuando se produce un escurrimiento subcrítico en el tramo en
donde se encuentra la confluencia, las alturas aguas arriba de ésta, determinadas con el
método teórico, son mayores a las obtenidas experimentalmente. Al contrario, las alturas
aguas abajo de la confluencia obtenidas teóricamente son menores a las medidas en el
laboratorio cuando se produce régimen supercrítico. La serie de datos experimentales en
conjunto con los datos teóricos obtenidos, permitieron realizar un ajuste de los valores teóricos
para estimar alturas más cercanas a las obtenidas en los ensayos en el laboratorio.
El resultado final fue la propuesta de una curva de ajuste para las alturas determinadas
teóricamente para régimen subcrítico y régimen supercrítico, respectivamente. Las alturas
obtenidas de esta manera corresponden a una estimación conservadora.
Se recomienda el uso de la curva de ajuste propuesta para la determinación de una altura
preliminar de diseño en confluencias entre canales no naturales de régimen torrencial y sección
trapezoidal o rectangular, cuyo ángulo de intersección del eje del canal principal y el
secundario no debe exceder los 13°.
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