OBRAS DE TOMA Cruz Alberto López Romero 53496 Ernesto Abraham Pacheco Chávez 50908 José Francisco Venegas Romero 54881 José Luis Montoya Ríos 54865 Mariana Elizabeth Gómez Monjaraz. 53504 ¿Que es una obra de toma? Se denomina obra de toma al conjunto de estructuras que se construyen con el objeto de extraer el agua de forma controlada y poder utilizarla con el fin para el cual fue proyectado su aprovechamiento (agua potable, riego, energía,etc) Las obras de toma pueden también funcionar como reguladoras, para dar salida a aguas temporalmente almacenadas en el espacio destinado al control de avenidas, o para desalojar con anticipación a la llegada de avenidas. En general, una obra de toma consiste en: estructura de entrada, conductos, mecanismos de regulación y emergencias con su equipo de operación y dispositivos para disipación de energía. La estructura de entrada en particular, es la que se considera como la obra de toma, ya que cuenta con orificios a través de los cuales se realiza la toma del agua. Los orificios pueden estar alojados a diferentes niveles, se recomienda, que la distancia vertical al umbral de los orificios sea de un máximo de cuatro metros, sus dimensiones quedan determinadas por el gasto que se pretende captar y por la velocidad del agua a través de ellos, que no deberá ser mayor de 0.6 m/seg. Es posible establecer el volumen o caudal de agua que lleva una corriente superficial mediante aforos; el método más usado para aforar corrientes es el de Método de la Relación Sección – Velocidad. Elementos de obra de toma En general la obra de toma está constituida por un órgano de cierre, estructuras de control, estructuras de limpieza, seguridad y la boca toma. Cada uno de los elementos indicados cumple una función o misión específica, a saber: El órgano de cierre tiene por objeto elevar el nivel de las aguas de manera de permitir el desvío de los volúmenes de agua requeridos. Las estructuras de control permitirán la regulación del ingreso de las aguas a la obra de conducción. Las estructuras de limpieza serán elementos estructurales que puedan evacuar los sedimentos que se acumulan inmediatamente aguas arriba del órgano de cierre. Las estructuras de seguridad evacuarán las aguas que superen los volúmenes requeridos por el sistema receptor. La boca toma será el elemento que permita el ingreso de agua de captación hacia la estructura de conducción. El funcionamiento de estos elementos, ya sea de manera combinada o individual, deberá lograr el objetivo principal de su aplicación y al mismo tiempo no deberá originar fenómenos negativos a la propia seguridad de las obras civiles ni al medio físico que se encuentra bajo su influencia directa o indirecta. Elementos adicionales en obras de toma • Canal de llamada: Obra de conducción que tiene el objeto de entregar el agua de ríos y embalses para su disposición adecuada en el punto de la obra de toma. • Rejilla: Elemento utilizado para impedir el paso del material sólido (flotante y de arrastre), que llevan las corrientes superficiales a las obras de toma. • Agujas: Elemento utilizado (generalmente en ríos) para cortar el ingreso de agua a la obra de toma en casos en los que se tiene acceso directo desde el cuerpo de agua. • Dique: Estructura utilizada para desviar agua de un río eliminando el acarreo del material de fondo en el cauce. • Conducción: Es el conjunto integrado por tuberías, estaciones de bombeo y dispositivos de control que permiten el transporte del agua desde la fuente de abastecimiento hasta el sitio de entrega, donde será distribuida en condiciones adecuadas de calidad, cantidad y presión. Clasificación de las obra de toma Los tipos de obra de toma adquirirán una conformación según la naturaleza del recurso que se pretende utilizar. En general se pueden dividir en: Obras de toma de presas, de ríos o canales y de conductos a presión (tuberías) Pudiendo dividir también de acuerdo a su superficialidad en: TOMA SUPERFICIAL Tomas directas Toma tirolesa, y su respectiva obra de limpieza (Desarenador) Toma lateral TOMA SUBSUPERFICIAL Galerías filtrantes TOMA SUBTERRÁNEA. Aducción por Bombeo Factores para la selección del tipo de obra de toma En general, el diseño de la obra de toma debe considerar los siguientes aspectos: No debe generar perturbaciones excesivas. No debe generar choques excesivos sobre las paredes de las estructuras. No debe generar cambios bruscos en la dirección general de escurrimiento. Debe devolver las aguas en exceso al río sin originar solicitaciones que excedan las que puede resistir el medio físico. Debe permitir una transición gradual del flujo desde el curso natural hacia la bocatoma. Consideraciones hidráulicas a tomar para proyectar una obra de toma Los caudales promedio, máximo y mínimo del escurrimiento en el cauce Los niveles asociados al caudal máximo, medio y mínimo de operación. Estimación del arrastre de sedimentos a lo largo del cauce. Calidad del agua en la fuente. Diseño Hidráulico Como primer paso se propone un diámetro de tubería y se calculan todas las pérdidas de carga con el gasto normal de extracción. A la elevación del almacenamiento mínimo se le resta la suma de todas las pérdidas con lo que se obtiene la elevación del agua en el tanque de reposo. Si la cota del canal de descarga ya está fijada, a partir de ésta se obtiene el nivel en el embalse y se compara con el mínimo. En caso de que no se obtengan valores tolerables, se propone otro diámetro de tubería. Si no se cuenta con un canal de descarga establecido, se procede a calcular las pérdidas con un diámetro de tubería propuesto. Se calculan todas las pérdidas de carga, con el gasto normal de extracción. Se hacen uso de las ecuaciones mostradas en el apartado 4 de este documento. Una vez calculadas las pérdidas de carga, se determina la elevación del agua en el tanque amortiguador. Se calcula la elevación del aguan en el tanque de reposo, después de la pantalla, para determinar la elevación de la cresta del vertedor. El siguiente paso consiste en calcular el gasto máximo que pasa por la obra de toma, con la carga máxima H, calculada con anterioridad. Finalmente, se calcula el canal de conducción. Para este cálculo se inicia con el uso de la fórmula de Manning. Por su atención… GRACIAS
