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METODOLOGÍAS DE DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS EN ESTUDIOS
DE PRE FACTIBILIDAD DE PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

KAREN BEATRIZ QUINTERO BETIN

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
Escuela de Ingeniería Civil
MEDELLÍN
2009

METODOLOGÍAS DE DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS EN ESTUDIOS
DE PRE FACTIBILIDAD DE PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

KAREN BEATRIZ QUINTERO BETINTrabajo de grado

Profesor
Ramiro Marbello Pérez
Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
Escuela de Ingeniería Civil
MEDELLÍN
2009

3

TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 10

1 HIDROLOGÍA................................................................................................ 12
1.1

MEDICIÓN DEL SALTO ................................................................. 12

1.2 MEDICIÓN DEL CAUDAL ................................................................... 13
1.2.1 MÉTODO DEL ÁREA Y VELOCIDAD .............................................. 14
1.2.2 MÉTODO DEL FLOTADOR .............................................................. 14
1.2.3 MEDIDORESDE CORRIENTE O CORRENTÓMETROS ............ 15
1.2.4 MÉTODO DEL RECIPIENTE ........................................................ 15
1.3 EVALUACIÓN DE LA POTENCIA HIDRÁULICA GENERADA ........... 16
1.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO .................................................................. 18
1.5 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN METEOROLÓGICA ...................... 18
1.5.1 HISTOGRAMA DEFRECUENCIA DE CAUDALES ...................... 19
1.5.2 CURVA DE DURACIÓN DE CAUDALES...................................... 22

2 DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS DE PEQUEÑAS CENTRALES
HIDROELÉCTRICAS........................................................................................ 24
2.1 BOCATOMA DE FONDO .................................................................... 24
2.1.1 AZUD............................................................................................ 25
2.1.2 SOLERAS ..................................................................................... 25
2.1.3 MUROS LATERALES ................................................................... 25
2.1.4 CANAL COLECTOR ..................................................................... 26
2.1.5 REJILLA........................................................................................ 26

4

2.1.6 CÁMARA DE RECOLECCIÓN ...................................................... 26
2.1.7 TRAMPA DE GRAVAS ..................................................................... 27
2.1.9 DISEÑO DE LA REJILLA .............................................................. 28
2.1.10 NIVELES EN ELCANAL COLECTOR: ....................................... 29
2.1.11 DISEÑO DE LA CÁMARA DE RECOLECCIÓN .......................... 30
2.1.12 EJEMPLO DE DISEÑO DE LA BOCATOMA DE FONDO .......... 31
2.2 DISEÑO DEL AZUD, LOS ALIVIADEROS Y EL POZO DE
DISIPACIÓN .............................................................................................. 36
2.2.1 DISEÑO DEL VERTEDERO DE CRECIENTESTIPO CREAGER
CON POZO DISIPADOR LISO .............................................................. 37
2.2.2 DISEÑO DE LA ALTURA DE LOS MUROS DE ENCAUZAMIENTO
............................................................................................................... 41
2.3 CANAL DE CONDUCCIÓN ................................................................. 41
2.4 DISEÑO DELDESARENADOR CONVENCIONAL: ............................ 49
2.4.1 COMPONENTES .............................................................................. 50
2.4.2 CRITERIOS DE DISEÑO .............................................................. 51
2.4.3 CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL DESARENADOR ............ 54
2.4.4 EJEMPLO DE DISEÑO DE DESARENADOR ..............................55
2.5 TÚNEL...