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MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE HIDRÁULICA 101

5. FLUJO A TRAVÉS DE COMPUERTAS
5.1 OBJETIVOS
El alcance de esta práctica de laboratorio se puede resumir en los siguientes objetivos:
 Analizar el escurrimiento de los líquidos a través de compuertas.
 Determinar la descarga, Q, bajo una compuerta plana, rectangular.
 Determinar los coeficientes de contracción, Cc, de velocidad, Cv, y dedescarga, Cd, propios de
cualquier tipo de compuerta.
 Estudiar la distribución de presiones y la fuerza resultante, F, que los líquidos en movimiento
ejercen sobre una compuerta plana, rectangular y deslizante.
5.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
5.2.1 Definición de compuerta. Una compuerta es una placa móvil, plana o curva, que, al
levantarse, forma un orificio entre su borde inferior y la estructurahidráulica (presa, canal, etc.) sobre
la cual se instala, y se utiliza para la regulación de caudales, en la mayoría de los casos, y como
emergencia y cierre para mantenimiento de otras estructuras, en los otros. Véase la Figura 5.1.

FIGURA 5.1. Flujos a través de una compuerta plana y de una compuerta radial.

Las compuertas tienen las propiedades hidráulicas de los orificios y, cuando están biencalibradas,
también pueden emplearse como medidores de flujo.
5.2.2 Clasificación de las compuertas. Las condiciones físicas, hidráulicas, climáticas y de
operación, evaluadas apropiadamente, imponen la selección del tipo y tamaño adecuado de las
compuertas. Éstas se diseñan de diferentes tipos y con variadas características en su operación y en

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RamiroMarbello Pérez
Escuela de Geociencias y Medio Ambiente

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su mecanismo de izado, los cuales permiten clasificarlas en grupos generales, de la siguiente
manera:
5.2.2.1 Según las condiciones del flujo aguas abajo: Véase la Figura 5.2.
 Compuerta con descarga libre.
 Compuerta con descarga sumergida o ahogada.

FIGURA 5.2. Tipos de descarga en compuertas.5.2.2.2 Según el tipo de operación o funcionamiento
 Compuertas Principales:
 de regulación
 de guarda o de cierre
 Compuertas de Emergencia
Las compuertas principales se diseñan para operar bajo cualquier condición de flujo; se les llama de
regulación cuando se les conciben para controlar caudales en un canal abierto o sobre una
estructura de presa, con aberturas parciales, y se conocen comocompuertas de guarda o de
cierre aquellas que funcionan completamente abiertas o cerradas.
Las compuertas de emergencia se utilizan en los eventos de reparación, inspección y mantenimiento
de las compuertas principales, siendo concebidas para funcionar tanto en condiciones de presión
diferencial, en conductos a presión, como en condiciones de presión equilibrada.
5.2.2.3 De acuerdo a suscaracterísticas geométricas:
 Compuertas planas:
 Rectangulares
 Cuadradas
 Circulares
 Triangulares, etc.
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 Compuertas curvas o alabeadas:
 Radiales
 Tambor
 Cilíndricas
5.2.2.4 Según el mecanismo de izado:
 Compuertas deslizantes
Compuertas rodantes
En las compuertas deslizantes, el elemento de cierre u obturación se mueve sobre superficies
deslizantes (guías o rieles) que sirven, a la vez, de apoyo y sello. Generalmente, se construyen de
acero colado, y se emplean en estructuras de canales y en algunas obras de captación, en presas o
tanques de regulación. La hoja de la compuerta o elemento de obturación se acciona con unmecanismo elevador, a través de un vástago ó flecha de acero. Véase la Figura 5.3.
En las compuertas rodantes, véase la Figura 5.4, el elemento de cierre u obturación se mueve sobre
un tren de ruedas, rodillos o de engranajes, hasta la posición de condición estanca. Se utilizan en
obras de toma profundas, para casos de emergencia y de servicio, así como para cierre en
mantenimiento, en conductos a...