Hidraulica

“SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN” Subsecretaría de Desarrollo Rural Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural”

OBRAS DE TOMA PARA APROVECHAMIENTOS HIDRÁULICOS

OBRAS DE TOMA PARA APROVECHAMIENTOS HIDRÁULICOS
1. INTRODUCCIÓN
Se denomina obra de toma al conjunto de estructuras que se construyen con el objeto de extraer el agua de formacontrolada y poder utilizarla con el fin para el cual fue proyectado su aprovechamiento. De acuerdo con el aprovechamiento se proyectan obras de toma para presas de almacenamiento, presas derivadoras, plantas de bombeo y tomas directas en corrientes permanentes. En el caso de las presas de almacenamiento, la función de la obra de toma depende de los objetivos del almacenamiento y así se tienentomas para generación de energía eléctrica, para riego, dotación de agua potable, desvío de la corriente durante la construcción y como desagües para el vaciado rápido del vaso. Las obras de toma para abastecimiento de agua se utilizan en presas para controlar, regular y derivar el gasto hacia la conducción. Su importancia radica en que es el punto de inicio del abastecimiento, por lo que debe serdiseñada cuidadosamente para evitar un déficit en el suministro o en encarecer innecesariamente los costos del sistema por un sobredimensionamiento. La subvaluación en la capacidad de la toma genera un servicio de agua deficiente durante los periodos de máxima demanda, que se reflejan en la imposibilidad de entregar el caudal requerido o dejar tramos de la red de distribución sin suministro. Porotra parte, la sobrevaluación, además de encarecer los proyectos de obra, hace que la operación hidráulica sea deficiente, ya que puede implicar, en el caso de servicios entubados, bajas presiones. 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 lallegada de avenidas. Además, las obras de toma en presas pueden servir para vaciar el vaso cuando se hace necesario inspeccionarlo, hacer reparaciones indispensables, o para mantener el paramento mojado de la presa u otras estructuras normalmente inundadas. Las obras de toma pueden también auxiliar para descargar el vaso cuando se desean controlar peces inútiles u otros animales acuáticos en el vaso. Eldimensionamiento de las obras de toma incluye como base, el conocimiento de la demanda de agua en sus diferentes usos (agrícola, ganadero o doméstico), así como los niveles de operación, mínimos y máximos, del cuerpo de agua de la fuente (presa, rio, corriente subsuperficial, manantial, etc).

2. OBJETIVO
Establecer los criterios para el diseño hidráulico, mecánico y estructural de diferentestipos de obras de toma.

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3. MÉTODOS HIDRÁULICOS PARA ANÁLISIS Y DISEÑO DE OBRAS DE TOMA
El estudio del funcionamiento hidráulico de la obra de toma se hace con el objeto de determinar las dimensiones de los distintos elementos que en ella intervienen, por ejemplo: el tamaño de las rejillas, diámetro del conducto o conductos, etc. La importancia de conocer el funcionamiento hidráulico deuna obra de toma, radica cuando ésta trabaja bajo diferentes condiciones de carga. Los métodos para el análisis hidráulico de obras de toma, se resumen a continuación:  Hidráulica de orificios.  Hidráulica de canales abiertos y de cauces naturales.  Hidráulica de conductos a presión (tuberías). En este apartado se explicará únicamente el análisis hidráulico de obra de toma con tubería trabajandobajo presión. Ya que en el cálculo hidráulico de obras de toma en presas de almacenamiento intervienen principalmente las pérdidas de carga que ocurren en la toma, a continuación se tratarán en detalle estas pérdidas.

4. PÉRDIDAS DE CARGA EN OBRA DE TOMA
4.1 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN. De todas las fórmulas existentes para determinar las pérdidas de energía en las tuberías únicamente la ecuación...