Vertedores

Introducción

Los vertederos son estructuras que tienen aplicación muy extendida en todo tipo de sistemas hidráulicos y expresan una condición especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de nivel. Normalmente desempeñan funciones de seguridad y control.
Un vertedero puede tener las siguientes misiones:
* Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance elnivel de requerido para el funcionamiento de la obra de conducción.
* Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma, permitiendo que el flujo sobre el coronamiento del vertedero se desarrolle con una lámina líquida de espesor limitado.
* En una obra de toma, el vertedero se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en excesogeneradas durante los eventos de máximas crecidas.
* Permitir el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.

Fundamento teórico
Se llama vertedero a la estructura hidráulica sobre la cual se efectúa una descarga a superficie libre. El vertedero puede tener diversasformas según las finalidades a las que se destine. Si la descarga se efectúa sobre una placa con perfil de cualquier forma pero de arista aguda, el vertedero se llama de pared delgada; cuando la descarga se realiza sobre una superficie, el vertedero se denomina de pared gruesa. Ambos tipos pueden utilizarse como dispositivos de aforo en el laboratorio o en canales de pequeñas dimensiones. Elvertedero de pared gruesa se emplea además como obra de control o de excedencias en una presa y como aforador en grandes canales.

Vertederos de pared delgada
La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular. La cara de aguasarriba debe ser instalada verticalmente y el borde de la placa debe estar cuidadosamente conformado. La estructura delgada está propensa a deteriorarse y con el tiempo la calibración puede ser afectada por la erosión de la cresta. El vertedero triangular es preferido cuando las descargas son pequeñas, porque la sección transversal de la lámina vertiente muestra de manera notoria la variación enaltura. La relación entre la descarga y la altura sobre la cresta del vertedero, puede obtenerse matemáticamente haciendo las siguientes suposiciones del comportamiento del flujo:
1. Aguas arriba del vertedero el flujo es uniforme y la presión varía con la profundidad de acuerdo con la hidrostática (p=ρgh).
2. La superficie libre permanece horizontal hasta el plano del vertedero y todas laspartículas que pasan sobre el vertedero se mueven horizontalmente (en realidad la superficie libre cae cuando se aproxima al vertedero).
3. La presión a través de la lámina de líquido o napa que pasa sobre la cresta del vertedero es la atmosférica.
4. Los efectos de la viscosidad y de la tensión superficial son despreciables.

Objetivo

Observar el funcionamiento hidráulico de unacompuerta plana vertical para las condiciones de descarga y obtener su coeficiente de descarga.

Equipo Utilizado
* Mesa hidrológica
* Compuerta plana vertical
* Vertedor triangular
* Flexómetro
* Lirnnimetro

Desarrollo

1. Medir el ancho de la compuerta de descarga del tanque de aforo lateral (fig. 1)
2. Fijar tres aberturas en la cobertura de 6 cm, 9 cm y 12 cm.3. Abrir la válvula D correspondiente al tanque de aforo lateral, manteniendo cerradas las demás válvulas y encender la bomba. (fig. 3)
4. Establecer un gasto y esperar a que se estabilice el flujo
5. Aforar el gasto en el vertedor triangular y para cada una de las aberturas medir los tirantes “Y1” y “Y2” (fig. 2)
6. Apagar la bomba y cerrar la válvula de alimentación del...