Vertedero Morning Glory 1k2m68

1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo tiene como fin presentar los diferentes aspectos técnicos y característicos que tiene el vertedero morning glory, además de, dar a conocer los distintos elementos que lo conforman. “Los aliviaderos en pozo, también denominados “morning glory”, fueron utilizados con cierta profusión por los proyectistas de presas del mundo, hace algunas décadas, sobre todo en presas de materiales sueltos, debido a la ventaja que supone la sustitución del canal de descarga en la ladera por una galería trazada bajo el cuerpo de presa.” (Obras Hidráulicas, 1997) Este tipo de vertederos se presenta como un gran sumidero con rebasadero y forma de campana invertida, que une la superficie del embalse con una canalización que discurre bajo el cuerpo de la presa para salir aguas debajo de la misma. Por lo general este tipo de vertederos se construyen para evacuar excesos de agua en la presa, también se utilizan para laminar posibles avenidas provocadas por fuertes tormentas, garantizando que el agua no rebasara en ningún momento la coronación de la presa. (Amador, 2017) El funcionamiento de este tipo de aliviaderos, no es tan claro como el de uno de alimentación frontal; de hecho, son numerosos los casos de averías ocurridas en el mundo en ellos, sobre todo en su punto más delicado: el codo. Ello motiva que con frecuencia sean necesarias obras de reparación en este tipo de estructuras hidráulicas. 2. OBJETIVOS 

Identificar los distintos elementos que forman parte de un vertedero morning glory.

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Conocer el funcionamiento y características que presenta el vertedero morning glory.

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Realizar el diseño del vertedero morning glory.

3. MARCO TEÓRICO Vertedero “Morning Glory” Es un gran sumidero con rebasadero y forma de campana invertida, que une la superficie de embalse con una canalización que discurre bajo el cuerpo de la presa para salir aguas abajo de la misma. (Amador, 2017) El funcionamiento de un vertedero tipo morning glory, es similar al de un vertedero de superficie, con sección de control en el vertedero. A lo largo del tramo en pozo vertical, el agua transferida por este vertedero circula en régimen de caída libre, hasta llegar a una

determinada altura sobre el codo inferior de descarga, el agua debe circular este régimen de lámina libre, por lo cual se aduce aire por la parte superior del conducto de descarga. (Guamán, 2009) Características del vertedero de pozo o morning glory 

Debe ser hidráulica y estructuralmente adecuado

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Debe estar ubicado de tal manera que las descargas del aliviadero no erosionen ni socaven el talón aguas debajo de la presa

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Las superficies que forman el canal de descarga deben ser resistentes a velocidades erosivas

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Carece de compuertas, por eso su operación y respuesta ante la presencia de una gran avenida de caudal es automática

Partes del vertedero morning glory Aliviadero de demasía Consta de una entrada almenada, para aumentar la longitud de la coronación Zona de transición En esta parte del vertedero se presenta un perfil equivalente al del vertedero convencional Pozo Vertical Es el conducto que une la transición del vertedero con el codo que va hacia el conducto de salida Conducto de salida El conducto de salida por lo general cuenta con una pendiente positiva para garantizar que en su parte final nunca esté completamente vacío, es decir termina en un pequeño salto o trampolín.

Aliviadero de demasía

Transición

Conducto de salida

Pozo vertical

Ilustración 1: Partes del Vertedero “Morning Glory”

4. MEMORIA DE CÁLCULO Datos Caudal de diseño: 4 m3/s Carga de agua sobre el vertedero: 0.25 m Coeficiente de variación de descarga: 2 Diámetro de la tubería vertical: 1.20 m Diámetro del vertedero 𝑸 = 𝑪 × 𝑳 × 𝑯𝒅𝟏.𝟒𝟐 Donde: 3

𝑄: 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 (𝑚 ⁄𝑠) 𝐶: 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 (𝑐𝑡𝑡𝑒) 𝐿: 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑟𝑟𝑜𝑙𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎 (𝐿 = 𝜋 × 𝑑) (m) 𝐻𝑑 : 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎 (𝑚) 𝐷: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 (𝑚) 𝑫=

𝑫=

𝑸 𝑪 × 𝝅 × 𝑯𝒅 𝟏.𝟒𝟐 4 2 × 𝜋 × 0.501.42

𝑫 = 4.60 𝑚 Cálculo de la transición 𝑳𝒕 =

𝑫−𝑻𝟐 𝟐 × 𝒕𝒈𝟏𝟐. 𝟓°

Donde 𝐿𝑡 : 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 (𝑚) 𝐷: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 (𝑚) 𝑇2 : 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 (𝑚) 𝑳𝒕 =

4.60 − 1.20 2 × 𝑡𝑔12.5°

𝑳𝒕 = 7.70 𝑚 Para el cálculo de la sección de la transición es considerada como un perfil creager por lo tanto se utiliza los valores propuestos por Sviatoslav Krochin 𝒚 = 𝟎. 𝟑𝟏𝟗𝒙𝟐 − 𝟎. 𝟎𝟐𝟏𝒙 − 𝟎. 𝟎𝟎𝟗

5. CONCLUSIONES 

El vertedero Morning Glory es un aliviadero cuya principal función es evacuar el exceso de agua en una presa para transportar hasta otra presa o descargar aguas abajo.

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El vertedero Morting Glory sirve para evacuar el exceso de agua de la presa a veces de forma controlada y otras como medida de seguridad para tormentas, garantizando la seguridad de la elevación del agua por encima del nivel máximo.

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El vertedero tipo Morning Glory se implementa en presas para evitar catástrofes ya que ayuda a evacuar el agua en exceso producido por tormentas aguas arriba de la presa.

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El vertedero Morning Glory no utiliza compuertas, por lo tanto, trabaja de forma automática para desalojar el caudal excedente

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