aplicacion de la mecanica de fluidost

8/16/2019 Aplicacion de La Mecanica de Fluidost

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGEN

CIVIL

Título

APLICACIÓN DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS EN PRESAO REPRESAS

Autor:

SALAZAR VERCELLI MANUEL

Assor:

PEREZ CAMPOMANES GIOVENE

NUEVO C!IM"OTE # PER$%&'(


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INTRODUCCIÓN

Se puede definir a la mecánica de fluidos como la rama de la física que seencarga de estudiar las características de los fluidos (gases, líquidos) y los

medios en que se transportan. La Mecánica de los Fluidos, como área deestudio, se ha desarrollado gracias al entendimiento de las propiedades de losfluidos, a la aplicación de las leyes ásicas de la mecánica y la termodinámicay a una e!perimentación ordenada.

"l presente informe tiene por finalidad e!plicar sore el funcionamiento yprincipales aportes de las presas o represas hacia la #ida cotidiana de lahumanidad.

$ara entender cómo funciona una represa pensemos en un dique o en un río en el

que el agua se mue#e en una corriente siempre hacia una dirección determinada, enuna suerte de flu%o. "ste mo#imiento en el agua es el que necesita una represa parafuncionar y producir energía, con la diferencia que el agua se almacena en grandese!tensiones para ir soltándola de a poco y así otener un flu%o constante de agua

&ctualmente, regular el caudal de un río o disponer de agua para riego es unmoti#o secundario, el o%eti#o principal que define el dise'o, construcción yoperación de la mayoría de las represas es la generación de energía elctrica."sta se produce a partir de la energía potencial dada por la diferencia en elni#el del agua de un lado y otro de la represa. "stas construcciones son, enalgunos casos, monumentales oras de ingeniería y se han realiado en

algunos de los ríos más caudalosos del planeta

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http://curiosidades.batanga.com/2011/10/28/que-es-la-energia-hidraulicahttp://curiosidades.batanga.com/2011/10/28/que-es-la-energia-hidraulicahttp://curiosidades.batanga.com/2011/10/28/que-es-la-energia-hidraulicahttp://curiosidades.batanga.com/2011/10/28/que-es-la-energia-hidraulica


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Í)*+,

'-I)tro*u,,+.)//////////////////////////%

%-A)t,*)ts/////////////////////////-0

2.1 Defnición//////////////////////////////--0

2.2 Términos usados enpresas/////////////////////0

1-T+2os *r2rs3s///////////////////////4

1-'Represas de derivación……………………………………..61-%Represas de embalse………………………………………..6

*.+. -epresas de tierra………………………………….……….....73.2.2 -epresas de escollera…………………………………...…….73.2.3 -epresas de gra#edad………………………………………...83.2.4 -epresas de arco o ó#eda……………………………………8

1-%-( -epresas de pantalla…………………………………………..91-%-4 -epresas concontrafuertes……………………………………9

0-Usos5+*rol6,tr+,os/////////////////////-7

(-Co),lus+o)s 8r,o9)*3,+o)s////////////-/

''4-Fu)tsr+s3*3s//////////////////////''

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%- A)t,*)ts

%-'D;)+,+.):

"n ingeniería se denomina presa o represa a un muro faricado con piedra,hormigón o materiales sueltos, que se construye haitualmente en una cerradao desfiladero sore un río, arroyo o canal con la finalidad de contener el agua

en el cauce flu#ial para su posterior apro#echamiento en aastecimiento oregadío, para ele#ar su ni#el con el o%eti#o de deri#arla a canaliaciones deriego, o para la producción de energía elctrica, como se hace en las centraleshidroelctricas

tra función de algunas presas es contener las a#enidas producidas por llu#iastorrenciales que podrían inundar áreas rurales o agrícolas aguas aa%o

%-% T6r9+)os us3*os ) 2rs3s:

a) El embalse/ es el #olumen de agua que queda retenido por la presa.

b) El vaso: es la parte del #alle que, inundándose, contiene el aguaemalsada.

c) La cerrada o boquilla: es el punto concreto del terreno donde seconstruye la presa.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Embalsehttps://es.wikipedia.org/wiki/Embalse


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d) La presa o cortina/ propiamente dicha, cuyas funciones ásicas son, por un lado garantiar la estailidad de toda la construcción, soportando un

empu%e hidrostático del agua, y por otro no permitir la filtración del agua.

e) Los paramentos, caras o taludes: son las dos superficies más omenos #erticales principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o

de aguas arria, que está en contacto con el agua, y el e!terior o de aguas

aa%o.

f) La coronación o coronamiento: es la superficie que delimita la presasuperiormente.

g) Los estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están

en contacto con la cerrada contra la que se apoya.

h) La cimentación: es la parte de la estructura de la presa, a tra#s de la

cual se transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presión

hidrostática como las del peso propio de la estructura.

i) El aliviadero o vertedero: es una estructura hidráulica destinada a

propiciar el pase, lire o controlado, del agua en

losescurrimientos superficiales, siendo el ali#iadero en e!clusi#a para el

desag0e y no para la medición. "!isten di#ersos tipos seg1n la forma y uso

que se haga de ellos, a #eces de forma controlada y otras #eces como

medida de seguridad en caso de tormentas en presas.

Fnción del aliviadero

• 2arantiar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la

ele#ación del ni#el, aguas arria, por encima del ni#el má!imo

• 2arantiar un ni#el con poca #ariación en un canal de riego, aguas

arria. "ste tipo de #ertedero se llama 3pico de pato3 por su forma

• 4isipar la energía para que la de#olución al cauce natural no produca

da'os. "sto se hace mediante saltos, trampolines o cuencos.

• 2eneralmente se descargan las aguas pró!imas a la superficie lire del

emalse, en contraposición de la descarga de fondo, la que permite la

salida controlada de aguas de los estratos profundos del emalse

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https://es.wikipedia.org/wiki/Aliviaderohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_hidr%C3%A1ulicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Escurrimientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Descarga_de_fondohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aliviaderohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_hidr%C3%A1ulicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Escurrimientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Descarga_de_fondo


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produciendo una ele#ación de su ni#el que permita captarlas y dispuestas

para que las aguas puedan #erter sore ellas. Son especialmente

necesarios para hacer la toma de aguas de un salto, si el río es muy

irregular8 a su #e, pueden cumplir misiones de almacenamiento de agua.

$ueden ser rectos, cur#os o querados. :amin se di#iden en fi%os ymó#iles, estriando la diferencia en que estos 1ltimos incorporan partes

mó#iles que permiten #ariar la altura del agua remansada. "l perfil

trans#ersal de una presa de deri#ación consta de frente, coronación,

escape, ampeado y escollera. Seg1n los materiales empleados se podrán

encontrar audes de rama%e y material menudo, de escollera, madera,

encofrado, ga#iones metálicos (ca%as de tela metálica rellenas de gra#a),

sillería, mampostería y hormigón armado o en masa. Los elementos de

regulación en las represas de deri#ación mó#iles pueden ser agu%as (#igas

de madera), persianas, pantallas y compuertas. $ara reparar estos cierresse emplean otros pro#isionales denominados


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con un ata%amiento seme%ante a las laderas del mismo. Son aratas,

adecuadas si el terreno no ofrece uena cimentación, y se usan cada

#e más por escasear las cerradas aptas para represas de fárica. "l

perfil más usado es el trapeoidal, con taludes fi%ados seg1n aconse%e

la e!periencia. "l paramento aguas arria se protege casi siemprecon escollera8 como se necesita gran cantidad de materiales, stos

deen tomarse de lugares pró!imos a la ora. Se utilian dos tipos de

materiales muy diferentes8 por un lado, piedra o gra#a suelta, muy

estale, pero tamin muy permeale8 por otro, arcilla, impermeale

pero muy inestale. Lo esencial en este tipo de represas es lograr una

uena impermeailiación, que se confía al macio de represas en su

totalidad o ien a un n1cleo o espaldón de material impermeale.

Seg1n esto y los materiales empleados se pueden distinguir los tipos

siguientes/ de sección homognea, de sección formada por onasheterogneas, de n1cleo de tierra y taludes de escollera, de n1cleo de

arcilla y de n1cleo de fárica. "n su construcción pueden ser

utiliados dos mtodos/ en seco con el consiguiente arranque,

transporte y colocación en seco de los materiales, que despus se

apisonan mecánicamente8 e hidráulicos, en donde se arranca el

material con un chorro de agua a presión, se transporta en

suspensión hidráulica y se deposita por sedimentación natural.

#.&.& Represas de escollera Son similares a las detierra, y preferiles cuando e!isten canteras en el lugar de

construcción o se trata de onas con gran altitud y mal clima, que

harían difícil la construcción de represas de fárica. "!isten dos tipos

diferentes/ las represas de gran ase, en que, por ahorro de mano deora, la escollera se #ierte y sólo se arregla la parte donde #aya

apoyada la pantalla de impermeailiación8 y las represas de ase

peque'a, en que se compensa el ahorro de material logrado con una

colocación cuidadosa de la piedra. "s importante la calidad de la

piedra, que dee ser duradera y resistente a la acción de los agentes

atmosfricos. Se suelen colocar en loques de unas ? toneladas,

llegándose a utiliar incluso loques de hasta ;? toneladas. La

impermeailiación se logra mediante una pantalla en el paramento o

un n1cleo de material impermeale. 4e acuerdo con esto, sedistinguen los siguiente tipos/ represas de mampostería en seco, con

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pantalla de madera, metálica, ituminosa o de hormigón armado8

represas de escollera, con n1cleo interior de arcilla o fárica y

represas con espaldón de tierra o fárica.

#.&.# Represas de gravedad -esisten el empu%ede las aguas gracias a su peso, haciendo que la resultante de estas

dos fueras tienda a oprimir la estructura contra el terreno y no se

produca el #uelco ni el desliamiento. $ara lograrlo con la má!ima

economía de materiales, se han ensayado muchos perfiles, hasta

llegar a la aplicación casi 1nica del triangular con paramento #ertical,

aguas arria, y talud inclinado, aguas aa%o. "n planta pueden ser

rectas o cur#as8 en estas 1ltimas se apro#echa un efecto de arco que

contriuye a la resistencia de la presa.

"l material empleado es el hormigón y, dado el enorme #olumen a

mo#er, son oras complicadas de organiar y e%ecutar. "s preciso

tener %unto a la ora instalaciones au!iliares, como machaqueo de

áridos, faricación del hormigón y puesta en ora del mismo8 esta

1ltima puede hacerse mediante gr1as, gr1as5torre, cintas

transportadoras, puentes pro#isionales y cales con #agonetas. $ara

efectuar la e!ca#ación y hormigonado de los cimientos, comiena por

des#iarse el curso del río mediante ataguías, que son represas

rudimentarias de tierra, talas, estacas metálicas o escollera, y luego

se de%a totalmente en seco la ona de cimentación mediante omas

que e!traen el agua del recinto comprendido entre las ataguías. >na

#e preparado aqul, se e!ca#a y hormigonera, de%ando la superficie

de contacto con la roca dentada y en contrapendiente, lográndose así

mayor cohesión que si fuera plana. $ara mayor comodidad, estaprimera capa puede cimentarse por ca%ones huecos, que luego son

rellenados.

#.&.+ Represas de arco o bóveda 4esde laantig0edad se comproó que la disposición en arco de la planta eracon#eniente en todo tipo de represas, lo que condu%o al concepto de

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presa de arco, que resiste con un peso mucho menor que una presa

de gra#edad, por transmitir cada sección horiontal el esfuero

producido por el agua a las paredes de la cerrada. $or esta raón,

son sólo aplicales a #alles estrechos y profundos, de laderas

resistentes. $ara me%orar stas, pueden construirse estrios lateralesque resisten por gra#edad, asegurando por su propio peso la fi%ación

del arco y repartiendo las cargas en una e!tensión mayor de roca.

"!isten dos tipos/ de radio constante, en las que disminuye el ángulo

en el centro al crecer la profundidad, y de ángulo constante, en las

que el radio disminuye con la profundidad. "ntre las represas que de

este tipo se han construido en "spa'a se pueden destacar la de

&ldeadá#ila y @illarino, en el cauce del río 4uero y con alturas de A?

y BC m respecti#amente, y la presa del &taar, en el cauce delrío

Darama. -epresas de arco5gra#edad Son represas de gra#edad deplanta lo suficientemente cur#a como para permitir reducir lperfil

trans#ersal, considerando en el cálculo el efecto arco.

#.&., Represas de pan'alla 6onstan de unapantalla plana o cur#a, que es el principal elemento resistente, y de

unos contrafuertes de refuero8 a este tipo pertenecen las represas de

ó#edas m1ltiples. -esultan muy económicas comparadas con las

anteriores. "s preciso armar los contrafuertes, pues en caso contrario

podrían agrietarse. $ara aumentar la estailidad, la pantalla se inclina,

con lo que se apro#echa el peso del agua para aumentar la

resistencia. "ste tipo de represas no permiten alcanar grandes

alturas en su construcción.

#.&.6 Represas con con'rafer'es Se distinguende las anteriores en que el elemento resistente es el contrafuerte, que

alcana un tama'o mucho mayor que en aqullas. Los contrafuertes

suelen tener planta con forma de : y se usaron por primera #e en

"spa'a en la presa de Eurgomillodo. $ara e#itar agrietamientos en

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los contrafuertes se deen de%ar %untas de dilatación entre ellos.

"lementos y construcciones au!iliares

+. -/ 012R/EL34$R14/

Las represas hidroelctricas se encuentran entre las construcciones más grandes y

espectaculares del omre. Son una fuente de energía alternati#a muy 1til que

apro#echa los mo#imientos del agua para producir energía elctrica.

&lrededor del mundo entero, estas centrales hidroelctricas producen el +AG de toda

la energía elctrica del planeta, lo cual se traduce en el sustento elctrico de más de

mil millones de personas y por supuesto, un gran aporte al cuidado del medio

amiente.

"n otros trminos, HI;.??? mega#atios de energía se producen cada a'o gracias a

las represas, el equi#alente energtico a nada menos que *H?? millones de arriles

de petróleo. $or todas estas raones, la energía hidroelctrica de las represas es

tremendamente 1til.

6uando la presa, entre otros fines, est destinada a la producción de energía

elctrica, se construye un local destinado a alo%ar las turinas, alternadores,

aparella%e elctrico, aparatos de protección y medida, máquinas au!iliares y

transformadores, si el proyecto lo incluyera. La uicación dee escogerse lo

más cerca posile del punto donde las aguas #uel#en al cauce primiti#o, y el

lugar escogido dee cumplir además las condiciones siguientes/ posiilidad de

uena cimentación, e!tensión suficiente para futuras ampliaciones y facilidad

de acceso. La situación puede ser suterránea, lo cual es muy haitual si la

cerrada es muy arupta y el canal de deri#ación muy largo. tra uicación

posile es en el interior de la presa8 lo más frecuente es que se sit1e al airelire. La construcción de las casas de máquinas no re#iste mayor prolema que

el de tener en cuenta la presencia de fuertes cargas concentradas, deido al

gran peso de las máquinas elctricas, por lo que estás deerán apoyarse sore

un elemento resistente, que puede ser una #iga o, más frecuentemente, un

anillo o cilindro metálico o de hormigón armado. tra posile solución es

emeer el apoyo de las máquinas en el macio resistente de la presa. "n

estas casas de máquinas para oras hidráulicas deen cuidarse especialmente

la #entilación y la iluminación.

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http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/hydropower-plant.htmhttp://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/how-hydroelectric-energy.htmlhttp://science.howstuffworks.com/environmental/energy/hydropower-plant.htmhttp://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/how-hydroelectric-energy.html


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"s entonces cuando podemos halar de una central hidroelctrica, que #endría a ser

la e#olución de los antiguos molinos de agua, donde ya se aplicaa un mecanismo

ásico similar que apro#echaa la corriente de los ríos y hacía mo#er una rueda.

>na central hidroelctrica está compuesta de turinas hidráulicas, las aspas de estas

turinas se mue#en por la fuera del agua, esa fuera transmite su energía a un

generador donde se transforma en energía elctrica. "n general las centrales

hidroelctricas están uicadas en las represas ya que las masas de agua en

desni#el Jlo que tamin se conoce como salto geodsicoJ son una gran fuente de

energía. >na central hidroelctrica en un río ya ha de%ado de ser #iale por el poco

caudal de energía que se consigue.

(- Co),lus+o)s 8 r,o9)*3,+o)s:

Co),lus+o)s Las represas tienen como finalidad de contener el agua en el cauce

flu#ial para su posterior apro#echamiento de esta ya sea apro#echarlade forma de regadíos o para otener energía elctrica.

"n las presas de tierra Lo esencial en este tipo de represas es lograr una uena impermeailiación, que se confía al macio de represas ensu totalidad o ien a un n1cleo o espaldón de material impermeale.

• Las $resas de gra#edad es aquella en la que su propio peso es elencargado de resistir el empu%edel agua. "l empu%e del emalse estransmitido hacia el suelo, por lo que ste dee ser muyestale parasoportar el peso de la presa y del emalse. :ienen mayor durailidad yrequierenmenor mantenimiento

R,o9)*3,+o)s 6uando la presa, esta, destinada a la producción de energía elctrica, se

construye un local destinado a alo%ar las turinas, alternadores,aparella%e elctrico, aparatos de protección y medida, máquinasau!iliares y transformadores, La uicación dee escogerse lo más cercaposile del punto donde las aguas #uel#en al cauce primiti#o, y el lugar

escogido dee cumplir además las condiciones necesarias.

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"n las presas de tierra deen utiliarse mucho material impermeale yaque esto pro#ocará que la presa se mantenga estale sin filtraciones.

"l grosor del fondo del muro dee ser mayor ya que la presión en elfondo es mayor que en la superficie

4- Fu)ts r+s3*3s

5tt2s:

aplicacion de la mecanica de fluidost

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