7/24/2019 Diseo de Un Sistema Mecnico de Control Para Un Embalse Mediante Una Compuerta Taintor

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Ilustracin 2. Segundo diseo preliminarIlustracin 1. Primer diseo preliminar

Ilustracin 3. Tercer diseo preliminar

1. Diseo de forma del sistema y de sus componentes

El diseo de forma es la composicin completa de la que la forma es laparte ms evidente. Disear una forma es un proceso aparte del diseodel componente en s, y afecta a la otra en gran medida. Para el

presente proyecto se consideraron tres posibles diseos de forma parala compuerta los cuales se muestran acontinuacin; la aceptacin ascomo el reca!o de los mismos, depender de si cumplen o no con lase"igencias del diseo.

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2. Denicin de las Capacidades de la Compuerta

Taintor

#as capacidades de las compuertas dependen del cabe!al de presinque va a soportar, con este valor y teniendo en cuenta las condicionesambientales a las cuales la compuerta va a ser e"puesta podremosescoger el material a usar.Para el clculo de capacidad de la compuerta se tomar en cuenta slola fuer!a e$ercida sobre el agua tomando las siguientes consideraciones%

El nivel de agua estar en reboce para obtener la presin m"ima

e$ercida sobre la compuerta.

#a compuerta solo tiene carga idrosttica en el lado conve"o.

Datos%

H2O=9800[Kgm3 ]

g=9.81[ms2 ]

&ltura de la compuerta ' h=2[m]

&nco de la compuerta ' a=4 [m ](adio de curvatura ' r=4 [m]

PH=gh

PH=98009.812

PH=1.92105[Pa]

FH=PHAs

FH=1.92

10

5

ra

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stracin 4. Modelo del punto de aplicacin de la fuerza idrost!tica so"re la compuert

FH=1.9210

5

644

FH=1.921058.378

FH

=1.608

[MN

]

Punto donde act)a la fuer!a idrosttica sobre la compuerta%

y=h

3

y=2

3

y=0.67[m ]

3

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#. Denicin de los $actores de %n&uencia

Para el diseo de la compuerta radial se deben de tomar en cuentas

diversos factores que modificaran nuestra matri! de decisin de los

materiales a usar y del diseo de forma a implementar. El diseo se ve

influenciado principalmente por factores econmicos, sociales,

ambientales y t*cnicos; los cuales se detallan a continuacin.

#.1. $actores econmicos

+osto. Es uno de los principales factores en identificar; -n

elevado costo de produccin es el primer problema que se debe

de superar cuando se tiene el diseo final. i la implementacin

del proyecto supera el presupuesto, este difcilmente se reali!ar;

Este factor se toma en cuenta en la seleccin de materiales, en el

diseo de forma y en la reali!acin de la obra civil.

Disponibilidad. Este factor se relaciona con el costo de

produccin. e debe de seleccionar materiales disponibles en el

mercado nacional para evitar el tiempo y el costo de importacin.

#.2. $actores sociales

Poblacin. #a poblacin cercana a la obra ver afectado su estilo

de vida durante la instalacin de la compuerta y en su utili!acin,

debido a la retencin del flu$o de agua, de la cual mucascomunidades sobreviven.

#egal/0ormativo. El diseo reali!ado debe respetar las

especificaciones de la norma utili!ada para cumplir con el

estndar; El diseo de un sistema e"istente no se puede reali!ar

sin la aplicacin de la normativa correspondiente para evitar

problemas legales; #a compuerta radial tipo taintor go!a de varias

normativas que se pueden aplicar.

#.#. $actores am"ientales

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1eogrfico. #a ubicacin geogrfica, en donde se va a aplicar el

diseo, determina aspectos fundamentales que afectarn la

instalacin y el mantenimiento de la compuerta, estos son% la

dimensin para su transporte, el clima y la composicin del agua

en donde traba$ar.

2ransporte. #a accesibilidad a la !ona en donde se instalar la

compuerta determinar el lugar en donde se realice su ensamble,

debido a la dificultad para transportar ob$etos de gran volumen y

peso a ubicaciones geogrficas sin vas.

+lima. #os materiales seleccionados deben de soportar las

variaciones de temperatura y de umedad que puedan ocurrir en

el ambiente.

+orrosin. El agua puede contener sales que formaran un

electrolito en donde la compuerta se sumergir, provocando la

corrosin del acero. i la seleccin de los materiales no soluciona

este problema se debe de optar por el correspondiente sistema de

pintura para la estructura e"puesta al aire; y el sistema de pintura

o revestimiento, ms la proteccin catdica para la estructura

e"puesta al electrolito.

3edio ambiental. #os materiales utili!ados para su construccin,

proteccin y uso no deben de reaccionar cuando entren en

contacto con el medio ambiente.

#.'. $actores T(cnicos

Diseo. El diseo de la compuerta debe de basarse en normas

recientes en donde se tomen en cuenta nuevas investigaciones y

desarrollos tecnolgicos, y as tambi*n nuevos materiales.

eguridad. e debe de disear con el correcto factor de

seguridad, pero evitando el aumento de costos de formainnecesaria.

4nstalacin. El diseo debe de ser reali!ado pensando en el lugar

en donde se va a instalar la compuerta; 2omando en cuenta la

ubicacin del mun o pivote, la solera y el dispositivo elevador.

3antenimiento. #as pie!as desacoplables que componen la

compuerta deben de ser fcilmente intercambiables, y las !onas

que requieran mantenimiento deben de ser accesibles.

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'. )ecopilacin de %nformacin T(cnica para solucionar

el re*uerimiento

#as compuertas tipo 2aintor son compuertas lisas con forma de sector

circular que giran alrededor de una articulacin, por medio de unos

bra!os radiales fi$ados al tablero para transmitir la presin del agua a la

estructura.

#as compuertas radiales 5tipo taintor6 son compuertas de sector

pivotante que puede ir en canales y aliviaderos de presa como elemento

de control de nivel del agua como elemento de regulacin y descarga

de desag7es profundos de presas.

#a cara o tablero que ace frente a la presin del agua es un segmento

cilndrico de radio constante. El radio de la capa del tablero suele ser

89 8.: veces la altura de la compuerta. 1eneralmente el e$e de giro se

sit)a por encima de la m"ima lmina de agua, aunque tambi*n puede

situarse deba$o.

e trata de un con$unto formado por un tablero mecano soldado curvo

con forma de sector que cierra mediante perfiles de elastmero su$etas

al tablero sobre unas partes fi$as embebidas en el ormign.

#a superficie cilndrica o tablero se ace conc*ntrica con los e$es de los

apoyos, de manera que todo el empu$e producido por el agua pasa por

ellos; de esta forma slo se necesita una pequea cantidad de

movimiento para elevar o ba$ar la compuerta. #as cargas que tiene que

mover consisten en el peso de la compuerta, los ro!amientos entre los

cierres laterales, las pilas, y los ro!amientos en los e$es.

us principales venta$as son%

Esfuer!o de elevacin considerablemente menor

+apacidad de regulacin

uncionamiento seguro y sencillo, e i!ado rpido

#as compuertas que van en canales y aliviaderos de presa son estancas

en < lados, laterales e inferior y se disean para soportar sobrevertidos

en caso de avenidas. #as compuertas que traba$an como elemento de

regulacin y descarga de desag7es profundos de presas son estancas =

lados, dintel superior, laterales y cierre inferior. 2oda la estructura de la

compuerta se refuer!a convenientemente para resistir las elevadas

solicitaciones mecnicas.

-na compuerta radial consta de los siguientes elementos%

Tablero:

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El tablero de la compuerta taintor est formado por una capa forro

refor!ada mediante vigas ori!ontales y verticales que forman un

con$unto rgido. En algunos casos la rigidi!acin central se reali!a por

una viga ca$n adems de las vigas ori!ontales y verticales. El guiado

lateral del tablero se reali!a por sistema de rodillos que en su recorrido

apoyan sobre las partes fi$as laterales.

Brazos:

#os bra!os unidos al tablero formado por estructuras mecano soldada,

transmiten el esfuer!o al ormign a trav*s de rtulas esf*ricas libres de

mantenimiento. #as rtulas constan de bulones ampliamente

dimensionados a trav*s de los cuales se transmite el empu$e a las

silletas de apoyo sobre el ormign. #as silletas estn dimensionadas

para efectuar un reparto uniforme de presiones al ormign, sin que

*stas resulten e"cesivas.

Partes fijas:

#a estanqueidad a tres lados >laterales e inferior? se obtiene a trav*s de

perfiles especiales de elastmero EPD3 >Etilenopropileno? situados en

el tablero. #a su$ecin de estos perfiles se reali!a mediante pletinas

metlicas y tornillera en acero ino"idable. #as superficies de cierre tanto

lateral como inferior se colocan embebidas en el ormign y son en

acero ino"idable &44

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tiene una especial atencin al tener en cuenta la inclinacin de la capa

del forro. #as compuertas taintor pueden estar accionadas por 2ornos

el*ctricos cadenas 1alle o cable de acero o servomotor.

Las normas y criterios utili!ados en la comprobacin estructural de

estas compuertas son%

D40 8AB@=% 5Cydraulic teel tructures. +riteria for Design and

+alculation6.

D40 8AB@:% 5Cydraulic teel tructures. (ecommendation for

Design, +onstruction and Erection6.

+omo sistema de proteccin anticorrosivo, se tiene lo siguiente%

Estructuras de acero en inmersin de agua permanente%

1ranallado & 9 8/9

:@ micras imprimacin epo"y curado con poliamida

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,. Determinacin de las fuerzas so"re el sistema

mec!nico-

. /la"oracin de Modelos Matem!ticos para c!lculos

0. Diseo de los diferentes elementos mec!nicos a

construir

. Seleccin de los diferentes elementos mec!nicos

est!ndares

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