Puerta de Tainter

La compuerta Tainter es un tipo de compuerta de brazo radial que se utiliza en presas y esclusas de canales para controlar el flujo de agua. Recibe su nombre de su inventor, el ingeniero estructural de Wisconsin Jeremiah Burnham Tainter . ^{[ 1 ]}

Tainter, empleado de la empresa maderera Knapp, Stout and Co. , inventó la compuerta en 1886 para su uso en la presa de la compañía que forma el lago Menomin en los Estados Unidos. ^{[ 1 ]}

Una vista lateral de una compuerta Tainter se asemeja a una porción de pastel , con la parte curva orientada hacia la fuente o el depósito superior de agua y la punta apuntando hacia el destino o el depósito inferior. La cara curva o placa de revestimiento de la compuerta tiene la forma de una sección cilíndrica en forma de cuña . Los lados rectos de la forma de pastel, los brazos de pivote , se extienden hacia atrás desde cada extremo de la sección cilíndrica y se unen en un pivote que sirve como punto de pivote cuando la compuerta gira. ^{[ 2 ]}

Las fuerzas de presión sobre un cuerpo sumergido actúan perpendicularmente a su superficie. El diseño de la compuerta Tainter hace que todas las fuerzas de presión actúen a través del centro del círculo imaginario del cual la compuerta forma una sección, de modo que toda la fuerza de presión resultante actúa a través del punto de pivote de la compuerta, lo que facilita su construcción y diseño.

Cuando una compuerta Tainter está cerrada, el agua ejerce presión sobre el lado convexo (aguas arriba). Al girar la compuerta, el flujo de agua que pasa por debajo ayuda a abrirla y cerrarla. Su superficie redondeada, sus largos brazos radiales y sus cojinetes permiten que se cierre con menos esfuerzo que una compuerta plana. Las compuertas Tainter suelen controlarse desde arriba mediante un sistema de cadena, reductor y motor eléctrico .

Un factor crítico en el diseño de las compuertas Tainter es la cantidad de tensión que se transfiere desde la placa de revestimiento a través de los brazos radiales hasta el muñón, con cálculos relacionados con la fricción resultante que se produce al subir o bajar la compuerta. Algunos sistemas antiguos han tenido que modificarse para tener en cuenta las fuerzas de fricción que el diseño original no previó. ^{[ 3 ]} En 1995, una tensión excesiva durante una apertura provocó la rotura de una compuerta en la presa Folsom en el norte de California.

Otra ventaja de una compuerta Tainter es su capacidad para aumentar la capacidad del embalse y regular el caudal de agua. Al abrirse, la compuerta se eleva una cierta cantidad por encima del borde del aliviadero de la presa hasta alcanzar el caudal deseado. Por cada pie que se abre una compuerta, el nivel total del embalse aumenta en la misma medida. Por lo tanto, cuando el nivel del agua en el embalse se acerca a la parte superior de las compuertas del aliviadero, estas pueden abrirse para reducir el nivel. Si la entrada de agua al embalse es mayor que la salida, el nivel del agua aún puede subir por encima de las compuertas de acero. Esta capacidad adicional puede utilizarse para retrasar el envío de agua aguas abajo, por ejemplo, si el río está experimentando una gran crecida. Las compuertas Tainter pueden ayudar a retener más agua de la capacidad de diseño del embalse, lo que permite que la escorrentía natural se disipe durante más tiempo.

La compuerta Tainter se utiliza en presas y esclusas de control de agua en todo el mundo. Solo la cuenca alta del río Misisipi cuenta con 321 compuertas Tainter, y la cuenca del río Columbia con 195. Una compuerta Tainter también se utiliza para desviar el flujo de agua hacia la central hidroeléctrica de San Fernando en el acueducto de Los Ángeles . ^{[ 1 ]}

• Presa de rodillos