Compuerta

Las compuertas , también llamadas compuertas de cierre , son compuertas ajustables que se utilizan para controlar el flujo de agua en barreras contra inundaciones , embalses , ríos , arroyos o sistemas de diques . Pueden diseñarse para establecer la altura de la cresta del aliviadero en las presas , para ajustar los caudales en compuertas y canales , o para detener completamente el flujo de agua como parte de un sistema de dique o de marejada ciclónica . Dado que la mayoría de estos dispositivos funcionan controlando la elevación de la superficie del agua que se almacena o se canaliza, también se conocen como compuertas de cresta .

En el caso de los sistemas de desvío de inundaciones, a veces también se utilizan compuertas para reducir los niveles de agua en un río o canal principal, permitiendo que fluya más agua hacia un desvío o cuenca de retención cuando el río o canal principal se acerca a una fase de inundación.

Las válvulas utilizadas en las compuertas de control de inundaciones presentan diversos requisitos de diseño y suelen ubicarse en la base de las presas. A menudo, el requisito más importante (además de regular el caudal) es la disipación de energía. Dado que el agua es muy pesada, sale de la base de la presa con la enorme fuerza de la presión ejercida desde arriba. Si esta energía no se disipa, el flujo puede erosionar la roca y el suelo cercanos y dañar las estructuras.

Otros requisitos de diseño incluyen tener en cuenta el funcionamiento a presión , el caudal, si la válvula funciona por encima o por debajo del agua, y la regulación de la precisión y el coste.

• Las válvulas de cono fijo están diseñadas para disipar la energía del flujo de agua durante la descarga de un embalse. Consisten en una sección de tubería circular con una compuerta de manguito ajustable y un cono en el extremo de descarga. El caudal se regula moviendo el manguito hacia afuera o hacia adentro de su asiento cónico. Este diseño permite liberar agua a alta presión desde la base de una presa sin causar erosión en el entorno circundante. Las válvulas de cono fijo pueden manejar alturas de hasta 300 m.
• Las válvulas de chorro hueco son un tipo de válvula de aguja que se utiliza para la descarga de compuertas. Un cono y un asiento se encuentran dentro de un tubo. El agua fluye a través de un espacio anular entre el tubo y el cono cuando se desplaza aguas abajo, alejándose del asiento. Unas nervaduras sostienen el bulbo y suministran aire para la estabilización del chorro de agua.
• Las válvulas de chorro anular son similares a las válvulas de cono fijo, pero cuentan con un collar integrado que descarga el agua en un chorro estrecho. Son adecuadas para alturas de caída de hasta 50 m.
• Las compuertas de chorro son similares a las válvulas de compuerta , pero con una restricción cónica antes de la hoja que concentra el agua en un chorro. Fueron desarrolladas en la década de 1940 por la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos para permitir un control preciso del caudal de descarga sin la cavitación que se observa en las válvulas de compuerta convencionales. Las compuertas de chorro pueden manejar alturas de hasta 150 m.

La fuerza que actúa sobre una compuerta rectangular se puede calcular mediante la siguiente ecuación :

${\displaystyle \ F=pA}$

dónde:

F = fuerza medida en newtons (N)

p = presión ${\displaystyle =\rho gh\,}$medido en pascales (Pa)

dónde:

• ρ es la densidad del agua dulce (1000 kg/m³ ⁾ ;
• g es la aceleración debida a la gravedad en la Tierra (9,8 m/s² ⁾ ;
• h es la altura de la columna de agua en metros.

A = área = rectángulo : longitud × altura medida en ^m²

dónde:

longitud = la longitud horizontal de una compuerta rectangular medida en metros

altura = la altura de una compuerta no sumergida desde el fondo de la columna de agua hasta la superficie del agua, medida en metros.

Si la compuerta rectangular está sumergida bajo la superficie, se puede utilizar la misma ecuación, pero solo se debe usar la altura desde la superficie del agua hasta el centro de la compuerta para calcular la fuerza sobre la misma.

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• Obras Delta
  • Oosterscheldekering

• DeltaWorks.Org – proyecto en los Países Bajos sobre compuertas