CURSO: OBRAS HIDRAULICAS TEMA:
BOCATOMA ANGASMAYO
PRESENTADO POR: BALBUENA ROJAS WILDER CAPCHA SALGADO ROSMERY MIRANDA PACHECO ROBERTO CARLOS QUISPE VELARDE ROGER ALEJANDRO REYMUNDO GUTARRA JESUS PRESENTADO A: ING. MANUEL VICENTE HERQUINIO ARIAS
INTRODUCCION
La bocatoma se encuentra ubicada en la localidad de Angasma Angasmayo yo esta se ubica en la naciente del canal (Angasmayo-Sicaya) donde hace el recorrido del canal hasta Angasmayo-MataCruz. Angasmayo-Mat aCruz. Se observa que el canal nace nac e del rio cunas cun as a la altura del anexo de Copca de la provincia de Chupaca. La estructura principal fue construida de concreto armado y está diseñado para captar un caudal de 4.5 m3/seg. El emplazamiento de la bocatoma se da en un tramo curvo del río. La Bocatoma corresponde a una estructura de captación convencional, entre los elementos más importantes de tenemos: Un barraje fijo de concreto, Un Barraje Móvil provista de una compuerta radial ubicada adyacentes al barraje fijo y frontal al flujo, Dos ventanas de captación, posterior a las ventanas de captación se tiene el canal de limpia, consecutivamente se tienen 2 compuertas radiales de regulación que dan a una poza tranquilizadora, luego a un túnel de conducción. Actualmente, Actualmente, el barraje fijo y la poza disipadora disipadora de energía, presentan presentan una buena estabilidad sin mayores daños estructurales.
1.- PRINCIPIO DE TEORICO
Definimos Bocatoma al conjunto de Obras Hidráulicas construidas en una fuente de agua , ya sea río , canal o laguna , con la finalidad de captar y derivar de dicha fuente un determinado volumen de agua para utilizarlo con fines energéticos, de irrigación, de abastecimiento público u otros, constituye generalmente la obra básica para un aprovechamiento hídrico.
1.1 OBRAS DE DERIVACIÓN
Se define como obras hidráulicas de derivación, aquellas que se construyen con el objeto de aprovechar las aguas superficiales en forma controlada y sin alterar el régimen de la fuente de abastecimiento, disponiéndolas de tal manera que se puedan conducir hasta el sitio de utilización y sea por gravedad o bombeo. De acuerdo con lo anterior y considerando las características, tanto de la fuente de aprovechamiento como de la obra, básicamente se tienen los siguientes tipos de obras de derivación: 1.1 tomas directas 1.2 barajes simples 1.3 cajas de manantiales 1.4 galerías filtrantes 1.5 diques subterráneos 1.6 plantas de bombeo 1.7 presas de derivación
1.1.1 TOMAS DIRECTAS: Representa una de las soluciones más simplistas para efectuar una derivación y se adopta cuando la fuente de aprovechamiento puede proporcionar un caudal mucho mayor que el gasto deseado. El tirante necesario necesario puede tener en alguna posa que haga las veces de una presa derribadora natural localizada en un lugar firme. Esencialmente consta de un canal abierto que comunica a la fuente directamente con el conducto que llevara el agua a su destino, y de una estructura en la que instalan rejillas y compuertas para el control del paso del agua y se construyen en lagos y ríos.
1.1.2 BARAJES SIMPLES: Es la forma amas rudimentaria de las obras derivadas utilizados en ríos arroyos. la idea que se persigue con ellos, es constituir una pantalla que obstaculice el paso de la corriente, obligándola a formar un tirante mayor al normal. Para desviar parte del agua y encauzarla a un canal localizado en una de las márgenes del rio. Los barrajes se construyen transversalmente a la corriente y se forman con tablestacados, ramas de árboles y diques de arcilla o con un material de acarreos del mismo rio. Este tipo de obras permite un desarenamiento natural y la construcción del canal de riego a un nivel, que el logrado con la toma directa.
1.1.3 LAS CAJAS DE MANANTIALES: Para captar el agua de los manantiales se construyen diques y cajas d concreto o de mampostería dispuestos en forma tal, que se logre reunir en un sitio conveniente elegido, la aportación de cada venero para facilitar y controlar la derivación.
1.1.4 GALERIAS FILTRANTES: Se emplea para captar el agua subálvea de los ríos y en algunos casos se combina con la construcción de las presas derivadoras o de la toma directa para mejorar el aprovechamiento de la corriente. Consiste fundamentalmente e uno de los varios conductos perforados y sin juntar, dispuestos en forma conveniente a un nivel inferior del fondo natural del cauce, a fin de recolectar y conducir las filtraciones a un depósito y también subterráneo del cual se extrae el gasto recolectado.
1.1.5 DIQUES SUBTERRANEOS: Son pantallas que interponen bajo el fondo del cauce de los ríos, para cortar las filtraciones del agua entre los acarreos y propiciar el afloramiento de las corrientes subálveas una vez que estas hayan sido convenientemente definidas y se forman de diferentes materiales, como concretos, arcilla compacta, lechadas de cemento y bentonita, etc. En algunos casos el dentellón
de un dique vertedor se prolonga lo suficiente para hacer las funciones de pantalla subterránea.
1.1.6 PLANTAS DE BOMBEO: Cuando se ha definido la necesidad de bombear el agua para llevarla hasta un sitio
convenientemente
elegido,
las
estructuras
ya
mencionadas
se
complementan con una planta de bombeo, formando así lo que se puede llamar un sistema de derivación con bombeo.
1.1.7 PRESAS DE DERIVACION: Son estructuras que se originaron al mejorar el funcionamiento de los barajes y la afectividad de las tomas directas. Consecuentemente mediante este tipo de obra se controla el paso de la corriente, se eleva el tirante del aguapara encauzarla hacia la obra de toma y el gasto dee derivación, es controlado con esta última estructura. Las presas derivadoras tienen como principal función la irrigación; sin embargo algunas otras cumplen funciones de abastecimiento de agua, generación de energía a pequeña escala y control de avenidas en casos muy especiales.
1.2 TIPOS DE BOCATOMAS: a. Toma directa Se trata de una toma que capta directamente mediante un canal lateral, que por lo general es un brazo fijo del río que permite discurrir un caudal mayor que el que se va a captar. Su
mayor ventaja es que no se necesita
construir un barraje o azud que por lo general constituye una de las partes de mayor costo. Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas, además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación.
b. Toma Mixta o Convencional Se trata de una toma que realiza la captación mediante el cierre del río con una estructura llamada azud o presa de derivación, el cual puede ser fija o móvil dependiendo del tipo del material usado. Será fija cuando se utiliza un elemento rígido, por lo general concreto, y será móvil cuando se utilizan compuertas de acero o madera. La captación en ese tipo de bocatomas se realiza por medio de una ventana que puede funcionar como orificio o vertedero dependiendo del tirante en el río.
c. Toma Móvil Se llama así aquella toma que para crear la carga hidráulica se vale de un barraje móvil. Son tomas que por la variación de niveles en forma muy marcada entre la época de estiaje y avenida, necesitan disponer de un barraje relativamente bajo, pero que para poder captar el caudal deseado necesitan de compuertas que le den la cota a nivel de agua adecuado. A los barrajes con compuertas que permiten el paso del caudal de avenida a través de ellos se les conoce como barraje móvil. Su principal ventaja es que permite el paso de los materiales de arrastre por encima de la cresta del barraje vertedero o azud.
d. Toma Tirolesa o Caucasiana Son tomas cuyas estructuras de captación se encuentran dentro de la sección del azud, en un espacio dejado en él, protegido por una rejilla que impide
el
ingreso
de
materiales
gruesos.
Estas
tomas
no
son
recomendables en ríos donde el arrastre de sedimentos es intenso, y que podrían causar rápida obstrucción de las rejillas. Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Perú son muy jóvenes y arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la construcción de esta toma debe ser donde las condiciones lo favorezcan. Para concluir el tipo de bocatoma más recomendable para realizar la captación de un caudal determinado previamente, depende de la altura del vertedero, de las condiciones de la cimentación, del flujo en el río, remanso aguas arriba, de la disponibilidad de los materiales de construcción y del monto del dinero asignado pare la ejecución de la obra.
1. Las partes que conforman la obra de derivación son:
Barraje fijo
Colchón disipador
Disripiador
Compuertas del disripiador
Canal de desfogue
Ventana de captación
Compuertas de entrada
Transición
2.- OBJETIVOS 1. ¿Dónde se ubica una obra de derivación? 2. ¿Qué es una obra de derivación? 3. ¿Qué es una bocatoma y que tipo es? 4. ¿Qué partes que conforman se observan?
3.- PROCEDIMIENTO ACCESO A BOCATOMA DE LA C.H HUARISCA & ANGASMAYO La Zona en estudio “BOCATOMA DE LA C.H HUARISCA & ANGASMAYO” se
encuentra en el poblado de Angasmayo, distrito de Chambara, Provincia de Concepción, Departamento de Junín.
Políticamente el tramo en estudio abarca:
Departamento
: Junín
Provincia
: Concepción
Distrito
: Chambara
Poblado
: Angasmayo
Geográficamente el tramo en estudio se ubica:
Latitud
:
12° 2'17.33"S
Longitud
:
75°23'28.12"O
Cota
:
3425.00 msnm
Coordenada del tramo en estudio:
Zona
: 18L
Coordenada Este : 457426.16 m E Coordenada Norte : 8669197.95 m S Cota
: 3425.00 msnm
BOCATOMA
CARRETERA
CANAL DE CONDUCCION
3.1 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO La zona de estudio cuenta con un acceso principal desde la Provincia de Chupaca, por la carretera Chupaca – Nor- Yauyos-Cochas – Cañete, para lo cual desde la ciudad de Huancayo hasta la Provincia de Chupaca existe una distancia de 22 km de carretera asfaltada con un recorrido de 20 minutos aproximadamente en movilidad; ya desde Chupaca siguiendo el acceso a nivel de asfaltado de la carretera Chupaca – Nor- Yauyos-
Cochas – Cañete hasta la localidad de Angasmayo (BOCATOMA) se cuenta con una distancia aproximada de 12 km (10 minutos en movilidad); en la que se encuentra vegetación y sembríos (retamas, plantaciones de eucaliptos, álamos, y agricultura en general), así mismo se observa ganadería en la zona; por todo lo mencionado y sin alguna observación se llega a la conclusión de que el arribo a esta obra de derivación es de fácil acceso. CARRETERA ASFALTADA
GANADERIA
VEGETACION
12 Km CARRETERA
BOCATOMA DE LA C.H HUARISCA & MANTARO
MUROS LATERALES
BARRAJE FIJO TIPO CREAGER
DESARENADOR
COMPUERTA DE REGULACION
COLCHON DISIPADOR
DETALLES DE LAS PARTES CITADAS EN LA IMAGEN GENERAL:
ESTRIBOS O MUROS DE ENCAUSAMIENTO
3.2 ESTRIBOS O MUROS DE ENCAUSAMIENTO: Tiene la función de encausar el rio hacia la bocatoma y prevenir la erosión de terreno que se encuentra al lado derecho de la obra y debilitar la estructura generando una posible falla.
BARRAJE FIJO COLCHON DISIPADOR
3.3 BARRAJE FIJO Y COLCHON DISIPADOR: El barraje fijo es de tipo creager que en el caudal máximo (cuando reboza la estructura) esta cresta evita que exista erosión por la fuerza que genera la caída de agua. El colchón disipador tiene la función de disipar la energía generada por el caudal máximo y por la forma del barraje para que el al final de la estructura no genere erosión.
POLEA DE ENGRANAJE
COMPUERTA METALICA
POLEA DE ENGRANAJE
COMPUERTA METALICA
3.4 DESARENADOR: El desarenador sirve para mantener limpia la bocatoma y así aprovechar en lo posible el recurso hidráulico y para mantener la estructura de un posible colapso por exceso de material granular. Para realizar la limpia la plancha metálica de desarenador cuenta con una polea de engranaje para poder abrir y cerrar la compuerta que se encuentra encima de los pilares. La estructura que se encuentra en el pilar derecho es el muro guía que sirve para evitar las bolonerias que puedan dañar la compuerta del desarenador y también para evitar la acumulación al pie de la ventana de captación material granular, la compuerta del desarenador tiene una medida de 2 x 3 metros x 3/8 aprox.
VENTANA DE CAPTACION
VENTANA DE CAPTACION
3.5 VENTANA DE CAPTACION: Tiene finalidad de derivar parte o el total del caudal que discurre en un rió, para irrigar una área bajo riego o generar energía mediante su utilización en una central hidroeléctrica, está a una determinada altura de la base para evitar el ingreso de material granular y material de arrastre.
Luego
de
las
ventanas
de
captación existe una distancia de aproximado 2 metros que viene a ser el DESRIPIADOR, que sirve para
evacuar cualquier material
que haya pasado por la ventana de captación, luego vienen las 2 compuertas metálicas para el ingreso de agua a la toma que está dividido por un pilar de tipo bala para evitar la erosión del pilar, estas compuertas se regulan mediante una polea de engrane para poder captar el caudal requerido, luego viene el colchón disipador para controlar velocidad del agua y antes del ingreso al canal de conducción cerrada viene una transición para el ingreso de agua hacia el ducto, que cuenta con una rejilla para evitar el ingreso de materiales o personal que se encuentra en la zona.
La compuerta de regulación tiene la finalidad como bien COMPUERTA DE REGULACION
dice de regular el caudal que se requiere para la toma, eliminando
el
caudal
excedente, es una compuerta metálica de 1 metro de Long. Y al desfogue del caudal excedente se junta con el canal del desarenador que está dividido por un pilar de tipo bala, cuenta con un sistema
de
rosca
manipular la compuerta.
para
SALIDA DE LA TOMA DE AGUA CONDUCIDO
POR
UN
CANAL
CERRADO
CONDUCTO DEL CAUDAL DE AGUA POR
UN
CANAL
TRAPEZOIDAL, OBSERVA
EL
ABIERTO
TAMBIEN
SE
ALIVIADERO
DE
DEMASIAS COMO LA COMPUERTA DE
SE
ENCUENTRA
PARA
LA
EVACUACION RAPIDA DEL AGUA CUANDO SE OBSTRUYE EL CANAL Y NO CAUSE UN DESBORDAMIENTO
COMPUERTAS EVACUACION
PARA RAPIDA
LA DE
LAS
AGUAS EN CASO DE QUE HAYA UNA OBSTRUCCION EN EL CANAL.
MANIPULACION
DE
LAS
COMPUERTAS A TRAVEZ DE LOS EJES ROSCADOS Y UNA TUERCA TIPO TIMON.
SALIDA DEL AGUA HACIA EL RIO MEDIANTE UN CANAL
LUEGO DE UN RECORRIDO DE CASI 5 KM DE LA TOMA EL CAUDAL BAJA POR UNA TUBERIA CON UNA CAIDA DE
100
METROS
APROXIMADAMENTE LA CUAL ES NECESARIO
PARA
QUE
EL
GENERADOR FUNCIONE Y GENERE ELECTRICIDAD
LUEGO
QUE
SE
GENERE
LA
ELECTRICIDAD EL AGUA REGRESA HACIA
EL
CAUSE
DEL
RIO
MEDIANTE 2 CONDUCTOS QUE ESTA SEPARADO POR UN PILAR QUE
TIENE
SOLO
RECTANGULAR, REUTILIZADA CAPTACION.
DESARENADOR BARRAJE FIJO COLCHON DISIPADOR
ESTRIBO REGULADORES
CANAL ABIERTO
LA
LA
FORMA
CUAL
POR
SERA OTRA
Una vez que el caudal empleado para la funcion de la hidroelectrica y esta regresa al cause del rio se reutiliza para el canal abierto y que sera empleado para riego de la zona y esta toma tienen los siguientes componente: 1. Estribos. 2. Barraje fijo tipo creager. 3. Dos compuertas móviles que son los desarenadores apoyados por un pilar tipo bala. 4. Tres compuertas móviles que regulan la cantidad del caudal requerido para el canal abierto que será utilizado para el riego. 5. Todas las compuertas son manipuladas por un eje roscado y su respectiva tuerca. 6. El colchón disipador.
4.- RESULTADOS Desde punto de vista hidráulico, no se han observado daños de erosión por cavitación o por impacto, se tiene ligero desgaste del perfil del barraje debido a la erosión por abrasión propias de los años de funcionamiento, las cuales deben ser reparadas.
5.- RECOMENDACIONES
Realizar un mantenimiento previo ya que se encontró fisuras leves causadas por la erosión por abrasión.
Se pudo observar en campo de una compuerta dañada se recomienda que debe ser cambiada cada cierto tiempo para tener mayor eficiencia de captación de agua.
CONCLUSIONES
Se ubicó la obra de derivación en:
Región
: Junín
Provincia : Concepción
Distrito
: Chambará
Además de estar ubicado en la sub cuenca del Cunas, con una altitud de 3441 m.s.n.m., en las coordenadas: 18L 0457454 UTM 8669196.
Una obra de derivación se define como obras hidráulicas de derivación, aquellas que se construyen con el objeto de aprovechar las aguas superficiales en forma controlada y sin alterar el régimen de la fuente de abastecimiento, disponiéndolas de tal manera que se puedan conducir hasta el sitio de utilización ya sea por gravedad o bombeo.
Una bocatoma: Se define así a la estructura que tiene finalidad de derivar parte o el total del caudal que discurre en un rio, para irrigar una área bajo riego
o
generar
hidroeléctrica.
energía
mediante
su
utilización
en
una
central
BIBLIOGRAFIA
1.- Presas derivadoras construidas en México SARH 1977 2.- PRESAS, C.E.C Resendiz, Martinez, Ing luis U.N.A.M. Mexico 1974 3.- diseño de presas pequeñas united state department of the inferior of breads, whashintons D,c 1974 4.- obras hidráulicas, torres Herrera Francisco Ed. LUMUSA 5.- Presas de Derivación Velasco Sanches Ing. Octavio, Secretaria de Recursos Hidraulicos.
