Diseño y Operación de Aliviaderos: Compuertas y Canales de Aproximación en Presas

Decisión y Diseño de Compuertas en Aliviaderos

Otra decisión importante es la utilización de compuertas en aliviaderos. En principio, un aliviadero libre es preferible, ya que es más simple, opera automáticamente sin necesidad de mecanismos y sus costos de mantenimiento son muy reducidos. Sin embargo, existen ocasiones en las que el empleo de compuertas es aconsejable. Estas situaciones incluyen:

• Cuando la longitud de la cresta debe ser reducida, ya que permite manejar cargas de agua mayores.
• Cuando la carga de agua resultante sobre el nivel de alivio es tan grande que no puede ser suplida sin detrimento de la capacidad normal o útil del embalse y, en consecuencia, de su rendimiento.
• Cuando se hace necesario desaguar caudales con niveles de agua por debajo del nivel normal de operación del embalse.
• Cuando se quieren mantener los niveles de agua en el embalse lo más estables posible.
• Para crear capacidad de control de crecidas adicionales. También en presas bajas, para garantizar, por ejemplo, calados para navegación.

Los aliviaderos con mecanismos de control son, por lo tanto, más flexibles que los libres y permiten mayor versatilidad de operación. Su mayor desventaja radica en el mantenimiento y la operación, especialmente en aquellos de operación automática. Por otra parte, debe recordarse que no todos los tipos de aliviaderos se adaptan al uso de compuertas.

Consideraciones Generales de Proyecto de Aliviaderos

Canal de Aproximación

En aliviaderos independientes de la estructura de las presas, siempre se requiere un canal de aproximación que conecte la estructura de control con el embalse, salvo que esta última esté, de hecho, ubicada dentro del embalse.

Para el diseño del canal de aproximación, se deben considerar los siguientes criterios:

• Velocidades máximas: Deben mantenerse lo más bajas posible, usualmente del orden de 0,5 m/s, con el fin de minimizar pérdidas y evitar la erosión en canales no revestidos (flujo subcrítico).
• Garantizar que las aguas lleguen a la estructura de control con un flujo lo más uniforme posible.

Los canales de aproximación son, por lo general, no revestidos, de sección trapezoidal y de dimensiones amplias. Las pendientes son casi siempre horizontales o ligeramente adversas (negativas), con el fin de garantizar bajas velocidades.

Debe tenerse especial cuidado con la estabilidad de los taludes en las zonas adyacentes al canal para evitar que cualquier derrumbe lo obstruya.

Estructura de Control

El objetivo principal de una estructura de control es establecer una relación definida y estable entre las alturas de agua en el embalse y los gastos en el aliviadero, es decir, la curva de gastos.

El criterio básico de diseño de una estructura de control es definir una curva de gastos lo más nítida posible que se adapte a las condiciones de operación del embalse (nivel máximo del embalse, caudal de diseño, etc.).