FACULTADDE

INGENIERIAS

TEMA: TRABAJO DE INVESTIGACIONCOMPUERTA TAINTOR O RADIAL ALUMNO: SAUL AGUILAR VENTURA CURSO : MECANICA DE FLUIDOS II FECHA : 09/09/13

MOQUEGUA- PERU

2013

COMPUERTA TAINTOR

RESUMEN:En la gran mayora de los proyectos basados en recursos hdricos tienen como fin un deposito o la desviacin del agua para el control de las inundaciones, almacenar agua para el riego, la generacin de energa, abastecimiento de agua para uso domestico o industrial. Las liberaciones de agua en estos depsitos pueden ser llevadas a cabo por diferentes tipos de compuertas y elevadores hidrulicos, los cuales trabajan por diferentes principios y mecanismos que permiten su accionamiento logrando una liberacin controlada del flujo de agua a travs de vertederos.En tal sentido las compuertas representan un elemento esencial en el control de flujos de agua, siendo las de tipo Taintor o radiales; las de mayor uso y mejor confiabilidad. Su diseo sencillo, pero no por eso menos efectivo, ha tenido una evolucin por ms de 100 aos.Es as que en el presente trabajo abordamos definicin, componentes, ventajas y desventajas, como instrumento de medicin de una compuerta tipo Taintor o radial.

COMPUERTAS TAINTOR O RADIALESLa construccin de compuertas hidrulicas se origina en las tcnicas de irrigacin, abastecimiento de agua y navegacin fluvial.

Las compuertas radiales son las estructuras de control de agua ms usadas. Sus elementos ms bsicos son una placa con forma de arco y un radio desde el punto de apoyo hasta la placa. La placa se apoya en miembros verticales y horizontales los cuales actan en conjunto con la placa. El ensamble de la placa es soportado por dos o ms brazos radiales a cada lado que convergen en los muones, los cuales estn anclados a las columnas y transfieren todo el empuje del agua a la estructura de construccin civil. La resultante de la carga de agua pasa atreves del eje de apoyo y no existe momentos desbalanceados al levantar la compuerta. La carga a levantar consiste del peso de la compuerta, las fuerzas de friccin en los sellos y la junta de los mismos en las columnas, y el momento de la resistencia friccional en los muones.Las compuertas radiales son por lo general las ms simples, ms confiables y menos costosas entre los tipos de compuertas para el paso de grandes caudales.Algunas compuertas radiales han sido diseadas para ser sumergibles y as poder dar tanto descarga como desbordamiento por debajo de la compuerta.

COMPONENTES:TABLERO:Estructura formada por una o varias vigas principales horizontales pudiendo ser reforzadas con cuadernas verticales. La superficie de aguas abajo del tablero se recubre habitualmente con chapa de acero que sin intervenir en el clculo de la resistencia sirve para obtener superficies planas con lo que se facilita el mantenimiento. En algunas ocasiones estn vigas reciben un galvanizado en caliente para proteger de la corrosin. El tablero transmite los esfuerzos a los brazos de la compuerta y estos a su vez a los goznes de giro. En los laterales de la compuerta unos rodillos ayudan a la gua durante los desplazamientos. Las impermeabilizaciones se consiguen con perfiles de goma de distintas secciones colocados en los laterales y en la solera.

BRAZOS:El tablero transmite a dos robustos brazos los esfuerzos originados por la presin hidrulica. Los brazos radiales son fabricados con ngulos de acero estructural o por vigas en cajn de seccin variable, ngulos ms largos y de mayor espesor son usados conforme la altura de la compuerta se incrementa. Cuando el vano a cerrar es grande, estos brazos se pueden disponer inclinados respecto a los paramentos de fbrica para disminuir la luz de apoyo del tablero. Cada ngulo acta como una columna en la transmisin de la carga desde la placa exterior hasta el perno de sujecin. Los brazos van sujetados en el refuerzo del tablero y se unen en el otro extremo en el punto de pivote. El pin de sujecin es retirable para facilitar la instalacin de la compuerta. El ensamblaje entero puede ser pintado o recibir un galvanizado en caliente junto con las vigas de la placa. Actan como columnas bajo un arco, los brazos radiales transfieren la presin a la placa de la cara en el pivote en ambos lados de la apertura de las compuertas.

Rodamientos o chumaceras de pivote:Los rodamientos o muones estn hechos de fundicin de hierro y estn preparadas para recibir al pin de sujecin. Los rodamientos tienen unas aletas que permiten que sean anclados y as poder distribuir la carga total en el concreto. Los rodamientos deben estar alineados y empotrados en concreto. Pines removibles laminados en frio de un dimetro apropiado son provistos para transmitir el empuje en la compuerta hacia los rodamientos. Se colocan en altura y corriente abajo del flujo de agua y no requieren lubricacin. Usualmente son de acero tipo A36 cuenta con rodamientos de bronce fosforado, estn permanentemente lubricados o con lubricacin de grasa y tiene una superficie distribuida para mantener la carga completa de la estructura.

Hierros fijos:Empotrados en la obra civil se disponen los hierros fijos para apoyo y cierre de la compuerta, tanto en la solera como en los laterales. Estos elementos llevan un dispositivo para nivelacin por medio de pernos de anclaje que en un hormigonado primario permiten ajustarlos en montaje al conjunto de la compuerta. Una vez comprobada la buena disposicin, se hormigonan en segunda fase.

Sellos:Sellos de hule para la placa de acero proveer un contacto suave con la superficie a travs de un amplio movimiento de la compuerta. Estos sellos sern ajustables a los tornillos para permitir un alineamiento vertical para el contacto con las superficies.Accionamiento o Mecanismo de Izaje:El accionamiento de estas compuertas puede realizarse por cadenas tipo GALLE o mediante servomotores oleohidrulicos. A su vez el modo de operacin puede ser manual, motorizado o automtico. El izaje manual consiste de una hlice que hace operar el mecanismo. El izaje puede ser motorizado usando un actuador sujetado a la parte superior para impulsar el eje. La unidad tambin incluye un motor elctrico, un control de reversa, un tablero de control (elevar, bajar y detener) y una manivela para operarlo manualmente en caso de emergencia. Un izaje operado automticamente puede ser equipado con el uso de controladores lgicos para el nivel y caudal, o para interconectarlo con otros controladores.Mecanismo por cables:Se componen de un arreglo de tornillo sin fin con un solo tambor para poder as enrollar dos cables simultneamente. Cada cable va a desde cada extremo del tambor hacia las esquinas inferiores del tablero de la compuerta. La caja de cambios de elevacin consiste en un mecanismo pin - sin fin, encerrado en una cpsula de hierro fundido. La carcasa se une al soporte, que a su vez va anclado a la parte superior de la pared o a un apoyo de la viga.

Servomotores hidrulicos:Los cilindros hidrulicos de una misma compuerta se disean unidos hidrulicamente de modo que las presiones en los dos cilindros sean las mismas. De igual forma los mecanismos reductores para accionamiento por cadena se unen mecnicamente para que ambos tiros sean iguales. El accionamiento por cilindros hidrulicos es el ms empleado en la actualidad debido a su sencillez, espacio requerido y economa. Estos servomotores se construyen con tubo de acero estirado sin soldadura con acabado interior a espejo. El vstago es de acero inoxidable cromado y rectificado al objeto de conseguir deslizamiento ideal y durabilidad. Las juntas dinmicas correspondientes al pistn y gua del vstago, son de alta calidad, resistentes al envejecimiento y su diseo garantiza una estanqueidad perfecta y bajo coeficiente de rozamiento. Para evitar el choque violento de la compuerta en el momento del cierre se realiza una disminucin progresiva de la velocidad hasta el final del recorrido.Las articulaciones, tanto para fijacin del cilindro como para su enganche a la compuerta, se hacen con rtulas esfricas libres de mantenimiento montadas sobre ejes de acero inoxidable. Para inyeccin de aceite a presin, se dispone un grupo hidrulico con doble grupo moto-bomba y bomba manual para emergencias. Consta adems de los elementos principales siguientes:

depsito de aceite filtro de aire filtros de aceite indicador de nivel manmetro vlvula de proteccin vlvula de seguridad distribuidor

Los tubos de interconexin entre grupos y cilindros son de acero inoxidable. El equipo elctrico para mando, control y sealizacin de las compuertas. Se disea para que en un solo cuerpo se visualicen las operaciones y estados de todas las vlvulas instaladas. Formado por un pupitre metlico, esmaltado y serigrafiado, con proteccin antihumedad IP-55, se coloca encima de un bastidor que incorpora el grupo electro-oleohidrulico formando grupo y cuadro un conjunto compacto. Se compone de dos partes: el panel frontal en el que se incorpora la sealizacin de las maniobras y elementos de proteccin y la consola en la que se instalan los mandos de maniobra. De requerirse pueden instalarse en la compuerta transductores angulares de posicin que reflejen en el cuadro de control el ngulo de apertura (absoluto o en tanto por ciento). La seal del transductor puede ser tratada por un autmata programable y conseguir la pauta de funcionamiento requerida.

Los tubos de interconexin entre grupos y cilindros son de acero inoxidable. El equipo elctrico para mando, control y sealizacin de las compuertas. Se disea para que en un solo cuerpo se visualicen las operaciones y estados de todas las vlvulas instaladas. Formado por un pupitre metlico, esmaltado y serigrafiado, con proteccin antihumedad IP-55, se coloca encima de un bastidor que incorpora el grupo electro-oleohidrulico formando grupo y cuadro un conjunto compacto. Se compone de dos partes: el panel frontal en el que se incorpora la sealizacin de las maniobras y elementos de proteccin y la consola en la que se instalan los mandos de maniobra. De requerirse pueden instalarse en la compuerta transductores angulares de posicin que reflejen en el cuadro de control el ngulo de apertura (absoluto o en tanto por ciento). La seal del transductor puede ser tratada por un autmata programable y conseguir la pauta de funcionamiento requerida.

Ventajas:

Ausencia de cavidad para la compuerta, debido a que se usan sellos a los lados. Esto facilita el diseo de las columnas y el flujo hidrulico. El empuje se transmite a solo dos rodamientos. Se necesita una menor fuerza de levamiento en comparacin con una compuerta vertical. Es mecnicamente ms simple y su equipo mecnico normalmente es ms econmico. La geomtrica de la placa provee caractersticas favorables de descarga hidrulica, estructuralmente ms rgidas.

Desventajas:

La estructura del canal debe ser larga para poder dar soporte a los muones. La carga se concentra en las columnas donde estn anclados los muones, esto requiere una consideracin especial. En algunos casos se utiliza acero pretensado en anclajes de concreto. Su fabricacin es compleja.

COMPUERTAS RADIALES COMO DISPOSITIVOS DE MEDICIN

Compuertas radiales son ampliamente utilizadas en las estructuras de control del canal de control de flujos de los canales y los niveles de agua. Al medir el nivel del agua aguas arriba, aguas abajo del nivel del agua, y la posicin de la puerta, los controles radiales puerta tambin se puede utilizar para calcular el flujo. Calcular en flujo en las estructuras de retencin evita el costo adicional y la prdida de carga de los dispositivos de medicin de flujo, como aforadores, vertederos, o medidores de flujo. El flujo de la puerta radial es un tipo de flujo del orificio de rea variable, que puede ser libre o sumergido. Sin embargo, el clculo preciso del flujo de compuerta radial requiere un anlisis complejo. Aprobacin de la gestin bajo una compuerta radial est influenciada por numerosos parmetros y dimensiones de la estructura. El ngulo del borde inferior de la puerta (la puerta del labio) vara con la abertura de la puerta, Go, la altura del pin, PH, y el radio de la puerta, r. Contraccin del flujo es sensible al ngulo, el tipo de sello de la puerta de labios, y los niveles de agua.

La ecuacin general para flujo a travs de una compuerta de descarga inferior se puede obtener de la ecuacin de Bernoulli, expresada como:

Dnde: Q = descarga (flujo en la compuerta) Cd = coeficiente de descarga Go = abertura vertical de la compuerta B = ancho de la compuerta g = constante gravitacional H = altura de la columna de agua.

ANEXO:

BIBLIOGRAFIA:

Paulo C. F. Erbisti: Desing of hidraulic gates. Swets & Zeitlinger, 1 edicin. Holanda, 2004.

Juan Gmez Navarro: Diseo de una compuerta radial. Universidad Nacional de Trujillo, 2006.

http://www.hydrogate.com/products/literature/Radial%20Gates.pdf

http://www.hydrogate.com/products/drawings/Radial%20Gates.pdf