PRESA DE DERIVACIÓN: Son obras construidas para derivar toda o una parte de la capacidad del río o para crear una presa artificial para acumulación de agua, diseñadas para permitir el libre flujo del agua excedente a lo largo del río y no obstaculizar el almacenamiento del agua hasta su nivel máximo necesario para alimentar de agua a la turbina y generar la potencia necesaria.

FINALIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PRESA DE DERIVACIÓN: 1) Concentración del desnivel de un río para producir caída de agua. 2) Creación de un gran almacenamiento de agua capaz de regular el nivel o flujo de agua. 3) Elevación para facilitar la entrada de agua en un canal, un túnel o una tubería para alimentar la casa de máquinas.

MEJOR UBICACIÓN PARA CONSTRUCCIÓN DE PRESAS DE DERIVACIÓN Y BOCATOMAS: Corresponden a tramos rectos y estables del río. En caso de no contar con estas condiciones, es preferible ubicarlas en los primeros tramos de la curva, pero nunca en un codo o curva.

CONDUCCIÓN DEL RECURSO HÍDRICO:

FUNCIONES DE LA CONDUCCIÓN: Permiten trasladar el agua captada por la bocatoma hacia la cámara de carga mediante canales y en algunos casos con tramos de tuberías o acueductos. El trazo de la obra de conducción se efectuará con el objetivo de lograr una alta eficiencia, seguridad y menor costo de estas.

CANALES: Es muy importante elegir el tipo de canal y el material de revestimiento. Una vez elegido, es posible calcular las dimensiones adecuadas, así como la pendiente del mismo. Para evitar el rebose del agua por acumulación de caudal o por interferencia (derrumbe, erosión), se construyen aliviaderos (construcciones que permiten conducir el exceso de agua en el canal hacia el río).

OJO: Solamente luego de una adecuada evaluación de la ruta elegida para el canal se podrá determinar si se requiere o no revestimiento.

DESVENTAJAS DE LOS CANALES NO REVESTIDOS: Asociados a la conducción de agua a poca velocidad por el riesgo de crecimiento de plantas y riesgo de decantación de sedimentos.

RAZÓN PARA REVESTIR SECCIONES DE CANAL: Cuando existe la posibilidad de que las paredes colapsen, evitar peligros de que se produzcan daños a las paredes del canal por la erosión e incremento del caudal.

VENTAJAS DEL REVESTIMIENTO: (impermeabilizar y evitar filtración, reducir el coeficiente de rugosidad, aumentar la velocidad evitando la erosión, reducir los costos de construcción y mantenimiento, ahorro de recurso hídrico.

MATERIALES DE REVESTIMIENTO: Hormigón, mampostería de piedra, concreto asfáltico, ciertos tipos de tierra y tratamiento químico de terrenos.

Flujo con alta velocidad produce una rápida erosión de las paredes y el fondo del canal, y el flujo con velocidades muy bajas provocará sedimentación y, por lo tanto, obstrucción.

DIMENSIONES MÁS VENTAJOSAS: Se prefieren perfiles trapezoidales por ser muy eficientes hidráulicamente, aunque dependiendo del material, los rectangulares son más fáciles de construir.

TÚNELES: Cuando el terreno no es estable o resulta más económico atravesar un cerro macizo que trazar un canal por su entorno. Un túnel de conducción trabaja a presión atmosférica, simulando un canal abierto, manteniendo la pendiente del canal y siguiendo la distancia más corta (dependerá de la topografía y geología del terreno).

Sus formas de sección transversal son combinaciones de semicircunferencias con bases en forma rectangulares o trapezoidales, su dimensionamiento dependerá de su forma de su sección y del material de revestimiento.

OBRAS PARA DESARENADOR:

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL DESARENADOR: Su función es la de eliminar las partículas sólidas en suspensión traídas por el canal de conducción de las corrientes de agua. Por ello, estas deben decantar, lo que se logra disminuyendo la velocidad, en base a disponer de una mayor sección transversal en el desarenador. Finalmente, resulta un canal de ciertas características especiales de mayor ancho y profundidad con la longitud necesaria para la sedimentación de las partículas en suspensión.

EXIGENCIAS QUE DEBE CUMPLIR UN DESARENADOR: Ancho y longitud adecuados para lograr la decantación de sedimentos, facilidad para eliminación de los sedimentos acumulados, compuerta con superficie aledaña empedrada para la eliminación de sedimentación, evitar turbulencias y tendencia al desplazamiento, capacidad suficiente para la acumulación de sedimento.

TIPOS DE DESARENADORES: Se consideran por la forma como se realiza la eliminación, limpieza y lavado de los sedimentos acumulados (lavado periódico y lavado continuo).

DESARENADOR DE LAVADO PERIÓDICO: Está en función del material de suspensión arrastrado por la corriente. El estudio de la cantidad y tamaño de los sedimentos que contenga el agua aseguran una adecuada capacidad del desarenador de manera que el lavado sea cada cierto periodo.

PARTES: Compuerta de admisión, transición de entrada, transición de salida o vertedero, cámara de sedimentación, compuerta de purga.

DESARENADOR DE LAVADO CONTINUO: El sedimento depositado es eliminado continuamente, para lo cual se requiere que el caudal disponible sea mayor al caudal de diseño. Dispone de 2 cámaras, una superior y otra inferior. En la inferior se depositan los sedimentos más pesados y en la superior se produce la decantación de sedimentos.

CÁMARA DE CARGA: Es una obra civil muy similar a los desarenadores, excepto para la sección de salida que es reemplazada por la toma de la tubería de presión.

FUNCIONES: Permite obtener un volumen de reserva de agua, con el objetivo de cubrir aumentos de demanda de carga durante determinados tiempos en que se produzcan. Permite la sedimentación del material de salida en suspensión, así como su eliminación. Impide la entrada del material de salida de arrastre y flotante a la tubería de presión. Permite evacuar el exceso de agua durante el tiempo en el que el caudal requerido por las tuberías es menor al caudal de diseño. Permite mantener sobre la tubería una altura de agua suficiente para impedir la entrada de aire. Permite controlar las sobrepresiones en las tuberías de presión.

CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN: La cámara de carga se comunica con el canal de conducción mediante una transición. El agua fluye hacia la tubería de presión a través de una rejilla que impide el ingreso de material flotante.

Los excesos de agua en la cámara son evacuados a través de un aliviadero y este, con la compuerta, se comunican con un canal común que lleva el agua de nuevo al afluente. Las variaciones de caudal en las tuberías de presión producen sobrepresiones peligrosas, las cuales deben ser controladas por la cámara de carga.

TOMA LATERAL CON ESPIGONES: Consiste en la derivación del agua del río hacia un canal, colocando un espigón. Esta obra no evita el ingreso de material sólido en la conducción y, por lo general, el espigón es destruido en épocas de crecidas. Esta obra es adecuada para proyectos muy pequeños.

CARACTERÍSTICAS QUE DEBE TENER UN RÍO PARA UNA OBRA DE CAPTACIÓN CON ESPIGONES: 1) Caudal del río superior al caudal de diseño. 2) El cauce debe ser estable y firme para evitar derrumbes y erosiones que puedan inutilizar la toma. 3) El acarreo de sedimento debe ser bajo, pues es muy difícil impedir la entrada de estos a la conducción.

TOMA EN EL LECHO: Capta el caudal de diseño a través de una rejilla y el excedente fluye por el cauce. Capta agua motriz en el fondo del río con una estructura extendida a lo ancho del cruce, la cual está acompañada de un colector atado en dirección del flujo cubierto por una rejilla. El agua captada por el colector cae a un canal de aducción que la conduce a la obra de conducción. Esta estructura puede ser construida al fondo del río o erigida del mismo en forma de un vertedero. Por sus características de construcción, la toma del lecho suele hacerse en épocas de sequía, captando todo el cauce del afluente y dejándolo seco.

PARA SU DIMENSIONAMIENTO: La construcción debe ser maciza a fin de resistir las fuerzas de absorción. 2) El ángulo de inclinación de la rejilla debe ser entre 5 y 35. 3) La rejilla debe ser compacta o fijada. 4) El canal de aducción debe tener una pendiente que evacue los sedimentos finos. 5) El curso del río debe ser preferiblemente recto. 6) El caudal del río debe tener una baja concentración de material.

PARÁMETROS PARA SU DISEÑO: 1) Caudal a captar (m3/s). 2) El ancho del río. 3) El nivel mínimo en épocas de sequía (m).

TOMA CONVENCIONAL O LATERAL: Es una obra de captación superficial y es la más empleada cuando se trata de captar el agua de un río. La forma más simple de concebir una captación lateral es como una bifurcación. Se caracteriza por tener una pequeña presa que no almacena agua. La presa obliga a que parte del caudal fluya a través de la toma de agua y el excedente se vierte por el aliviadero de la presa.

CARACTERÍSTICAS: