Central Totorani

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y SISTEMAS

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA

MECÁNICA ELÉCTRICA

MICROCENTRAL HIDROELÉCTRICA TOTORANI

Alumnos:-Frank Rolexs, Cruz Yucra

-Felix, Arcata Maquera

Docente: Angel Mario, Hurtado Chavez

5 de junio de 2012

1. DESCRIPCIÓN.

Indice

1

1.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2. Datos Generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.1. Población . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.2. Ubicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.3. Potencia útil de la micro central hidroeléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. ESTUDIO DE MERCADO

2.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1. Estudio Demográfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.2. Nivel De Vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.3. Actividades Económicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2. Análisis De Consumo De Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.1. Servicio De Alumbrado Público . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2. Servicio Doméstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.3. Servicio Comercial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.4. Servicio De Cargas Especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.5. Proyección Poblacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3. Mercado Actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.1. Cálculo De La Demanda Máxima Actual Del Sector Doméstico . . . . . . .

2.3.2. Cálculo De La Demanda Máxima Del Sector Comercial . . . . . . . . . . .

2.3.3. Cálculo De La Máxima Demanda Del Sector Alumbrado Público . . . . . .

2.3.4. Cálculo de la demanda máxima de cargas especiales. . . . . . . . . . . . . .

2.3.5. Proyección de la demanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

1

1

2

2

2

4

4

4

5

5

5

5

5

6

6

6

7

7

8

8

8

9

10

3.1. Vegetación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2. Fauna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.3. Estado de conservación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.4. Evaluación De Impactos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.4.1. Aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.4.2. Suelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.4.3. Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.5. Medidas a tomar para disminuir los impactos ambientales . . . . . . . . . . . . . . . 13

II

4. ESTUDIO HIDROLÓGICO

14

4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2. Trabajos de campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2.1. Aforo Del Rio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2.2. Calculo del salto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.3. Calculo Del Caudal De Diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5. OBRAS CIVILES

19

5.1. Esquema de la ubicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.2. Diseño Del Bocatoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.2.1. Toma De Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.2.2. Diseño del Desripiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.2.3. Diseño del Azud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.2.4. Diseño del resalto o colchon amortiguador . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.3. Canal de conducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.4. Diseño del Desarenador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.4.1. longitud desarenador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.4.2. Vertedero lateral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.5. Diseño De Cámara De Presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.6. Diseño de la tubería de presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.7. Calculo de las perdidas en la tubería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.7.1. Calculo de las perdidas primarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.7.2. Calculo de las perdidas secundarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.8. Espesor de la tubería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

6. OBRAS ELECTROMECÁNICAS

32

6.1. Selección De La Turbina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

A. Tablas para las obras de conducción

B. Tablas para diseño de tubería y turbina

C. Nomenclatura de las obras civiles

34

38

41

1.1. Introducción

CAPÍTULO

1

DESCRIPCIÓN.

El rio totorani se encuentra en el centro poblado de totorani en el distrito de puno, provincia de

puno departamento de puno, situado a una altitud que varia entre los 3915m.s.n.m que es el punto de

caída de la cascada del rio totorani, y 3955 m.s.n.m en el punto más alto de la caída del agua, teniendo

como coordenadas geográficas de 15◦18’59.99” de latitud Sur y 70◦06’59.99” longitud Oeste. En la

zona prevista existen escasas viviendas con pobladores la mayoría de ellos se dedican a la agricultura,

en pequeñas parcelas de tierra, asimismo desarrolla ganadería pero muy mínimamente, no cuentan

con tecnología para desarrollar su ganadería y agricultura. El acceso de la zona del proyecto se puede

realizar desde la ciudad de puno. Se consigue utilizando la carretera Puno -Tikillaca , el viaje dura

aproximadamente 45min tiene una distancia desde la ciudad de puno de 13Km, hasta el lugar de la

casacada, la vía de acceso es pura trocha y no cuenta con mantenimiento.

El objetivo del proyecto es energizar el centro poblado rural de HUERTA HUARAYA, que se

encuentra aproximadamente a 3Km de la ciudad de puno.

1.2. Datos Generales

Ubicación Geográfica

Zona de estudio:

Departamento Provincia Distrito Altitud media

puno puno puno 3930 m.s.n.m.

Cuadro 1.1: Ubicacion geografica

1

1.2. DATOS GENERALES

Latitud sur : 15◦18’59.99”

Longitud oeste : 70◦06’59.99”

Altitud de la toma de agua : 3955 m.s.n.m.

Altitud en la caída de la cascada : 3915 m.s.n.m.

1.2.1. Población

2

son

En el centro poblado de HUERTA HUARAYA según el censo realizado en 2007 los habitantes

CENSO 2007:

Población Total 149

N◦ de Familias 122

Cuadro 1.2: Poblacion-Fuente INEI

1.2.2. Ubicación

El rio Totorani se encuentra según el mapa mostrado en la figura1.1

Figura 1.1: Ubicación del rio Totorani según carta nacional 32v-Puno

1.2.3. Potencia útil de la micro central hidroeléctrica

La potencia útil que podrá ser utilizada por los pobladores será según los datos obtenidos, toma-

remos un caudal de diseño de Qd= 0,35m3/s y una altura neta de 40m, el caudal de diseño tiene una

1.2. DATOS GENERALES

3

frecuencia del 75 % según el estudio hidrológico; no se utilizo el caudal promedio del 50 %, debido a

que en la zona no es factible la construcción de una represa, para garantizar dicho caudal. El caudal

de diseño se garantizara con la construcción de un reservorio.

Según la figura 1.2 la potencia útil en Kw vendría expresada según la ecuación 1.1 , el cual nos

da una potencia útil para nuestra micro central de 70Kw

Figura 1.2: Eficiencias típicas del sistema para una microcentral operando a

plena carga

Putil= 5

× Qd× Hneta

(1.1)

2.1. Generalidades

CAPÍTULO

2

ESTUDIO DE MERCADO

El centro poblado rural al que se pretende energizar es: HUERTA HUARAYA, situado a escasos

kilómetros de la ciudad de puno, en el distrito de Puno, provincia de Puno y la región de Puno. La

mayoría de los moradores se dedican a la agricultura en pequeñas parcelas de tierra, la ganadería

también es otra opción, entre los cuales se dedican a la crianza de ovinos, porcinos y ganado vacuno

en la mayoría de los casos en las familias.

En cuanto a las vías de acceso solo se tiene mediante la carretera Puno-Juliaca totalmente asfalta-

da, en cuanto al rio totorani, el acceso se da por la carretera que va al distrito de Tikillaca, la carretera

es trocha y se encuentra en pésimas condiciones.

2.1.1. Estudio Demográfico

Se ha realizado en base al único censo de 2007 obtenido del INSTITUTO NACIONAL DE ES-

TADÍSTICA E INFORMATICA, estos datos son del centro poblado rural HUERTA HUARAYA.

Año Población Viviendas particulares

2007 149 122

Cuadro 2.1: Demografia con una Tasa de crecimiento poblacional 4 %

4

2.2. ANÁLISIS DE CONSUMO DE POTENCIA

2.1.2. Nivel De Vida

5

Los servicios como: Educación, Salud y Vivienda; en el centro poblado se cuenta con un centro

educativo de nivel primaria también cuenta con una posta medica; la mayoría de las viviendas son de

barro, paja y el techo de totora, algunos de calamina.

2.1.3. Actividades Económicas

Actividades agropecuarias En el centro poblado de Huerta Huaraya, se dedican al cultivo de

tierra en pequeñas parcelas produciendo papa, abas, cevada, etc. La mayoría de los productos

cultivados son para consumo propio.

Actividad pecuaria Al igual que las actividades agropecuarias, los pobladores cuentan con

poco ganado para la crianza, esto es destinado solo para el consumo propio.

Actividad industrial No se desarrolla la industria en este centro poblado.

Actividad comercial La actividad comercial es básica (tiendas de abarrotes) aun no cuentan

con un mercado.

flujos migratorios La población del centro poblado de Huerta Huaraya tiende a migrar a la

ciudad de puno, esto es debido a que se encuentra a poca distancia de la ciudad.

2.2. Análisis De Consumo De Potencia

La determinación de la Demanda de Potencia Eléctrica es analizada por los tipos de servicio en base a los planteamientos empleados por la Dirección General de Electricidad y el Código Nacional

de Electricidad Tomo IV. Estos servicios considerados son los siguientes:

2.2.1. Servicio De Alumbrado Público

Este consumo se determina en función de la longitud total de las calles del Centro Poblado además

se considera el tipo de terreno (duro, arcilloso, etc); para este caso se usará:

Factor de demanda (fd) Factor de simultaneidad (fs)

2.2.2. Servicio Doméstico

1 1

La determinación de la Demanda para este servicio se efectuará considerando que existe solo una

categoría, es decir son familias de muy bajas condiciones de vida, vive a nivel de subsistencia, no

tiene salario, deficiente producción agraria con pequeñas extensiones de terreno o sin ellas, pocos son

los que tiene ganado, pero aspiran tener alumbrado y energía para el funcionamiento de sus artefactos

y salir de la crisis actual que los aqueja.

2.2. ANÁLISIS DE CONSUMO DE POTENCIA

Para ello se tomará en cuenta lo siguiente:


Variable 0.6

Características de zonas rurales según recomendaciones.

CALIFICACIÓN ELÉCTRICA : 0.40Kw / Usuario

2.2.3. Servicio Comercial

6

Por ser un centro poblado Rural, para la determinación del consumo por este servicio se considera

una carga unitaria de 20Kw/m2, asignado por el Código Nacional de Electricidad.

Para Servicio Comercial se tomará en cuenta los siguientes valores:


1

2.2.4. Servicio De Cargas Especiales

0.6

El C.N.E. recomienda asignar valores de potencias instaladas para cada Carga Especial para Zonas

Rurales segun el cuadro 2.2:

DESCRIPCIÓN Pi(Kw) Factor de Demanda (fd) Factor de Simultaneidad(fs)

Municipalidad

Escuela Primaria

Parroquia

Templo o Capilla

Posta Sanitaria

Salón Comunal

Iglesia Evangélica

Centro de Capacitación

Otras Cargas

1.5

1.5

2.5

1.5

1

1

1

2.5

5

1

1

1

1

1

1

1

0.8

0.6

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Cuadro 2.2: Factores para Cargas Especiales

2.2.5. Proyección Poblacional

La proyección de la población se hará para un periodo de 20 años tomando como año cero el año

del 2012. Utilizaremos el método de la tasa de crecimiento poblacional

2.3. MERCADO ACTUAL

2.3. Mercado Actual

Pf= P0(1 + i)20

Pf= 149(1 + 0,05)20

Pf= 395

7

2.3.1. Cálculo De La Demanda Máxima Actual Del Sector Doméstico

Para el cálculo de la Demanda Máxima del Sector Doméstico se considera que todos los usuarios

tienen las mismas posibilidades de consumo de Energía Eléctrica.

Donde:

Dmax.nodiv.=Pi× fd

Dmax.=n × Dmax.nodiv.

×fs

(Kw)

(Kw)

Dmax.nodiv. : Demanda Máxima no diversificada. (W att o Kw).

Pi: Potencia instalada.(W att o Kw).

fd: Factor de Demanda.

fs: Factor de simultaneidad.

n : Numero de usuarios del sector Doméstico.

Dmax.: Demanda Máxima del sector Doméstico (W att o Kw).

Equipo

Alumbrado

Radio grabadora

Total

Potencia instalada Pi(W att)

100

75

175

Cuadro 2.3: Demanda sector doméstico

N de Usuarios Potencia instalada Pi(Kw) fdfsDmax.N odiv.(Kw)

110 0.175 0.8 0.6 0.14

Cuadro 2.4: Demanda Máxima Sector Doméstico

Dmax. = 110 × 0,14 × 0,6Kw.

Dmax. = 10,25Kw.

2.3. MERCADO ACTUAL

2.3.2. Cálculo De La Demanda Máxima Del Sector Comercial

8

La Demanda Máxima del Sector Comercial se calcula de la misma forma que el Sector Doméstico.

Equipo

Alumbrado

Radio grabadora

Computadora

Otros

Total

Potencia instalada Pi(W att)

200

75

250

75

600

Cuadro 2.5: Demanda Sector Comercial

N de Usuarios Potencia instalada Pi(Kw) fdfsDmax.N odiv.(Kw)

12 0.6 0.6 1 0.36

Cuadro 2.6: Demanda Máxima Sector Comercial

Dmax. = 12 × 0,36 × 1Kw.

Dmax. = 4,32Kw.

2.3.3. Cálculo De La Máxima Demanda Del Sector Alumbrado Público

La población cuenta con 20 unidades de Alumbrado Publico, cada unidad de Alumbrado Público

es de 0.4 Kw. La Demanda Máxima para el Sector Alumbrado Público será:

Dmax.=n × Pi× fsKw.

Dmax. = 20 × 0,4 × 1Kw.

Dmax.= 8

Kw.

2.3.4. Cálculo de la demanda máxima de cargas especiales.

Para estimar la Demanda Máxima de Cargas Especiales, se considera que la mayoría de los usua-

rios de este sector tienen comportamiento similar a la demanda de los usuarios del Sector Doméstico

con diferencia solo de alguna de ellas.

Para calcular la demanda máxima de cargas especiales se utiliza la siguiente expresión:

Dmax.=Pi× f sKw.

Dmax.= 1

,8 × 1Kw.

Dmax. = 1,8Kw.

2.3. MERCADO ACTUAL

Descripción

Municipalidad del Centro Poblado

Escuela Primaria

Iglesia Evangélica

Salón Comunal

Otras Cargas

TOTAL Pi

TOTAL Pi(Kw)

Potencia instaladaPi(W att) fdfs

400 1 1

500 1 1

200 1 1

200 1 1

500 1 1

1800

1.8

9

Sector

Cuadro 2.7: Demanda De Cargas Especiales

N de Usua- Dmax. Neta Perdidas Dmax. Bru-

Horas

Cosumo de Ener-

rios

Doméstico 110

Comercial 12

(Kw)

10.25

4.32

5 % (Kw)

0.5125

0.216

ta(Kw)

10.7625

4.536

Util/Año(h)

2920

3100

gia/Año (Kw-h)

31426.5

14061.6

Alumbrado

público

Cargas es-

peciales

TOTAL

PROMEDIO

20

5

147

8

1.8

24.37

0.4

0.09

1.22

8.4

1.89

25.59

4380

2190

3147.5

36792

4139.1

86419.20

Cuadro 2.8: Cuadro De Resumen De Demandas Máximas

2.3.5. Proyección de la demanda

La proyección de la demanda se da con la tasa de crecimiento de la población que tiene un índice

del 5 % anual por lo tanto la demanda máxima bruta será:

PDmax = 25,59 × (1 + 0,05)20

PDmax = 67,89Kw

CAPÍTULO

3

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

El estudio de evaluación de impacto ambiental en lo referente al componente biótico se centra en

dos componentes, la vegetación y la fauna.

3.1. Vegetación

La vegetación del piso ecológico puneño se desarrolla desde los 3100 hasta 4000 m de altitud,

este pueblo tiene un clima seco, en la actualidad en las cercanías no existen viviendas. Este pueblo de

TOTORANI es principalmente pajonal, las cuales alcanzan por la zonas tal predominio en el paisaje

que pareciera imposible que alguna vez se hubieran asentado la vegetación. En el área de estudio se

encuentran estos restos de vegetación del piso.

Esta zona no posee de mayor Vegetación ya que es una zona seca, donde mayormente se puede

observar paja y algunas yerbas, plantas y escasos arboles, que cada uno de estos son un medio por el

cual se alimentan algunos animales de la zona.

3.2. Fauna

La Fauna del pueblo de TOTORANI, presenta pocas especies, pero también bastantes especies

restringidas a la provincia o distrito biogeográfico. Particularmente en grupos como aves, roedores,

anfibios y mariposas, por ejemplo:

Insectos, como Mariposas, Abejas, entre otras.

Reptiles, como lagartijas.

Anfibios, como sapos.

10

3.3. ESTADO DE CONSERVACIÓN.

Figura 3.1: pajonal

11

Mamíferos, es más reducida, sobre todo a mayor altura. Cabe mencionar la presencia de nu-

merosos roedores de campo, como Conejos, Cuyes, Mofetas entre otras, así como especies de

carnívoros como el zorro andino.

Aves que visitan los pocos árboles que hay, entre ellos son los Pájaros como también aves que

a habitan en las pajas como es el caso del Perdiz y entre otras aves.

Cabe resaltar que los pobladores más cercanos a la rivera se dedican a la crianza de camélidos

como ovejas llamas y los vacunos entre los más resaltantes, y algunas aves de corral

3.3. Estado de conservación.

El estado de conservación es relativamente bueno, sin embargo, el sobre pastoreo, principalmente

ovino presiona fuertemente la vegetación y por tanto a la fauna asociada, asimismo, algunos árboles

como plantas, están muy reducidos por ser las únicas fuentes naturales.

Otras especies de ven afectadas por la cacería, como las lagartijas que son empleadas para la

medicina tradicional, varias aves son perseguidas por su alto valor, mientras que la cacería deportiva

afecta, aunque en menor medida a especies de perdices. La mayor amenaza para la fauna en esta zona

es la destrucción del hábitat a causa del uso sin reposición de las especies vegetales, la ampliación de

la frontera agrícola y el crecimiento demográfico.

3.4. EVALUACIÓN DE IMPACTOS

3.4. Evaluación De Impactos

Los factores más afectados negativamente (-), son:

3.4.1. Aire

12

En la Fase de Operación, la emisión de ruido será más elevada y continua. La contaminación at-

mosférica del área del Proyecto, por las actividades que se desarrollan principalmente en la Fase de

Construcción, se valoraran por la calidad del aire a través de las concentraciones de gases de com-

bustión (CO, S0xy N 0x), y de material particulado (PTS). En la Fase de Construcción, la emisión

de material particulado (polvo) se genera en las actividades de excavaciones, relleno y compactación

principalmente (fuentes fijas), y a estas se añaden las emisiones de los vehículos de transporte (de

materiales, ferretería etc.), fuentes móviles. La emisión de ruidos, por el uso de herramientas, mo-

vimiento de personal y vehículos de transporte, durante las Fases de Ejecución, Mantenimiento y

Abandono. La generación y difusión de gases de combustión como el C0.; N0x.; y S0x, debido al

funcionamiento de maquinaria, vehículos de transporte, en las Fases de Construcción, Mantenimiento

y Abandono.

3.4.2. Suelo

Los atributos del factor suelo más afectados negativamente (?) son: Erosión, compactación y es-

tabilidad, relacionados entre si y producto de acciones en la Fase de Construcción como ser exca-

vaciones, relleno y compactación. Principalmente en el caso de una disposición final inadecuada de

material excedentario en los buzones, u otras áreas previamente identificados. Por el tránsito de equi-

pos pesados, vehículos y materiales en áreas frágiles. En la Fase de Mantenimiento, causaran impacto

sobre el suelo todas las actividades de mantenimiento (excavaciones, reparaciones); de igual manera

en la Fase de Abandono. La disposición de residuos sólidos industriales (restos de ferretería, enva-

ses, embalajes, cartones, etc.) durante la Fase de Construcción y Mantenimiento Por otra parte, en la

Fase de Mantenimiento, el suelo, es objeto de un impacto temporal, de corta duración y reversible.

Estos impactos negativos se los califica como localizados, directos y en algunos casos permanentes

(erosión, compactación y estabilidad del suelo).

Paisajismo:El principal impacto visual que se observa es la presencia de la tubería forzada, y en

las obras civiles siendo la más resaltante el reservorio con un área aproximada de síes mil metros

cuadrados, este impacto presenta un grado de intensidad medio, es irreversible, permanente en

el tiempo y no presenta ningún tipo de sinergismo ni de acumulación.

3.4.3. Agua

El agua solo será utilizada en un tramo y se devolverá a su cause normal por lo que no se tendrá

ningún tipo de impacto, al respecto de este

3.5. MEDIDAS A TOMAR PARA DISMINUIR LOS IMPACTOS AMBIENTALES

13

3.5. Medidas a tomar para disminuir los impactos ambientales

Mantener un orden y limpieza constante en la temporada de las construcciones, para así com-

pactar el menor área posible de la zona.

En la temporada de las construcciones aislar las especies animales de la zona.

Se debe dejar pasar un caudal constante en todo el año en el cause del rio a partir del bocatoma,

ya que se encuentra una catarata ríos abajo, si se dejara sin agua este lugar, afectaría visualmente

la zona

4.1. Introducción

CAPÍTULO

4

ESTUDIO HIDROLÓGICO

Para aprovechar de manera óptima el recurso hidroenergetico en las zonas aisladas se requiere de

información hidrológica de la región de estudio, que por lo general es escasa, asociada con cuencas

relativamente pequeñas, donde la información es aun menor. De todas formas, el estudio hidrológico

para estos casos puede simplificarse sin tener un elevado margen de error. En este sentido, el estudio

hidrológico debe realizar los siguientes trabajos:

Observaciones de los caudales de agua (caudal máximo, caudal mínimo, caudal medio y caudal

de mayor permanencia).

Medición de las velocidades de la corriente.

Determinación de los caudales

Establecimiento de las relaciones entre niveles y los caudales.

Observaciones sobre los cuerpos solidos (sedimentos) que son arrastrados por las corrientes.

Con base a esta información se construye la curva de duración de caudales la curva de frecuencia y

se determina el volumen de sedimentos.

4.2. Trabajos de campo

4.2.1. Aforo Del Rio

1. Calculo del área de la sección transversal: Para calcular el área de la sección transversal, se

recomienda descomponerla en una serie de trapecios como muestra la figura 4.1

14

4.2. TRABAJOS DE CAMPO

Figura 4.1: seccion trasversal del cause

15

Midiendo sus lados con ayuda de unas reglas graduadas, colocadas en la forma que indica la

figura, el área de la sección mojada del cauce vendrá dada por la ecuación:

h1+ h2+ h3+ ... + hn S = b

n

2. Calculo de la velocidad media en la sección transversal: Como la velocidad de la corriente

varía horizontal y verticalmente, es necesario medir la velocidad en un determinado numero de

puntos para poder obtener la velocidad media. A continuación se describe una de las técnicas

utilizadas en el aforo del rio Totorani.

Con un flotador.

Se coloca un objeto flotante no muy ligero - por ejemplo un tapón de madera o una botella

medio vacía - en el centro de la corriente y se mide el tiempo t (en segundos) que necesita

para recorrer una longitud L (en metros). La velocidad superficial, en m/s, vendrá dada por el

cociente de la longitud L y el tiempo t. Para estimar la velocidad media habrá que multiplicar

la velocidad superficial por un coeficiente que varía entre 0,60 y 0,85, dependiendo de la pro-

fundidad del curso de agua y de la rugosidad del fondo y paredes del cauce (0,75 es un valor

aceptable). Tambien se puede observar en el cuadro 4.1.

Tipo de canal o arroyo

Canal de concreto, profundidad de

agua mayor a 15cm.

Canal de tierra, profundidad de

agua mayor a 15cm.

Arroyo, ríos, riachuelos o canales

de tierra con profundidad de agua

mayor a 15cm.

Arroyos, ríos, riachuelos, con pro-

fundidades menores a 15cm.

Factor de corrección

0.8

0.7

0.5

0.5 a 0.25

Cuadro 4.1: Factores de corrección para encontrar velocidad media.

4.3. CALCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO

16

3. Datos Obtenidos De Aforo Del Rio Totorani: Realizando los respectivos cálculos para cada

sección transversal del rio Totorani , se calculo el área promedio del rio Totorani la cual es:

2,59m2

1ra sección 0.17 0.23 0.18 0.45 0.33 0

2da sección

3ra sección

0 0.26 0.4 0.22 0.1 0

0 0.35 0.29 0.39 0.36 0

4ta sección 0 0 0 0 0 0

5ta sección 0.13 0.34 0.43 0.335 0.2 0

6ta sección 0.07 0.25 0.04 0.29 0.2 0

Cuadro 4.2: Profundidad de las secciones trasversales (m)

El flotador se comporto, según el cuadro4.3

tiempo (seg) Longitud recorrida Velocidad superficial

49

53

44

49

62

69

14

14

14

14

14

14

Prom Vel

0.2857

0.2642

0.3182

0.2857

0.2258

0.2029

0.2637

Cuadro 4.3: Calculo dela velocidad promedio de la superficie del rio

Así obteniéndose la velocidad media y el caudal respectivamente que son: Vmed= 0,197m/s y

Q = 0,5133m3

4.2.2. Calculo del salto

El método utilizado para estimar el salto neto, fue mediante el método del GPS, en la parte mas

alta de la caída del agua, el GPS marco 3956msnm y en la parte baja del rio marco 3916msn, a lo que

la diferencia es de 40m y este ultimo vendría a ser el salto neto.

4.3. Calculo Del Caudal De Diseño

El presente proyecto tiene como finalidad de dotar de conocimientos al estudiante para poder

desenvolverse, y tener la idea de lo que constituye una construcción de una central hidroeléctrica.

En este sentido los valores de la curva de caudales (hidrograma) fueron asumidos por el autor de

este proyecto, según el comportamiento de la zona.

El diseño de la microcentral hidroelectrica será con un reservorio, normalmente se construye

una represa, usando un caudal promedio equivalente al 50 %, pero en este caso la zona no permite la


0.7

Curva de caudales 0.6 0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

Figura 4.2: Curva de caudales (hidrograma)

17

construcción de una represa. Por lo que se opto por la construcción de un reservorio con una capacidad

de almacenaje de 300 mil m3usando un caudal con una frecuencia del 75 %.

0.7

Curva de caudales clasificados 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

0

8% 17% 25% 33% 42% 50% 58% 67% 75% 83% 92% 100%

Figura 4.3: Curva de caudales clasificados

Según la figura 4.3 el caudal de diseño con una frecuencia del 75 % para una toma directa sin

presa seria:

Qd= 0,35m3/s

En la figura 4.4 se puede observar que, tomado como caudal de diseño 0.43 dejaríamos una gran

parte de año sin agua al cause del rio por lo cual se opto por usar el caudal con una frecuencia del

75 %, y optando por la construcción de un reservorio, con una capacidad de 300 mil m3.


Figura 4.4: Análisis de caudales

18

5.1. Esquema de la ubicación

CAPÍTULO

5

OBRAS CIVILES

Para la ubicación de estas obras, se tiene que realizar un estudio topográfico muy afondo de la

zona, como también el estudio de suelos respectivo, para esta ubicación solo se tomo en cuenta un

posible trayecto con el esquema básico de una central hidroeléctrica, sin ningún tipo de estudio, la

figura 5.1 nos indica ese posible trayecto.

Las dimensiones del reservorio son para un almacenamiento de 300 mil metros cúbicos aproxi-

madamente por lo cual sus dimensiones serán: ancho de 200m, largo de 250m y una altura de 6m

5.2. Diseño Del Bocatoma

Qmax(avenidas)

Qmin(estiaje)

Pendiente local del rio

Ancho Local del Rio

2,00m3/s

0,28m3/s

1,00 %

9,00m

5.2.1. Toma De Agua

Caudal de diseño (a captar) Q 0,45m3/s

Cuadro 5.1: Datos para el diseño

El caudal que pasa por el vertedero sumergido la cual se determina con la ecuación 5.1

Q = sM LH3/2

19

(5.1)

5.2. DISEÑO DEL BOCATOMA

casa de maquinas

Camara De Presión

20

Bocatoma

Canal de conducción

Reservorio

Donde:

Figura 5.1: Esquema de ubicación de las obras civiles

s: coeficiente de corrección de sumersión

M : es un coeficiente

L: es el ancho del vertedero (longitud de la cresta)

H: es la carga sobre la cresta

1

( hn ( Z 3

s = 1,05 1 + 0,2( Y2 ) H

"

2 #

Donde:

M = [ 0,407 +

0,045H]

H + Y1 × 1 + 0,285 (H

H + Y1 × Ⲛ2g

Z: es la diferencia de elevaciones de las superficies aguas arriba y debajo de la cresta

hn: es la elevación de agua bajo el vertedero sobre la cresta

Y2: es la elevación de la cresta sobre el fondo aguas abajo

Para el dimensionamiento de la toma de agua se eligen las siguientes medidas mostradas en el cuadro 5.2


Y11.0 m altura sobre el umbral

H 0.3 m altura de agua

Z 0.1 m desnivel entre las superficies de agua

Y21.2 m altura del desripiador

a00.1 m ancho de los barrotes

Ve1.0 m/s velocidad de entrada a los barrotes

b00.2 m separación entre barrotes

h01.0 m altura de la ventana de toma de agua

Cuadro 5.2: medidas para el diseño

se calculan los siguientes valores:

hn= H − Z = 0,2m

h = Y2+ hn= 1,4m

s = 0,75

M = 1,88

21

calculamos el ancho de la toma con la ecuacion 5.1 y luego hallamos B que es el ancho total de

la reja de toma de agua:

L = 1,94m

L n =

b0 = 10

N = n − 1 = 9

B = L + N × a0= 2, 81m

se toma como velocidad media anual, la velocidad calculado en el aforo Vr= 0,2m/s , con este valor se determina el angulo α

( Vr α = arcos Ve = 78,46

Es decir la pared de la toma de agua debe tener un Angulo de 11.54ocon la dirección del rio.

La altura del azud es igual a:

H00= Y1+ H = 1,3m

5.2.2. Diseño del Desripiador

Según el dimensionamiento de la toma de agua, se eligen las siguientes medidas.

h0n

= 0,1

H0= 0,2


Y3= 1,0

Z0= 0,1

Y2= 1,2

22

El caudal que debe verter a través del rebosadero ubicado en el desripiador debe tener un ancho igual

a:

Q b2=

sM H3/2 = 2,1m

La longitud del desripiador es aproximadamente igual a la longitud de una transición y equivale a:

Ld = ((L − b2)/2)tag(11,55) = 0,28m

La pendiente del canal del desripiador, la cual debe ser elevada para arrastrar piedras y otros elementos

que han quedado, se determina de la siguiente forma.

n2

jc= v2

Donde:

v: es la velocidad del agua

R4/3

n: es el coefiente de rugosidad (n=0.025, para un fondo con piedras)

R: es el radio hidraulico

5.2.3. Diseño del Azud

H = 1,3m(estimado)

b = 9m(dato)

a. Calculo de la altura de carga:Empleando la formula de vertederos, que nos parece más ade-

cuada porque toma en consideración la velocidad de acercamieto de las aguas del rio al azud.

Donde:

Qmax=

2

3

(µbⲚ2g

"(

h +

V 2

2g

3

2

−

(V2

2g

3 # 2

Reemplazando valores obtenemos la altura de carga h = 0,25m:


Qmax: caudal maximo del rio ( máxima avenida m3/seg)

µ: coeficiente del vertedero según la forma de la cresta para

el caso, perfil Creager

h: Altura de carga hidraulica o tirante de agua sobre la cresta

del vertedero (en metros)

V : Velocidad de acercamiento del rio (m/seg)

b: Ancho del rio (m)

g: gravedad ( m/s2)

b. Calculo de la Velocidad del Agua sobre la cresta del Azud

Qmax2

3.00

0.75

??

1.00

9.00

9.81

23

V = A = 9 × 0,25 = 1,35m/s

c. Calculo de la Carga Energetica hey Cálculo de las coordenadas del Azud.

he= h +

V 2

2g

= 0,25 +

1,35

2 × 9,81

= 0,34m

Con este valor calculamos las coordenadas del Azud, multiplicando las coordenadas del perfil

Creager por 0.34

PERFIL AZUD

X

Y

0.1

0.0 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90

-0.1

-0.2

-0.3

-0.4

-0.5

-0.6 he =

-0.7

Figura 5.2: Perfil del Azud

5.2.4. Diseño del resalto o colchon amortiguador

QL

0.00 0.046

0.03 0.012

0.10 0.000

0.14 0.002

0.20 0.002

0.27 0.038

0.34 0.087

0.48 0.192

0.68 0.414

0.85 0.666

1.02 0.849

Donde :

h2= 0,45 × √ h1

(5.2)


QL: Caudal de agua sobre el azud, por metro lineal (m3/seg/m)

h2: Profundidad aguas abajo

h1: Profundidad o espesor de la lamina vertiente al pie del azud.

24

Para este cálculo efectuamos tanteos suponiendo un h aproximado, en este caso suponemos h = 1,2m.

La velocidad de caida será :

V1= Ⲛ2gh = Ⲛ2× 9,81 × 1,2 = 4,85m/s

QL= A × V

b

= 3

9 = 0,33(m3/s)/m

h1= QL

V = 0,33

4,85 = 0,07m

La altura total del agua Hesobre el lecho del rio aguas arriba es igual a he+ 0,50.

V 2

He= Hazud+tagua

+

Por lo tanto, la profundidad del colchón será:

2g == 1,34m

hcolchon=He− h − h1= 0,07m

La profundidad de aguas abajo será:

h∗2= −hcolchon+t = aguaabajo = 0,73m

de acuerdo a la formula 5.2:h2= 0,57m cumple que h∗2> h2, por lo tanto no se requiere aumen-

tar la profundidad.

Calculo de la longitud de la cuenca Schoklitsch:

L = 5(h2− h1) = 2,52m

1 h2

h1

1.02

2.52

Figura 5.3: Dimensiones del azud

5.3. CANAL DE CONDUCCIÓN

5.3. Canal de conducción

25

Para, aspectos de calculo se asumió la distancia del canal, esto debido a que se necesita un estudio

topográfico de la zona, los datos necesarios son los siguientes.

Caudal del canal (Q) 350 Litros/s

Longitud total del canal (L) 600 m.

longitud de sección trapezoidal (L1) 600 m.

Tipo de revestimiento: Concreto 600 m.

Pendiente (S) 0.004 m/m

Seleccionamos la velocidad adecuada según el cuadro A.2 que lo podemos ver en el apéndice A;

V = 1,5m/s, elegimos el ángulo del talud del canal según el cuadro A.1 Z = 0,58; también elegimos

el coeficiente de rugosidad n = 0,02 según el cuadro A.3.

Con estos valores calculamos los siguientes parámetros utilizando las ecuaciones respectivas.

Q A = = 0,23m2

V s

A H = = 0,37m

2Ⲛ(1 + Z 2) − Z √

B = H(2 1 + Z2 − 2Z) = 0,42m

W = B + 2HZ = 0,85m

Donde: H:altura (m); B: Base (m); W : Base superior (m).

Luego con el cuadro A.5 calculamos el perímetro mojado con un borde libre de 0,15m; P =

1,27m y un radio hidraulico de R = 0,18m, luego con la siguiente ecuacion calculamos la pendiente:

( nV2 s = = 0,005m/m

R2/3

con este valor calculamos la perdida por caida o disnivel HL = L × s el cual es 2.91m.

0.15

0.85

0.37

0.58

0.42

Figura 5.4: Dimenciones del canal

5.4. DISEÑO DEL DESARENADOR

5.4. Diseño del Desarenador

5.4.1. longitud desarenador

26

La longitud total del desarenador se divide en tres partes: entrada (Le), decantación (Ld) y salida

(Ls). La parte central es el área de decantación, la longitud de decantación y el ancho (W ) aparecen en la figura 5.5

Figura 5.5: Esquema de un desarenador

La profundidad del desarenador se divide en dos partes: decantacion (dd) y de recoleccion (dr) ;

entre otros parametros utilizados tenemos la velocidad horizontal (VH); la velocidad de decantacion

vertical (Vd); las formulas utilizadas para este diseño son:

VH Ld= × dd× f

Vd Q

W = VHdd

capacidad dr=

W Ld

Los datos que usaremos son:Q = 0,35m3/seg ; f = 2,0 (factor de seguridad) dd= 0,6m (pro-

fundidad de decantación) Vd= 0,05m/s, y tambien VH= 0,2m/seg con estos valores obtenemos lo

5.5. DISEÑO DE CÁMARA DE PRESIÓN

siguiente:

Ld= 4,80m

W = 2,92m

luego calculamos la capacidad del desarenador que es:41.87 m3

dr= 2,99m

Le= 1,2m

5.4.2. Vertedero lateral

27

Para calcular el vertedero lateral usaremos la siguiente formula del cual se despeja la longitud L:

2 Q = 0,95

3 µLⲚ2gh

los datos que asumiremos son: Q = 0,35m3/seg(caudal a evacuar); h = 0,2m(tirante a evacuar

por la ventana) y µ = 0,55. con lo cual obtenemos L = 2,54m.

5.5. Diseño De Cámara De Presión

Figura 5.6: Nomenclatura de la camara

Para su dimensionamiento contamos con los siguientes datos

5.6. DISEÑO DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN

caudal captado

caudal de diseño

altura bruta

altura de la conducción rectangular

ancho de la conducción rectangular

diámetro de la tubería

longitud de la tubería

Qc= 0,45m3/s

Q = 0,35m3/s

Hc= 40,00m

h1= 0,34m

b1= 0,68m

D = 0,46m

L = 70,00m

28

Cuadro 5.3: Datos para el cálculo de la cámara de presión

El diámetro se halla con la formula 5.3 Q0,4268

D = 1,27 (Hc+ 0,3Hc)0,1423

Los datos que asumimos son los que se muestran en el cuadro 5.4

Altura que evita el ingreso de posibles sedimentos en la tuberia

Altura equivalente al dimetro de la tuberia

Altura para no generar cavitacion (0,5D < a3< 1,5D)

a1= 0,30m

a2= 0,46m

a3= 0,46m

(5.3)

Altura de seguridad para el efecto del golpe de ariete

Asumimos la altura de la camara de presion

a4min= 0

,3m

h2= 1,4m

Asumimos la velocidad media en la camara (V2= (0,6 < 1,0)m/s V2= 0,6m/s

Altura del vertedero hv= 0,25m

Cuadro 5.4: Datos asumidos para el cálculo de la cámara de presión

Usando las siguientes formulas dimensionamos la cámara de carga:

b2=

Q

V2× h2

h2d=

Q √

7b2h2

√

h02e

=a1+ a2+ a3+ h2d L2= 0,304

QL h2

h2e=

0,25Q √

b =

HcD2

3Qc √

b2h2

h2c=h2+ h2e

+a4

2 × 0,5 2g × h3v

/

4

Reemplazando valores obtenemos los siguientes parámetros para el diseño las que se muestran en

el cuadro 5.5

5.6. Diseño de la tubería de presión

Se requiere dimensionar la tubería de presión, sus apoyos y los anclajes para este proyecto.

5.7. CALCULO DE LAS PERDIDAS EN LA TUBERÍA

b2= 0,417 : Es el ancho del tanque de presión (m)

h2d= 0

,101 :Altura del agua en el tanque para el arranque (m)

h02e

= 1,326

h02e

< h2 : Los valores tomados son correctos

L2= 1,030 : Longitud de la cámara de presión (m)

h2e= 0

,177 : Altura del nivel máximo (m)

bv= 2,438 : Ancho del vertedero(m)

h2c= 1

,877 : Altura de la cámara de presión (m)

Cuadro 5.5: valores obtenidos para el diseño

29

Para su dimensionamiento se conoce el perfil de la tubería mostrado en la figura 5.7, la cual fue

aproximada con fines de calculo, ya que para ello se necesita un estudio topográfico completo con el

cual no contamos.

Para que las perdidas sean menores se opta por escavar y rellenar, para que la pendiente sea lineal

, como se muestra en la figura 5.7. Esta tiene una pendiente de -35.06o, una longitud de 70m apro-

ximadamente, y un diametro de 0.45m (18”) esta es una tuberia comercial segun el cuadro B.2 del

apendice B hallada con la ecuacion 5.3.

Además se conoce el caudal de diseño que es de 0,35m3/s y una altura disponible de 40m, en el

proyecto se considera el golpe de ariete como una sobrepresión equivalente a 30 % de la altura bruta,

el material de la tubería es el acero.

5.7. Calculo de las perdidas en la tubería

Para hallar las perdidas en la tubería es necesario obtener la velocidad en la misma la cual es:

Q V =

π(D 2

= 2,201m/s

2)

5.7.1. Calculo de las perdidas primarias

la constanteK para el acero es igual a: 1.15

( LV2 hp= λ

D × 2g 0,134

λ = 0,01 ( K D

= 0,011

∴ hp= 0,435m

5.7.2. Calculo de las perdidas secundarias

Las perdidas secundarias se presentaran en las rejillas con un coeficiente de perdida ξr= 0,8,

también tenemos perdidas en la entrada con un ξE= 0,2, en caso de los codos, solo se requieren dos

5.8. ESPESOR DE LA TUBERÍA

30

anclajes para variar la pendiente vertical en los puntos A2y A11y un anclaje para variar la pendiente

horizontal antes de llegar a la casa de maquinas A1, y el resto serán apoyos para sostener la tubería

por lo que optamos por elegir los coeficientes para A1, ξk= 0,32 es un codo de 90opara A2y A11

ξk= 0,215; se usaran 2 válvulas tipo esférica como mínimo con ξv= 0,2y por ultimo se tendrán dos

unidades que se instalaran bifurcaciones y el coeficiente de perdidas es ξrama= 0

,48 y ξramd= 0

,33

para el ramal a y d respectivamente.

Se usara la siguiente ecuación para hallar las perdidas secundarias:

(V2

hs= (ξr+ ξE+ 2ξkA2,11+ξkA1

+ 2ξv+ ξrama

+ξramd

)×

∴ hs= 0,731m

Luego las perdidas totales son:

∴ ht= hp+ hs= 1,16m

5.8. Espesor de la tubería

Se determina con la siguiente expresión

(H + hs)D e =

2δt× Kf

Donde:

H es la caída bruta 40m

hses la sobrepresión ejercida por el golpe de ariete 30 %(H)m

δtes la tensión de tracción del material para el acero 1200kg/cm2

Kfes la eficiencia de las uniones y se toma 0,8

Con lo cual obtenemos e = 12mm

2g

5.8. ESPESOR DE LA TUBERÍA

Figura 5.7: Perfil de la tubería de presión

31

CAPÍTULO

6

OBRAS ELECTROMECÁNICAS

6.1. Selección De La Turbina

Para seleccionar la turbina utilizamos el apéndice B los cuadros B.1 y B.3. Del cual optamos por

elegir una turbina tipo MICHEL-BANKI.

Calculamos la potencia de la turbina que tiene una eficiencia de 0.65 % una altura neta de H =

35,924m y un caudal de Q = 0,35m3/s.

1000ρQHη PT= = 80,12KW = 107,54HP

102

Y la potencia en los bornes del generador para una eficiencia del grupo generador ηtr= 0,8 y la

eficiencia del generador de ηG= 0,95

PE= PTηtrηG= 74,6KW

el generador tiene 4 pares de polos a una frecuencia de 60Hz entonces Nv= 900; hallamos el Ns

√

Ns= Nv PT = 106RP M

H1,25

De lo cual sabemos que la leccion fue correcta el Nsse encuetra en los rangos de la turbina

MICHELL-BANKI.

32

Referencias bibliográficas

2001, RAMIRO ORTIZ FLORES ; Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.

1995, INTERMEDIATE TECHNOLOGY DEVELOPMET GROUP, ITDG-PERU ; Ma-

nual De Mini Y Microcentrales Hidráulicas.

1996, POTES MAURICIO, GARCES GUSTAVO ; evaluación económica de la construcción

de una pequeña central hidroeléctrica.

GUSTAVO GILL ; centrales eléctricas.

NÉSTOR GUTIÉRREZ FERNADEZ ; Minicentral hidroeléctrica .

33

A PÉNDICE

A

Tablas para las obras de conducción

MATERIAL

Arena

Arena y Greda

Greda

Greda y Arcilla

Arcilla

Concreto

TALUD(Z=Cotan Ø)

3.00

2.00

1.50

1.00

0.58

0.58

Cuadro A.1: Talud recomendado para canales de sección transversal

MATERIAL

Velocidad Máxima

Menos de 0.3 m de prof. Menos de 1.0 m de prof.

Arena

Greda Arenosa

Greda

Greda y Arcilla

Arcilla

Mampostería

Concreto

0.3 m/s

0.4 m/s

0.5 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.5 m/s

1.5 m/s

0.50 m/s

0.70 m/s

0.80 m/s

0.90 m/s

2.00 m/s

2.00 m/s

2.00 m/s

Cuadro A.2: Velocidad Máxima del agua recomendado

34

CANALES DE TIERRA

Arcilla

Material solido, suave

Arena con algo de arcilla o roca partida

Fondo de arena y grava, con lados empedrados

Grava fina de unos 10/20/30 mm

Grava Regular de unos 20/40/60 mm

Grava Gruesa de unos 50/100/150 mm

Greda en terrones.

Revestido con piedra

arena, Greda, Grava y hierbas

CANALES EN ROCA

Roca medianamente regular

Roca Regular

Roca muy irregular con muchas salientes

Mamposteria de piedra con cemento

Paredes de mamposteria con base de arena y grava

CANALES DE CONCRETO

Buen Acabado con Cemento

n

0.0130

0.0167

0.0200

0.0213

0.0222

0.0250

0.0286

0.0333

0.0370

0.0455

0.0370

0.0455

0.0588

0.0200

0.0213

0.0100

35

Acabado con yeso o cemento suave con alto contenido de cemento 0.0118

Concreto no enlucido

Concreto con superficie suave

Revestimiento de concreto irregular

superficie de concreto irregular

CANALES DE MADERA

Tablas cepilladas y bien unidas

Tablas sin cepillar

Canales viejos de madeera

CURSOS NATURALES DE AGUA

Lecho natural de rio con fondo solido, sin irregularidades

Lecho natural de rio con hiervas

lecho natuural de rio con piedras y irrgularidades

Torrente con piedras irregularidades grandes, lecho sedimentario

Torrente con piedra gruesas, con bastante sedimento

Cuadro A.3: Coeficiente de rugosidad ”n”

calidad del agua velocidades minimas

Con sedimentos finos 0.3 m/s

Con arena 0.5 m/s

0.0149

0.0161

0.0200

0.2000

0.0111

0.0125

0.0149

0.0244

0.0313

0.0333

0.0385

0.0500

Cuadro A.4: Velocidades mínimas recomendadas para evitar sedimentación

Tipo de sección transversal perímetro mojado(P) BASE MAYOR(W)

36

rectangular

trapezoidal

triangular

B + 2H

B + 2H(1 + Z2)0,5

2H(1 + Z2)0,5

B

B + 2HZ

2HZ

Cuadro A.5: Características de las secciones transversales

b

W

H

Z

B

Figura A.1: Nomenclatura

Figura A.2: Coeficiente de perdidas en la entrada de la tubería

Figura A.3: Perdidas en la rejilla por fricción

Figura A.4: Coeficiente de pérdidas para codos circulares según el ángulo

37

A PÉNDICE

B

Tablas para diseño de tubería y turbina

Figura B.1: para la eleccion de turbinas

38

Figura B.2: Tuberias comerciales

39

Figura B.3: caracteristicas de las turbinas

40

A PÉNDICE

C

Nomenclatura de las obras civiles

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