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Cuando se construye la configuración
del techo de la toma en las expresiones
(5.1) y (5.2) se introducen los valores a' •
y ~' = a' • / t' , , y para el umbral a' , • y ~ ' ,
= a' , • / t' , , (fig. 5.10 esquema 1).
Si la relación de las a e entre las t
es menor o igual que 0.25, entonces el
coeficiente de compresión de la fórmula
(5.1) se puede considerar:
• = .. = .. ' = 0.62.
Las expresiones (5.1) - (5.3) muestran
que cuando la entrada de agua está al
centro de la sección viva la forma de
la toma es simétrica, ya que el techo
y el umbral se circunscriben en elipses
iguales (fig. 5.10 esquema IV) . Si la entrada
está por arriba del centro, entonces la
elipse del umbral es mayor que la del techo
y viceversa.
Este cálculo de la configuración de la
toma es aproximado, ya que en él no se
consideran varios factores como rejillas.
ranuras de compuertas, etc., además de
las omisiones tomadas. La configuración
final se obtiene a base de investigaciones
de laboratorio.
5.5. Obras de toma de superficie
5.5.1. Condiciones de operación
Las obras de toma de superficie se insta·
lan normalmente en plantas con derivación
en zonas montañosas, en ríos de grandes y
prolongadas pendientes y corrientes rápi–
das. Estos ríos normalmente se caracteri·
zan por tener grandes cantidades de mate–
ria en suspensión, lo cual da origen a la se–
dimentación en cuanto se disminuye la ve–
locidad del flujo.
Para evitar las sedimentaciones excesi-
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vas en el tramo superior de la obra de toma,
se requiere facilitar el tránsito continuo de
la materia en suspensión a través de los
vertedores y a retirarlos de la toma.
Las principales dificultades en la ope–
ración de las obras de toma de superficie
en los ríos de montaña los causan aluviones
profundos. Si llegan a la derivación a través
de la obra de toma la llenan de fango y
las obstruyen rápidamente, reduciendo los
gastos Q, la potencia y la energía que ge–
nera la planta. Por esta razón es de gran im–
portancia evitar que los arrastres profun–
dos alcancen la derivación de la planta.
Los objetos flotantes que pudieran cau–
sar la destrucción de la turbina o de sus ele–
mentos se retienen en los tanques de re–
poso.
En general la toma debe localizarse de
tal manera que se evite en lo posible la
entrada a ella de aluviones profundos. En
los giros del lecho del río, en el fI ujo de
agua aparece una corriente perpendicular,
llamada circulación transversal. Gracias a
esto las corrientes superficiales, libres de
aluviones, se dirigen a la ribera cóncava
y las profundas, que arrastran materiales,
van a la ribera convexa (fig. 5.10).
La ribera cóncava se lava y en la convexa
se acumulan los sedimentos resultantes del
derrubio. Cuando se busca el punto de
instalación de la toma es indispensable
utilizar esta división natural del flujo y
en todos los casos, cuando sea posible,
construir las tomas en las riberas cóncavas.
Lo mejor es localizar la obra en aquel
punto de la ribera cóncava donde la com–
ponente perpendicular de circulación y la
profundidad del flujo alcanzan su máximo
valor. Experimentalmente se ha estable–
cido que el punto óptimo es detrás del
punto B que es la intersección entre la tan–
gente AB y la ribera cóncava en el corte de
agua a 1 y 5% de la avenida.