Los aliviaderos en laberinto presentan forma de zig-zag en planta. Esta tipología incrementa la longitud de vertedero que se puede encajar en cierto espacio disponible, con la finalidad de aumentar la capacidad de evacuación respecto a la de un vertedero recto convencional ubicado en el mismo lugar y para la misma carga hidráulica.
No obstante, esa mayor capacidad hidráulica de vertido a igualdad de espacio disponible y de carga hidráulica presenta incertidumbre cuando la carga hidráulica sobre el umbral del vertedero crece por encima de ciertos valores. Los resultados de las investigaciones realizadas establecen como límite de funcionamiento aquel en el que la máxima sobreelevación de la lámina sobre el vertedero se encuentra entre 0,50 y 0,70 veces la altura del vertedero.
El coeficiente de desagüe presenta un valor inferior en relación con el coeficiente de un aliviadero recto convencional. En el caso de los aliviaderos en laberinto el valor del coeficiente de desagüe depende de la altura de lámina y de la forma y ángulo en planta de los tramos del laberinto. Se suele recurrir a la realización de un modelo reducido para afinar el valor del coeficiente de desagüe y para verificar el adecuado comportamiento del aliviadero diseñado.
Con caudales de vertido unitario superiores a 50 m3/s/m tiene lugar un incremento de las cargas hidrodinámicas actuantes sobre los muros de hormigón que conforman el aliviadero, y se hacen necesarias cuantías de acero para el hormigón armado significativas (Blanc y Lempérière, 2001).
En el presente post se muestran algunos ejemplos de presas que disponen o que van a disponer de este tipo de estructuras hidráulicas de vertido.
Los datos y las imágenes empleadas en este post se han obtenido a partir de las referencias bibliográficas que se citan al final del artículo y a partir de otras fuentes que se citan específicamente en el documento.
PRESA DE WORONORA (Australia, 1941)
La primera referencia encontrada sobre un aliviadero en laberinto data de 1941, año en el que se construyó en Australia un aliviadero en laberinto en la presa de Woronora.
PRESA DE UTE (Nuevo México, 1963)
La presa de Ute se encuentra en Logan, en el condado de Quay, en Nuevo México, a unos 32 km al oeste de la frontera del estado de Texas.
Se trata de una presa de materiales sueltos de 40 metros de altura, con una longitud de coronación de 1990 metros y una capacidad de embalse de 497 hm3.
La finalidad principal de la presa es el abastecimiento y el uso recreativo.
El aliviadero en laberinto de la presa de Ute se construyó posteriormente en el año 1984 y dispone de 14 módulos. El aliviadero se encuentra encajado en un ancho de 256 metros. La altura del aliviadero es de 9,15 metros y tiene capacidad para desaguar un caudal de diseño de 16700 m3/s para una altura de agua sobre el umbral de vertido de 5,80 metros (relación 5,80/9,15 = 0,63).
PRESA DE MAGUGA (Suazilandia, 2002)
La construcción de la presa comenzó en 1998 y finalizó en 2002. La presa se encuentra en el río Komati y da servicio de abastecimiento, riego y generación de energía hidroeléctrica.
La presa de Maguga tiene una altura de 115 metros, una longitud de coronación de 870 metros y una capacidad de almacenamiento de 332 hm3.
PRESA DE DOG RIVER (Estados Unidos, 2004)
En la presa de Dog River se llevó a cabo la primera aplicación conocida de métodos de modelización numérica tridimensional de un aliviadero en laberinto. Este estudio fue elaborado por ingenieros de la Universidad McNeese State.
PRESA DE MARÍA CRISTINA (España)
La presa de María Cristina se encuentra sobre la Rambla de la Viuda, afluente del río Mijares, en la vertiente mediterránea de la Península Ibérica.
La presa es de tipo arco-gravedad de 56,5 metros de altura y volumen de embalse de 20 hm3.
En el año 1946 una avenida ocasionó deterioros en el aliviadero original situado en un collado de la margen derecha, arrancando parte de la solera del canal de descarga. La Confederación Hidrográfica del Júcar (CHJ), titular de la presa, procedió a inutilizar el aliviadero original y a construir un nuevo aliviadero junto al estribo de la margen derecha de la presa con una capacidad de vertido de 560 m3/s.
Aun así, en los años 1962 y 1969 dos nuevas avenidas ocasionaron vertidos sobre la coronación de la presa, lo que motivó la modificación del nuevo aliviadero para ampliar su capacidad hasta los 600 m3/s. Pero en el año 2000 tuvo lugar un nuevo vertido por coronación.
Con la finalidad de adecuar el aliviadero a la normativa vigente en su momento, la CHJ consideró necesario el diseño de un nuevo aliviadero, con un vertedero en laberinto que incrementase la capacidad de desagüe del aliviadero existente.
La comprobación del adecuado comportamiento del nuevo aliviadero se llevó a cabo mediante ensayo en modelo físico reducido en el Laboratorio de Hidráulica del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX.
Fuente: Cordero Page, D., & Granell Ninot, C., 2007
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) Savage, B., Frizell, K., & Crowder, J., (2004) Brains versus Brawn: The Changing World of Hydraulic Model Studies
2) Cordero Page, D., Elviro García, V. & Granell Ninot, C., (2007) Aliviaderos en laberinto. Presa de María Cristina
3) Cordero Page, D., & Granell Ninot, C., (2007) Mejora de la capacidad de desagüe de presas existentes mediante aliviaderos en laberinto
4) Pottinger, L., (2007) Raising the bar on big dams
5) Crookston, B., (2010) Labyrinth Weirs http://digitalcommons.usu.edu/etd/802
6) San Mauro, J., et al (2015) Modelación física y numérica de aliviaderos en laberinto con fondo poliédrico
7) WaterNSW, (2015) Dams of Greater Sydney and Surrounds. Woronora
8) Salazar, F., & Crookston, B., (2019) A Performance Comparison of Machine Learning Algorithms for Arced Labyrinth Spillways
9) Arreguín Cortés, F., (2021) Obras Hidráulicas
1 Comment
Dayana Pita says: 2022/05/22 at 14:12 //
Muy interesante