Estudio en modelo físico del vertedor de la presa Santa María 🌄

Summary

El script describe la presa Santamaría, ubicada en el municipio de Rosario, Sinaloa, destinada al almacenamiento y riego de 24,250 hectáreas. Sirve para generación hidroeléctrica, control de avenidas y abastecimiento de agua. Se realizó un estudio de modelo físico para analizar su funcionamiento hidráulico, detectar problemas y hacer ajustes antes de la construcción. Se encontraron deficiencias en los vertedores, corrigidas mediante modificaciones en su diseño. Las pruebas demuestran que los vertedores, con cambios, funcionan adecuadamente para verter aguas ante eventos extremos sin superar los niveles máximos.

Takeaways

• 🌊 La presa Santamaría está ubicada en el municipio de Rosario, Sinaloa, y tiene múltiples propósitos, incluyendo el almacenamiento y riego de tierras, así como la generación de energía hidroeléctrica.
• 🛠️ Se diseñó un modelo físico a escala para analizar el funcionamiento hidráulico de los vertedores y mejorar el diseño antes de la construcción real.
• 🏗️ El modelo físico incluye la construcción de estructuras y canales de descarga, y se utilizó para detectar y solucionar problemas de funcionamiento asimétrico y otros problemas hidráulicos.
• 🔍 Se realizaron pruebas y cálculos para encontrar la geometría óptima de los vertedores y asegurar que el funcionamiento sea simétrico y eficiente.
• 💧 Se observó que el nivel máximo del agua rebasó el nivel establecido por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) en 6 centímetros, lo que fue corregido en el diseño.
• 🚀 Se implementaron modificaciones en los muros de encauzamiento y la transición de taludes para mejorar la eficiencia de los vertedores.
• 📏 Se ajustó la sección de control y la geometría de los cimacios para evitar problemas de salto hidráulico y cavitación.
• 📉 Se redujo la velocidad de descarga en los canales para mejorar la eficiencia y prevenir erosiones.
• 📏 Se elevó el colchón en el vertedor 2 para mejorar la eficiencia de la descarga y reducir la probabilidad de cavitación.
• 📈 Se calibraron los vertedores con el fin de obtener datos precisos sobre la curva de elevación de la superficie libre del agua y los coeficientes de descarga.
• 🌧️ Se demostró que los vertedores modificados tienen la capacidad de manejar avenidas de diseño con un periodo de retorno de 10,000 años sin superar los niveles de aguas máximas extraordinarias.

Q & A

¿Dónde se encuentra la presa Santamaría?

La presa Santamaría está ubicada sobre el río Baluarte, en la localidad de Santamaría, municipio del Rosario, estado de Sinaloa.

¿Cuál es el propósito principal de la presa Santamaría?

El propósito principal de la presa Santamaría es el almacenamiento y la puesta en riego de aproximadamente 24,250 hectáreas de tierra en la planicie costera del sur de Sinaloa.

¿Cómo contribuirá la presa Santamaría a la generación de energía?

La presa Santamaría también servirá para la generación de energía hidroeléctrica.

¿Qué otros usos tiene la presa Santamaría además de la generación de energía y el riego?

Además de la generación de energía y el riego, la presa Santamaría también se utilizará para el control de avenidas, el abastecimiento de agua para el uso urbano y el mantenimiento de los caudales ecológicos.

¿Qué es un modelo físico y cómo se utiliza en el estudio de la presa Santamaría?

Un modelo físico es una representación a escala reducida del prototipo que cumple con ciertas condiciones físicas y matemáticas. Se utilizan en casos complejos donde no es fácil tratarlos únicamente con métodos matemáticos. En el estudio de la presa Santamaría, se utilizó para analizar el funcionamiento hidráulico de los vertedores, mejorar el diseño y estudiar la posibilidad de socavación.

¿Cuál fue la escala utilizada para el modelo físico de la presa Santamaría?

El modelo físico de la presa Santamaría se diseñó con una escala de 1:196.

¿Qué problemas se detectaron en el funcionamiento hidráulico de los vertedores de la presa Santamaría durante los estudios con el modelo físico?

Se detectaron deficiencias en el funcionamiento de los vertedores, como la separación de flujo y áreas estancadas, así como un funcionamiento asimétrico y problemas con el salto hidráulico en los colchones.

¿Cómo se abordaron los problemas detectados en los vertedores durante los ensayos con el modelo físico?

Se realizaron modificaciones en la geometría de los vertedores, incluyendo la creación de transiciones, cambios en los muros de encauzamiento, y ajustes en la longitud de recorrido y en la sección de control hacia aguas abajo.

¿Qué se deduce del análisis de las descargas de ambos vertedores en relación con la posibilidad de socavación?

El análisis cualitativo de las descargas de ambos vertedores permitió determinar la profundidad de socavación al pie de las cubetas de lanzamiento, y se comparó con un método empírico, obteniendo resultados similares en el vertedor 2 y una mayor profundidad en el vertedor 1.

¿Cómo se aseguraron los investigadores de que los vertedores modificados podrían manejar las avenidas máximas probables sin superar los niveles de aguas máximas extraordinarias?

Se realizaron ensayos y cálculos para encontrar la geometría óptima de los vertedores, y se calibraron los vertedores obteniendo la curva de elevación de la superficie libre del agua, coeficientes de descarga y se calculó el tránsito de la avenida de diseño, probando que los vertedores modificados tienen la capacidad para verter los gastos ante una avenida máxima probable sin rebasar los niveles establecidos.

¿Qué se observó en cuanto al comportamiento al pie de la cortina tras las modificaciones realizadas en los vertedores?

Tras revisar el comportamiento al pie de la cortina, se determinó que no se presentarían problemas de socavación provocados por la descarga por los vertedores.