Comportamiento hidráulico de los aliviaderos escalonados en presas de hormigón compactado. Análisis del campo de presiones.

Abstract

Se presentarán en este trabajo los aspectos principales del estado del conocimiento existente sobre el comportamiento hidráulico de los aliviaderos escalonados. Se analizará: la caracterización del flujo que se observa en función del caudal circulante y de la geometría del escalonado del aliviade-ro; los procesos, efectos y consecuencias de la aireación del flujo; la energía residual del flujo al pie del vertedero; y las acciones del flujo sobre los escalones. Se describirá la insfraestructura construida para el desarrollo del trabajo así como las bases de la metodología experimental. Se detallará la instrumentación utilizada y los sistemas de almacena-miento del gran volumen de datos obtenido durante el desarrollo de la campaña experimental en el laboratorio. Igualmente se establecerán las bases para la adimensionalización y notación de los di-versos parámetros que han sido utilizados a lo largo de este trabajo. Se mostrará el proceso de calibración y puesta a punto de los sensores utilizados para el registro de las presiones, así como el desarrollo de los ensayos previos a la realización de la campaña experi-mental. Se analizarán las rectas de calibración estática de cada uno de los sensores y seguidamente se procederá a analizar el funcionamiento dinámico de los mismos, con lo que se pretende justificar su capacidad para poder registrar a altas frecuencias sin presentar inercia en las medidas. Igualmen-te se describirán los criterios utilizados para el diseño del sistema de conexión de los sensores al modelo tanto en las huellas como en las contrahuellas de los escalones. Se discutirá la bidimensio-nalidad del flujo, así como las actuaciones en el canal de aproximación al modelo que hubo que llevar a cabo para conseguirlo. Se presentarán los resultados obtenidos en el domino del tiempo. Antes de presentar la evolución de la presión registrada sobre los centros de simetría, tanto de las huellas como de las contrahuellas, a lo largo de todo aliviadero, se realizarán algunas consideraciones acerca del proceso de cambio de régimen escalón a escalón a régimen rasante, así como de la ubicación de la zona en la que se inicia la aireación del flujo en función del caudal circulante. Se describirán gráficamente los perfiles de presión registrados en dos peldaños, tanto en su cara horizontal como vertical, a partir de los pará-metros adimensionales que definen el problema. También se presentan una serie de ajustes que han de permitir simular, en función de caudal y la geometría del vertedero, la distribución de las presio-nes tanto sobre la huella como la contrahuella de un peldaño sometido a flujo rasante situado en la zona de flujo completamente desarrollado, aguas abajo de la zona influida por el proceso de entrada al aliviadero. Se mostrará también el análisis de los resultados en el dominio de la frecuencia, relacionados con la fluctuación de la presión. Se discutirá la extrapolación a prototipo de los mismos según la ley de semejanza de Froude admitida en el desarrollo del trabajo. Finalmente se presentará la caracterización cualitativa del flujo rasante sobre un aliviadero escalo-nado en presas de HCR mediante la aplicación de la técnica de digitalización de imágenes de vídeo.