Diseño e Ingeniería de Cortinas Hidráulicas: Tipos, Elementos y Factores Clave

A continuación, se presentan conceptos clave sobre el diseño e ingeniería de cortinas hidráulicas:

Tipos de Cortinas

• Cortinas tipo gravedad: Son cortinas masivas de concreto o mampostería que resisten el sistema de fuerzas impuestas, principalmente por su propio peso.

• Cortinas de arco: Se clasifican según su forma en planta, elevación y secciones.

• Cortinas de machones o contrafuertes: Comprenden una cubierta inclinada que soporta el empuje hidráulico, y machones contrafuertes o muros que soportan la cubierta y transmiten la carga a la cimentación a lo largo de planos verticales.

• Cortinas de arco múltiple: Su ventaja es poder soportar y transmitir cargas mayores para un claro determinado en condiciones económicas más favorables.

• Cortinas de tierra y enrocamiento: Están formadas por roca suelta, grava, arena, limo o arcilla en variadas combinaciones para obtener un grado de impermeabilidad.

Factores Determinantes en el Diseño

• Factores importantes: Condiciones del sitio, factores hidráulicos, condiciones de tránsito y condiciones climáticas.

• Condiciones de la cimentación: Son importantes debido a la naturaleza del problema, que trata con masas de rocas con fracturas, fallas y juntas, o con cimentaciones en formaciones. Esto dificulta determinar las características del conjunto de los materiales que forman la cimentación.

• Topografía: Para un cañón angosto, las cortinas de arco son favorables.

• Relación apropiada para cortina tipo arco delgado: C/H < 4

• Aspecto económico: La estructura más importante que influye en la determinación del tipo de cortina es aquella que permite conservar el fluido dentro de valores relativamente modestos, debido a las limitaciones existentes para ciertos tipos de cortinas.

Tipos de Vertederas

• Vertederas: Se proyectan para descargar sobre sus coronas y deben estar hechas de materiales que no se erosionen con tales descargas.

• No vertederas: Se proyectan para que el agua no rebase su corona.

Niveles de Agua

• NAMO: Nivel de Aguas Máximas de Operación.

• NAME: Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias.

• Bordo Libre: Magnitud en metros que mide el desnivel entre el NAME y la corona de una cortina.

Consideraciones Adicionales

• El bordo libre es función de: Marea de viento, oleaje de viento, pendiente y características del paramento mojado, y factor de seguridad.

• Efecto de oleaje de viento: Es una función de la altura de la ola y de la altura a la que dicha ola puede remontar el paramento mojado de la cortina.

• Longitud de una cortina de concreto: Longitud media con área del eje de la estructura con elevación media de la corona.

Definiciones Adicionales

• Cortinas de arco: Estructura curva masiva de concreto o mampostería con convexidad hacia aguas arriba.

• Cortinas de machones y losas: Comprenden dos elementos estructurales principales: una cubierta inclinada que soporta el empuje hidráulico, y machones contrafuertes o muros que soportan la cubierta y transmiten la carga a la cimentación.