Saltos de agua y presas de embalse / por José Luis Gómez Navarro

T.I: SALTOS DE AGUA: CAPÍTULO PRIMERO: CONSIDERACIONES GENERALES: Consideraciones generales; Empleos de la energía eléctrica
CAPÍTULO II: FORMACIÓN DEL SALTO. DISPOSICIONES DE CONJUNTO: Disposición general; Reconocimiento del tramo del ría en que se ha de desarrollar el salto; Aprovechamiento del tramo del río en un escalón o en varios; Aprovechamiento simultáneo de un río y sus afluentes; Altura de un salto aprovechable en un tramo de un río; Variaciones de salto con el caudal del río; Potencia del salto; Energía en CV y en kW que se puede suministrar con un caudal anual Q` y salto h; Capacidad de las obras e instalación de maquinaria del salto, en relación con la curva de consumo, recursos hidráulicos y central auxiliar
CAPÍTULO III: AFOROS: Aforos por flotadores; Escalas o limnímetros; Aforo por cálculo directo; Aforo por hidrotímetros. Molinete de Voltmann; Tubo de Pitot-Darcy; Aforo por depósitos graduados; Aforo por vertederos; Aforo con auxilio de aparatos eléctricos de una central inmediata; Aforo por pantalla móvil; Aforo por ondas coloreadas; Aforo por disoluciones comparadas; Aforo por el tubo de Venturi; Aforo por el método de Gibson
Método de Allen
CAPÍTULO IV: AZUDES O PRESAS DE DERIVACIÓN: Construcciones que integran el salto de agua; Azud o presa de derivación;: Efectos de los azudes; Ubicación del azud; Altura del azud; Curva de remanso; Fórmula de Poirée; Procedimiento de tanteo para determinar la curva de remanso
CAPÍTULO V: CLASIFICACIÓN DE LOS AZUDES. AZUDES FIJOS: Clasificación de los azudes; Disposición planimétrica; Azudes fijos; Forma de la lámina vertiente en los azudes de coronación fija; Generalidades respecto al perfil transversal de los azudes fijos; Erosiones al pie del azud; Solera dentada; Revestimientos flexibles; Azudes según la naturaleza del terreno de cimientos; Forma del perfil del azud sobre terreno impermeable; Forma del perfil del azud construido sobre terreno permeable; Ejemplo de azud sobre terreno permeable; Clasificación de los azudes por el material de que están formados; Azudes de ramaje y material menudo; Azudes de escollera a piedra perdida; Azudes de mampostería en seco; Azudes de gaviones metálicos; Azudes de encofrado; Azudes de madera; Azudes de fábrica; Azudes de hormigón armado
CAPÍTULO VI: PRESAS MÓVILES: Empleo y clasificación; Presas de agujas; Medios de impermeabilizar las fugas entre agujas; Presas de persianas; Presa de pantallas; Presa de viguetas; Presas de compuertas giratorias alrededor de un eje horizontal, tipos Thenard, Mesnager, Chanoine, Desfontaínes, Doell y puertas americanas; Presas de compuertas Taintor; Compuertas de sector; Presas de compuertas giratorias alrededor de un eje vertical; Presas cilíndricas o de tambor; Presas de compuertas Stoney; Presas automáticas
CAPÍTULO VII: CONSTRUCCIONES ACCESORIAS EN LOS AZUDES: Desagües de fondo; Capacidad de los desagües de fondo; Canalillos de flotación; Escala de peces
CAPÍTULO VIII: CONSTRUCCIÓN DE LOS AZUDES: Construcción de los azudes; Terreno sobre que se cimenta; Cargas admisibles para los diversos terrenos; Agotamientos; Hormigones; Moldes
CAPÍTULO IX: CÁLCULO DE LOS AZUDES: Cálculo de los azudes; Fuerzas que actúan en el azud; Presión hidráulica; Subpresión; Presión de los sedimentos; Presión de los hielos; Efecto del vacío entre la lámina vertiente y el escape; Rozamiento del agua contra el escape; Peso de la fábrica; Peso del agua sobre la coronación; Presión del agua sobre el paramento de agua abajo o escape; Cohesión de la fábrica; Causas de destrucción de los azudes o presas; Condiciones para la estabilidad de la presa o azud resistiendo por su propio peso; Procedimientos de cálculo; Procedimiento expedito; Procedimiento de Creager
CAPÍTULO X:CANALES: Canales; Trazado de los canales; Pérdidas por evaporación y filtración; Medio de evitar las pérdidas por filtración. Revestimientos arcillosos; Revestimientos de fábrica; Cálculo del perfil transversal del canal; Taludes de los cajeros del canal; Banquetas; Caballeros; Resguardo; Coronación en diques laterales; Defesa de erosiones al nivel del agua; Revestimiento de protección de tierras de mala calidad; Talud de los diques o malecones; Velocidades límites; Perfil del canal revestido; Efecto de la variación de temperatura en los revestimientos. Juntas de contracción; Canales en terrenos yesosos; Canal en túnel; Construcción del canal; Métodos de construcción del revestimiento de hormigón; Empleo de moldes; Construcción del revestimiento sin moldes; Preparación de la explanación para el revestimiento; Unión de los acueductos con la explanación
CAPÍTULO XI: CONSTRUCCIONES EN EL CANAL: Toma de aguas. Bocal y regulador; Cálculo de la sección del regulador; Cimentación del regulador; Inconvenientes de la situación relativa recomendada del regulador y los desagües de fondo; ejemplos de tomas de aguas; Evitación de la entrada en el canal de los cuerpos flotantes; Aliviaderos; Cálculo de la longitud de aliviadero junto al regulador; Canales de descarga; Otros medios de disminuir la energía de las aguas en los canales de descarga; Compuertas de limpia
CAPÍTULO XII: CONSTRUCCIONES EN EL CANAL. CONTINUACIÓN: Depósitos de sedimentación; Ubicación del depósito de sedimentación; Diversas disposiciones especiales para sedimentar el caudal sólido; Cámaras de presión. Antecámaras de turbinas; Rejillas; Disposición Arellano, de limpieza de la rejilla; Rejillas horizontales
CAPÍTULO XIII: COMPUERTAS EN LOS CANALES: Compuertas auxiliares; Compuertas con disposición de rodadura; Oruga; Sernit; Compuertas según el material de que esencialmente están formadas; Cálculo estático de los tableros de las compuertas; Cálculo de los tableros de hierro; Cálculo de los nervios horizontales de los tableros metálicos; Resistencias que hay que vencer para la elevación y descenso de las compuertas; Mecanismos para el movimiento de las compuertas y algunos datos para su cálculo
CAPÍTULO XIV: TUBERÍAS DE PRESIÓN. GOLPE DE ARIETE: Tuberías de presión; Esfuerzos a que está sometida la tubería; Cálculo del espesor teórico de la tubería, suponiendo resiste sólo a la presión interior; Fijación de la presión interior para el cálculo precedente. Golpe de ariete; Sobrepresión producida por el golpe de ariete, originado al cerrar la tubería en el tiempo T; Procedimiento Allievi; Condiciones de presión a lo largo del tubo; Ejemplo numérico; Golpe de ariete en el tramo de conducción agua arriba de la chimenea de equilibrio; Factores de seguridad; Otras fórmulas para determinar el golpe de ariete positivo; Comparación de los resultados de las fórmulas en un caso particular
CAPÍTULO XV: DISPOSICIONES DE PRECAUCIÓN CONTRA EL GOLPE DE ARIETE: Colchón de aire; Válvulas de seguridad; Válvulas compensadoras o reguladoras de presión; Chimeneas de equilibrio o columnas amortiguadoras; Chimeneas de equilibrio o diferenciales, tipo Johnson; Fijación de las dimensiones de una chimenea de equilibrio en un proyecto; Aceleración; Deceleración; Estabilidad inicial; Velocidad crítica; Determinación de la sección a de la tronera; Ejemplo; Bibliografía
CAPÍTULO XVI: PÉRDIDA DE CARGA EN LAS TUBERÍAS: Pérdida debida a la entrada; Pérdida debida al rozamiento a lo largo de la tubería; Pérdida de carga en los codos; Pérdida en los cambios de sección; Pérdida de carga en las llaves; Pérdida de carga en las bifurcaciones; Pérdida de carga en el desagüe; Línea de carga o piezométrica
CAPÍTULO XVII: TUBERÍAS SEGÚN EL MATERIAL QUE LAS FORMA: Tuberías de fundición; Tuberías de palastro de hierro o acero; Tuberías roblonadas; Tuberías soldadas; Tuberías sin soldadura; Tuberías reforzadas; Tuberías blindadas
Unión en obra de los tubos de palastro; Despiezo helicoidal de los tubos de palastro; Codos; Determinación del ángulo del codo en el espacio; Tuberías de hormigón armado; Tuberías de madera
CAPÍTULO XVIII: CÁLCULO, INSTALACIÓN Y PROTECCIÓN DE LA TUBERÍA: Rendimiento de la tubería; Determinación del diámetro de la tubería; Determinación práctica del espesor de la tubería; Efectos de las variaciones de temperatura en las tuberías; Juntas de dilatación; Trazado de la tubería; Instalación de tuberías de hierro; Protección de la tubería contra el hielo; Apoyo de la tubería; Anclaje de la tubería; Ramificaciones de las tuberías a las turbinas; Cierre de la tubería; Válvulas de limitación de velocidad; Ventosas; Aplastamiento de la tubería; La tubería como elemento autorresistente para cruzar depresiones de terreno
CAPÍTULO XIX: GALERÍAS DE PRESIÓN: Galerías de presión; Ejemplos; Revestimiento de la galería de presión
CAPÍTULO XX: FORMACIÓN DEL PERFIL LONGITUDINAL DEL SALTO: Formación del perfil longitudinal del salto. Salto neto
CAPÍTULO XXI: TURBINAS: Generalidades; Energía o capacidad de trabajo de un kilogramo de agua elevado respecto a una cierta superficie en la que puede verter; Principio de reacción en las turbinas; Elementos esenciales de las turbinas
CAPÍTULO XXII: CLASIFICACIÓN Y RENDIMIENTO HIDRÁULICO DE LAS TURBINAS: Clasificación de las turbinas; Turbinas de reacción y acción; Movimiento de agua en la turbina; Grado de reacción; Rendimiento hidráulico de las turbinas. Ecuación fundamental; Número de revoluciones del rodete por minuto
CAPÍTULO XXIII: TIPOS DE TURBINAS: Evolución en la forma de las turbinas. Turbinas de reacción; Diferentes formas de los rodetes de la turbina Francis. Turbinas lentas; Turbinas menos lentas; Turbinas normales; Turbinas rápidas; Turbinas rapidísimas; Turbinas hélice; Turbinas de acción; Turbinas Pelton
CAPÍTULO XXIV: TUBO DE ASPIRACIÓN. EROSIÓN Y CORROSIÓN: Tubo de aspiración en las turbinas de reacción; Forma del tubo de aspiración; Hidroconos; Erosión y corrosión de las turbinas
CAPÍTULO XXV: REGULACIÓN DE LAS TURBINAS. RANGUAS: Regulación de las turbinas; Regulación Fink; Accionamiento de la regulación; Reguladores hidráulicos; Reguladores de aceite; Tacómetro; Aceite a presión; Regulación a mano; Puesta en marcha; Volante; Oscilación del número de revoluciones y garantías; Ranguas; Ranguas anulares Kinsburg, Escher, Wyss, etc.; Cojinetes de las turbinas de eje horizontal
CAPÍTULO XXVI: TURBINAS SEMEJANTES. ELECCIÓN DEL TIPO DE TURBINA: Característica de una turbina colocada en saltos diferentes; Turbinas semejantes; Número de revoluciones específicas; Ejemplos; Curvas de rendimiento de las turbinas; Elección de potencia y número de turbinas; Elección del tipo de turbina; Indicación de algunas instalaciones potentes de grupos hidroeléctricos
CAPÍTULO XXVII: CÁMARAS DE LAS TURBINAS. CANAL DE DESAGÜE: Cámaras de las turbinas. Turbinas de eje vertical en cámara abierta; Turbinas de eje horizontal en cámara abierta; Turbinas en sifón; Turbinas en cámara cerrada; Turbinas en eje vertical. Ventajas. Inconvenientes; Canal de desagüe; Disposiciones para compensar las pérdidas de salto que ocasionan las riadas
CAPÍTULO XXVIII: REGULACIÓN DE LA ENERGÍA: Regulación de la energía disponible en los saltos de agua; Fijación de la capacidad del embalse de regulación anual; Diversos ejemplos del agua embalsada; Ubicación del embalse; Estudio del régimen hidráulico de la cuenca; Regulación anual; Depósitos de regulación semanal o diaria; Depósitos de acumulación natural; Compuertas automáticas Arellano, de retención de aguas en el canal; Depósitos de acumulación artificial, o sea de agua elevada por medio de bombas
CAPÍTULO XXX: MODELOS REDUCIDOS: Modelos reducidos. Consideraciones generales; Semejanza geométrica; Semejanza mecánica; Semejanza cinemática; Semejanza dinámica; Limitaciones de la teoría; Sistemas en que domine la gravedad; Sistemas en que domine la viscosidad; Sistemas en que dominen la gravedad y la viscosidad; Regímenes de corriente; Modelos con dos escalas de longitudes; Presión atmosférica. Cavitación; Sifones; Tuberías; Canales; Arrastre de materiales; BibliografíaTOMO II: PRESAS DE EMBALSE: CAPÍTULO XXXI: RESEÑA HISTÓRICA. PRESAS DE TIERRA: Breve reseña histórica de las presas de embalse; Clasificación de las presas de embalse por el material empleado en su formación; Presas de tierra; Altura de las presas de tierra; Perfil transversal de las presas de tierra; Condiciones generales a que se han de sujetar las presas de tierra; Línea de saturación; Composición de las tierras que formen la presa; Ensayo de permeabilidad de las tierras; Drenaje de la base de la presa; Taludes de los paramentos; Banquetas; Consolidación de las tierras; Preparación del terreno para asiento de la presa; Protección del paramento de agua arriba contra la erosión por el oleaje; Evitación de que las aguas atraviesen fácilmente la presa; Ancho de la coronación; Resguardo; Presas de tierra tipo indio; Ídem íd. de tipo francés; Ídem íd. de tipo inglés; Ídem id. con pantalla interior de fábrica; Ídem íd. sedimentada; Algunos tipos modernos de presas de tierra de perfil homogéneo; Relación de algunas presas de tierra de altura superior a 30 m.
CAPÍTULO XXXII: PRESAS DE ESCOLLERA: Presas de escollera; Tipos de perfiles de presas de escollera; Dimensiones del perfil transversal; Pantalla impermeabilizadora
CAPÍTULO XXXIII: PRESAS DE FÁBRICA: Presas de fábrica; Altura de las presas de fábrica; Relación de las mayores presas de fábrica del mundo; Presas españolas de fábrica; Clasificación de las presas de fábrica
CAPÍTULO XXXIV: PRESAS DE GRAVEDAD: Evolución del perfil de las presas de gravedad; Nuevos estudios a consecuencia de la rotura de la presa de Bouzey; Forma planimétrica de las presas de gravedad; Presas de planta curvilínea; ídem de ídem rectilínea
CAPÍTULO XXXV: PRESAS-BÓVEDA: Reseña histórica; Ventajas; Condiciones de aplicación; Separación de la acción de ménsula y de arco; Presas compensadas; Tipos de presas. Presas de radio constante; Presas de ángulo constante; Tipo mixto; Juntas de contracción. Deformaciones iniciales; Métodos de cálculo. Fórmula de los tubos; Cálculo como arco elástico; Tanteo rápido de una presa; Cálculo considerando la acción de ménsula y arco; Hipótesis respecto a la unión de los arcos y ménsulas con el terreno; Repartición de las cargas entre los arcos y las ménsulas; Arco interior; Deformación de los estribos y la cimentación; Arcos inclinados; Crítica de los métodos de cálculo; Presas de anillos independientes; Presas laminares; Presas-cúpula; Referencia de las principales presas-bóveda construidas
CAPÍTULO XXXVI: PRESAS DE BÓVEDAS MÚLTIPLES: Reseña histórica; Clasificación; Ventajas de estos tipos de presas; Inconvenientes de este tipo de presas; Presas de pantalla plana; Pantalla; Contrafuertes; Cimentación; Arriostrado; Tipos especiales; Referencia de algunas presas de pantalla plana construidas; Presas de bóvedas múltiples; Bóvedas; Contrafuertes; Arriostrado; Cimentación; Tipos especiales; Presas de cúpulas múltiples; Referencia de las principales presas de bóvedas múltiples construidas
CAPÍTULO XXXVII: PRESAS ALIGERADAS: Presa de contrafuertes; Presas de vanos internos. Tipo Figari; Ídem de tipo colmena. Tipo Gutzwiler; Tipo Gaetani; Tipo Grunsky
CAPÍTULO XXXVIII: EFECTOS DE TEMPERATURA Y SUBPRESIÓN: Efectos de temperatura en las presas. Juntas de contracción; Subpresión; Medios empleados para evitar la subpresión; Exploración del terreno para cimentar; Rastrillos al pie de agua arriba de la presa; Inyecciones de cemento; Drenes; Pantalla protectora en el paramento agua arriba de la presa; Terraplén contra el pie del parámetro agua arriba de la presa; Impermeabilización especial del paramento agua arriba de la presa
CAPÍTULO XXXIX: FÁBRICA DE LAS PRESAS: Fábrica de las presas; Dosificación de hormigones; Consistencia o trabajabilidad; Resistencia de los hormigones; Composición granulométrica. Teoría de Abrams; Teoría de Fuller; Proyecto de la mezcla. Teoría de Abrams; Agua de amasado, según Bolomey; Proyecto de la mezcla. Teoría de Abrams; Permeabilidad; Densidad; Hormigón seco; Ídem colado; Conclusiones americanas respecto a la dosificación de hormigones; Empleo de diferentes dosificaciones de cemento; Carga práctica límite de las fábricas; Bibliografía
CAPÍTULO XL: DESAGÜES DE LOS EMBALSES. ALIVIADEROS: Desagües de los embalses; Aliviaderos de superficie; Aliviaderos en cremallera y de pozos; Sifones aliviaderos; Fijación de la capacidad máxima del aliviadero; Efecto regulador del embalse; Apertura de la zanja de cimentación; Condiciones generales que debe reunir la roca de cimentación
CAPÍTULO XLIII: CONSTRUCCIÓN DE LAS PRESAS DE FÁBRICA (CONTINUACIÓN). MEDIOS AUXILIARES: Importancia de los medios auxiliares; Canteras; Transporte de materiales primarios; Quebrantación; Clasificación; Transportes secundarios; Depósitos; Dosificación; Laboratorios de ensayos de materiales; Hormigones; Puesta en obra del hormigón; Encofrados; Instalaciones complementarias de los medios auxiliares. Energía eléctrica; Abastecimiento de agua; Instalación de aire comprimido; Talleres; Teléfono y alumbrado; Almacenes; Polvorines; Campamentos; Bibliografía
CAPÍTULO XLIV: CÁLCULO DE LAS PRESAS DE GRAVEDAD: Métodos de cálculo: Por hiladas horizontales; Influencia del peso de la coronación; Influencia del empuje del hielo; Método de Pigeaud; Determinación de los parámetros; Determinación de N1, N2 y T en los parámetros; Esfuerzos máximos o principales; Esfuerzos máximos en los parámetros; Esfuerzos de deslizamiento; Representación geométrica de los esfuerzos; Curvas de igual compresión máxima; Curvas de igual deslizamiento máximo; Curvas isostáticas; Procedimiento práctico de trazado; Curvas de deslizamiento; Relación entre el esfuerzo de deslizamiento máximo y el de compresión máximo en los puntos críticos de la presa; La condición de Lévy y la subpresión triangular; Normalización del perfil de las presas
CAPÍTULO XLV: CÁLCULO DE LAS PRESAS-BÓVEDA: Cálculo como arco elástico. Estudios de Cain. Arcos delgados; Arco empotrado; Efecto de temperatura; Flexión radial de la clave por la carga de agua; Flexión radial de la clave por efecto de temperatura; Síntesis del cálculo; Empleo de los ábacos; Arcos rotulados; Arcos gruesos; Eje neutro; Cálculo del arco; Efecto de temperatura; Flexión radial de la clave por la carga de agua; Flexión radial de la clave por efecto de temperatura; Síntesis del cálculo; Empleo de los ábacos; Acción del peso que insiste sobre el arco; Arco interior; Arco de espesor variable
CAPÍTULO XLVI: CÁLCULO DE LAS PRESAS-BÓVEDA (CONTINUACIÓN): Acción de ménsula y arco. Método de Stucky; Exposición del método; Determinación de los coeficientes de deformación de las ménsulas; Determinación de los coeficientes hiperestáticos del arco; Determinación de los coeficientes de deformación de los arcos; Repartición de empujes sobre los dos sistemas; Cargas de trabajo; Efecto de temperatura; Temperatura igual en los dos parámetros; Temperatura distinta en los dos parámetros
CAPÍTULO XLVIII: CÁLCULO DE LAS PRESAS DE BÓVEDAS MÚLTIPLES: Pantalla; Pantalla plana; Ménsulas de apoyo; Pantalla curva; Acción de la carga variable del agua; Acción del peso propio; Arcos de espesor variable; Alteración del régimen de flexión producida por el empotramiento de la cimentación; Contrafuertes; Arriostramiento
CAPÍTULO XLVIII: SEDIMENTACIÓN EN LOS EMBALSES: Sedimentación en los embalses; Medios de reducirla
CAPÍTULO XLIX: ROTURA DE PRESAS: Consideraciones generales; Rotura de presas de tierra: Presa de Jonshtown; Presa de Bradfield; Presas de Longpendu y Tabia; Presa de Berthand; Presa de Necaxa; Presa de Calaveras; Presa de Apishapa; Presa de Alexander; Presa de Balsams; Presa de French Lading; Rotura de presas de escollera: Presa English; Presa de Valnut Grove; Presa de Eildon; Presa de Bully Creek; Presa de Lower Otay; Presa de Virgin; Consideraciones respecto a la rotura de presas de materiales incoherentes: Rotura de presas de fábrica; Presas de gravedad: Presa de Puentes; Presa de Habra; Presa de Cheurfas; Presa de Bouzey; Presa de Austin (Pensilvania); Presa de Austin (Texas); Presa de Anderson; Presa de Columbus; Presa de Tallase; Presa de San Francisco; Rotura de presas de bóvedas múltiples: Presa del lago Gem; Presa de Mountain Dell; Presa de Stoney; Presa de Dansville; Presa de Asley; Presa de Plattsburg; Presa de Gleno; Rotura de presas-bóveda: Presa sobre el río Moyic; Presa de Lanier; Cuadro estadístico de roturas de presas
APÉNDICES: APÉNDICE NÚMERO 1: Cálculo de una presa vertedero maciza; Esfuerzos máximos; Limitación del talud de agua abajo; Consideraciones sobre la estabilidad de las zonas superiores; Estabilidad al vuelco y deslizamiento; Procedimiento expedito
APÉNDICE NÚMERO 2: CÁLCULO DE UN PRESA DE GRAVEDAD: PRESA DEL ESLA: Método de Pigeaus; Fijación del talud del parámetro de agua abajo; Reacciones moleculares; Curvas de igual compresión máxima; Curvas de deslizamiento efectivo máximo; Curvas isostáticas; Curvas de deslizamiento; Distribución de los trabajos moleculares en el perfil de la presa; Comprobación gráfica de la estabilidad de la presa por hiladas horizontales. Sin subpresión
APÉNDICE NÚMERO 3: CÁLCULO DE UNA PRESA BÓVEDA. MÉTODO DE STUCKY: Deformaciones de las ménsulas; Deformaciones de los arcos; Repartición de las cargas; Efecto de temperatura; Cargas unitarias.