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Compuerta

Una compuerta

Una compuerta ( / s l u s / SLOOS ) es un canal de agua que contiene una compuerta , un tipo de esclusa para controlar el flujo de agua y el nivel del agua. También puede ser un canal abierto que procesa material, como una compuerta de río utilizada en la prospección de oro o la búsqueda de oro . Un canal de molino , leet , canal de desagüe , tubería forzada o lade es una compuerta que canaliza el agua hacia un molino de agua . Los términos compuerta , compuerta de compuerta , compuerta de cuchilla y compuerta deslizante se usan indistintamente en la industria del control del agua y las aguas residuales .

Operación

"Compuerta" se refiere a una compuerta móvil que permite que el agua fluya por debajo de ella. Cuando se baja una compuerta, el agua puede derramarse por encima, en cuyo caso la compuerta funciona como un vertedero . Por lo general, un mecanismo impulsa la compuerta hacia arriba o hacia abajo. Puede ser un mecanismo simple, operado manualmente, tirado/bajado por una cadena, con transmisión por tornillo sin fin o piñón de cremallera , o puede ser accionado eléctrica o hidráulicamente . Una compuerta de aleta, sin embargo, funciona automáticamente, sin intervención externa ni entradas. [ cita requerida ]

Tipos de compuertas

Vista en planta de una compuerta de abanico (flujo de abajo a arriba del diagrama) (Nota: las áreas grises son los espacios vacíos interiores en los que puede fluir el agua).
1: Tubo que conecta la cámara al lado de agua alta de la compuerta
2: Compuertas para regular el nivel de agua en la cámara. Solo se puede abrir una compuerta a la vez
3: Tubo que conecta la cámara al lado de agua baja de la compuerta
4: La cámara en la que se puede controlar el nivel de agua
5: Puerta con superficie más grande
6: Puerta con superficie más pequeña.
Cuando se abre el tubo al lado de nivel de agua alta (1), el nivel de agua en la cámara (4) aumentará a este mismo nivel. Como no hay diferencia de altura a través de la compuerta más grande (5), no ejerce fuerza. Sin embargo, la compuerta más pequeña (6) tiene un nivel más alto en el lado de aguas arriba, lo que ejerce una fuerza para cerrar la compuerta (en sentido contrario a las agujas del reloj). Al abrir el tubo del lado de baja presión de agua (3), el nivel de agua en la cámara (4) bajará y se ejercerá una fuerza sobre la puerta grande (5) en el sentido de apertura (en el sentido de las agujas del reloj). La diferencia de presión en ambas puertas es la misma, pero la superficie no lo es. Esto garantiza que la fuerza de apertura (en 5) supere a la de cierre (en 6), lo que hace que la puerta gire en el sentido de las agujas del reloj y se abra.
Compuerta de compuerta abatible
Un tipo completamente automático, controlado por la presión que pasa a través de él; el funcionamiento es similar al de una válvula de retención . Es una compuerta con bisagras en la parte superior. Cuando la presión proviene de un lado, la compuerta se mantiene cerrada; una presión del otro lado abre la compuerta cuando se supera un umbral de presión.
Compuerta de elevación vertical
Una placa que se desliza en dirección vertical, la cual puede ser controlada por maquinaria.
Compuerta radial
Estructura en la que una pequeña parte de una superficie cilíndrica sirve de compuerta, sostenida por construcciones radiales que atraviesan el radio del cilindro. En ocasiones, se proporciona un contrapeso.
Compuerta de sector ascendente
También forma parte de una superficie cilíndrica, que reposa en el fondo del canal y se eleva girando alrededor de su centro.
Esclusa de aguja
Una compuerta formada por un número de agujas delgadas sostenidas contra un marco sólido mediante la presión del agua, como en una presa de agujas .
Puerta del ventilador
( Holandés : waaier sluis ) Este tipo de compuerta fue inventada por el ingeniero hidráulico holandés Jan Blanken  [nl] en 1808. Era Inspector General de Waterstaat ( Gestión de recursos hídricos ) del Reino de Holanda en ese momento. [1] La compuerta de abanico tiene la propiedad especial de que puede abrirse en la dirección de aguas altas únicamente utilizando la presión del agua. Este tipo de compuerta se utilizó principalmente para inundar deliberadamente ciertas regiones, por ejemplo, en el caso de la Línea de Agua Holandesa . Hoy en día, este tipo de compuerta todavía se puede encontrar en algunos lugares, por ejemplo, en Gouda . Una compuerta de abanico tiene una cámara separada que se puede llenar con agua y está separada en el lado del nivel de agua alto de la compuerta por una puerta grande. Cuando se abre un tubo que conecta la cámara separada con el lado del nivel de agua alto de la compuerta, el nivel del agua, y con eso la presión del agua en esta cámara, aumentará al mismo nivel que el del lado del nivel de agua alto. Como no hay diferencia de altura entre la compuerta más grande, esta no ejerce ninguna fuerza. Sin embargo, la compuerta más pequeña tiene un nivel más alto en el lado de aguas arriba, lo que ejerce una fuerza para cerrar la compuerta. Cuando se abre el tubo hacia el lado de aguas bajas, el nivel del agua en la cámara bajará. Debido a la diferencia en las áreas de superficie de las puertas, habrá una fuerza neta que abrirá la compuerta.
Los parámetros importantes en el diseño de compuertas

Diseño de la compuerta

Las compuertas son una de las estructuras hidráulicas más comunes [2] que se utilizan para controlar o medir el caudal en canales abiertos. [3] Las compuertas de elevación vertical son las más comunes en canales abiertos y pueden operar bajo dos regímenes de caudal: caudal libre y caudal sumergido. Las profundidades más importantes en el diseño de compuertas son:

: profundidad aguas arriba
:apertura de la compuerta
:la profundidad mínima del flujo después de la compuerta
:la profundidad inicial del salto hidráulico
:la profundidad secundaria del salto hidráulico
: profundidad aguas abajo

Compuertas de tala

En las montañas de los Estados Unidos, las compuertas transportaban troncos desde las laderas empinadas hasta los estanques de los aserraderos o las zonas de almacenamiento situadas en laderas más bajas. En el siglo XIX , la tala de árboles era tradicionalmente una actividad invernal para los hombres que pasaban los veranos trabajando en las granjas. En las noches heladas, se aplicaba agua a las compuertas de tala todas las noches para que una nueva capa de hielo resbaladizo redujera la fricción de los troncos colocados en la compuerta a la mañana siguiente. [4]

Aplicaciones de la minería de placer

Mineros trabajando en una pequeña compuerta en Lucky Gulch, Alaska

Las compuertas se utilizan a menudo en la recuperación de arenas negras , oro y otros minerales de depósitos de placer durante las operaciones de minería de placer . Pueden ser de pequeña escala, como las que se utilizan en la prospección , o mucho más grandes, como en las operaciones comerciales, donde el material a veces se tamiza utilizando un trommel , una planta de cribado o un tamiz. Las compuertas tradicionales tienen estrías transversales sobre una alfombra o estera de goma, que atrapan los minerales pesados, las piedras preciosas y otros minerales valiosos. Desde principios de la década de 2000, cada vez más mineros y prospectadores confían en sistemas de esteras más modernos y efectivos. [ cita requerida ] El resultado es un concentrado que requiere procesamiento adicional.

Tipos de material

Aluminio
La mayoría de las compuertas se forman con aluminio utilizando una prensa plegadora para formar una forma de U.
Madera
Tradicionalmente la madera era el material elegido para las compuertas.
Hierro fundido
El hierro fundido ha sido popular en la construcción de compuertas durante años. Este material es ideal para mantener la resistencia necesaria cuando se trabaja con grandes niveles de agua.
Acero inoxidable
En la mayoría de los casos, el acero inoxidable es más liviano que el antiguo material de hierro fundido.
Plástico reforzado con fibra (PRFV)
En la actualidad, se utilizan materiales más nuevos, como plástico reforzado con fibra, para construir compuertas. Estas tecnologías modernas tienen muchas de las características de los materiales más antiguos, pero también aportan ventajas como resistencia a la corrosión y un peso mucho más ligero.

Nombres regionales para compuertas

En Somerset Levels , las compuertas se conocen como clyse [5] o clyce. [6] [7]

La mayoría de los habitantes de Guyana se refieren a las compuertas como kokers. [ cita requerida ]

El pueblo cingalés de Sri Lanka, que tenía una antigua civilización basada en la recolección de agua de lluvia, se refiere a las compuertas como Horovuwa. [8]

Galería

Véase también

Referencias

  1. ^ Blanken J. Jz. (1808). Nieuw ontwerp tot het bouwen van minkostbare sluizen, welke alle de vereischten der bekende sluizen bezitten, y daarenboven de steeds ontbrekende, meer uitgebreide nuttigheden van dezelve vervullen kunnen (en holandés).; Goudriaan, Adrianus Franciscus (1809). Verhandeling over het ontwerp van sluizen, volgens de uitgave van den heer inspecteur general bij den waterstaat van het Koningrijk Holland, J. Blanken Jansz., het eerste aan de Benschopper Sluis beproefd: opgesteld ter aanleiding tot eene naauwkeurige overweginge van hetzelve, in vergelijking met zijnen over dit onderwerp gedrukten brief, en het antwoord door eerstgenoemden daar op uitgegeven (en holandés). Ámsterdam: Van Esveldt-Holtrop.
  2. ^ White, Frank M. (2011). Mecánica de fluidos (7.ª ed.). Nueva York, NY: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-742241-7.OCLC 548423809  .
  3. ^ Silva, Carlos Otero; Rijo, Manuel (junio de 2017). "Medidas de caudal bajo compuertas". Journal of Irrigation and Drainage Engineering . 143 (6): 06017001. doi :10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001177. hdl : 10174/22465 . ISSN  0733-9437.
  4. ^ Jones, Robert C. (1979). Two Feet Between the Rails (Volumen 1 - Los primeros años) . Sundance Books. ISBN 0-913582-17-4.
  5. ^ "FOCUS on Industrial Archaeology No. 68, junio de 2007". Sitio web de la Hampshire Industrial Archaeology Society . Archivado desde el original el 2007-11-10 . Consultado el 2007-10-30 .
  6. ^ Dunning RW (2004). Historia del condado de Somerset: Volumen 8: Los póldones y los niveles ( Historia del condado de Victoria ). Oxford: Oxford University Press. ISBN 1-904356-33-8 . 
  7. ^ "'Huntspill', Una historia del condado de Somerset: Volumen 8: Los Poldens y los Levels". British History Online . Consultado el 30 de octubre de 2007 .
  8. ^ "La tecnología de regulación del agua de los antiguos embalses de Sri Lanka: la esclusa de Bisokotuwa" (PDF) . slageconr.net . pag. 1 . Consultado el 14 de agosto de 2012 .

Lectura adicional

Enlaces externos