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Ing. Jorge Daniel BacchiegaJefe del Programa Obras Hidráulicas
Laboratorio de Hidrá[email protected]
Modelación Física de Estructuras Hidráulicasen el Laboratorio de Hidráulica del INA
Presentación realizada en el Taller de Modelos Físicos y Matemáticos
Red de Institutos NacionalesIberoamericanos de
Ingeniería e Investigación Hidráulica (RINIIIH)
Programa de Hidráulica IndustrialIng. Ing. Jorge D. Bacchiega
[email protected]éfono: (54 11) 4480-4500 int.2350
Red de Institutos Nacionales Iberoamericanos de Ingeniería e Investigación Hidráulica. Taller de modelos físicos y matemáticos. Ezeiza, Buenos Aires, Argentina, 03-04/12/20092
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Desde su creación en el año 1969, el Laboratorio de Hidráulica ha desarrollado, entre otras líneas de trabajo aquellas vinculadas a las grandes obras hidroeléctricas y de regulación, centrándose en aspectos específicos del funcionamiento hidráulico de obras de alivio y disipación, como así también en equipamientos hidromecánicos.
Si bien fue disminuyendo progresivamente el ritmo de construcción de grandes aprovechamientos, muchas de las técnicas desarrolladas se siguieron usando para la verificación y/o readecuación de obras existentes.
Ing. Jorge Daniel BacchiegaJefe del Programa Obras Hidráulicas
Laboratorio de Hidrá[email protected]
Modelación Física de Estructuras Hidráulicasen el Laboratorio de Hidráulica del INA
Presentación realizada en el Taller de Modelos Físicos y Matemáticos
Red de Institutos NacionalesIberoamericanos de
Ingeniería e Investigación Hidráulica (RINIIIH)
Programa de Hidráulica IndustrialIng. Jorge D. Bacchiega
[email protected]éfono: (54 11) 4480-4500 int.2350
Red de Institutos Nacionales Iberoamericanos de Ingeniería e Investigación Hidráulica. Taller de modelos físicos y matemáticos. Ezeiza, Buenos Aires, Argentina, 03-04/12/20092
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICASLíneas Básicas de Desarrollo
Presiones y esfuerzos originados en flujos macroturbulentos Disipación de energía por Salto de Esquí. Procesos de
erosión localizada Dispositivos de Aireación Forzada en rápidas y en vertederos
de baja caída.
Vertederos Escalonados Dispositivos complementarios de captación en sistemas de
drenaje urbano
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
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Dispositivos de aireación forzada
Estudios de Casos: Piedra del Aguila, Potrerillos, Saladillo, Chihuido
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Potrerillos
Saladillo
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PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Asimismo, se generaron otras necesidades vinculadas al crecimiento de la población en grandes ciudades, situación que demandó la ejecución de algunos estudios en modelos físicos vinculados a obras de drenaje urbano.
En ese marco, el Laboratorio comenzó a desarrollar estudios de hidráulica urbana mediante la aplicación de modelos matemáticos hidrodinámicos para la simulación de las redes de conductos y canales que conforman los drenajes.
Los estudios más importantes se desarrollaron en el ámbito de la ciudad de Buenos Aires, con más de 3x106 habitantes y para la ciudad de Pergamino (100.000 hab).
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PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Líneas Básicas de Desarrollo
Presiones y esfuerzos originados en flujos macroturbulentos. Disipación de energía por Salto de Esquí. Procesos de
erosión localizada Dispositivos de Aireación Forzada en rápidas y en vertederos
de baja caída.
Vertederos Escalonados Dispositivos complementarios de captación en sistemas de
drenaje urbano
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PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICASLíneas Básicas de Desarrollo
Presiones y esfuerzos originados en flujos macroturbulentos Disipación de energía por Salto de Esquí. Procesos de
erosión localizada Dispositivos de Aireación Forzada en rápidas y en vertederos
de baja caída.
Vertederos Escalonados Dispositivos complementarios de captación en sistemas de
drenaje urbano
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Evaluación de intensidad y frecuencias inducidas por el flujo en resaltos libres aguasabajo de compuertas y de vertederos.
Evaluación de intensidad y frecuencia inducida por el flujo en resalto sumergido yresalto forzado en cuencos disipadores.
Investigación de la condición de inicio de cavitación en flujos macroturbulentos.
Investigación sobre el riesgo de fatiga en anclajes de losas de cuencos disipadores.
Evaluación de la incidencia de la aireación forzada en el campo de presionesfluctuantes.
Investigación básica sobre solicitaciones (fuerzas y momentos) de origenmacroturbulento sobre losas de fondo de cuencos disipadores a resalto.
Análisis de la tasa de decaimiento de la energía cinética residual en el tramo final dela estructura del resalto (técnica de medición con ADV).
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Longitud del Resalto Hidráulico Sumergido
h3/ h1 = {(1 +S)2 σ2 - 2 F12 [1 - (σ (1+ S))-1
]}1/2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
S (submergence factor)
Lr/hs
Long,Steffler, Rajaratnam Sauma Haddad Rajaratnam
Lr/hs = 6+ 41.17 S
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Caracterización del Campo de Presiones Fluctuantes
2
´´ 2
1
2
Up
pCρ
=
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
x/h1
C'p
S=0S=0.1S=0.3S=0.5S=0.7S=0.9S=1.1
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Análisis espectral para la definición de riesgos de fatiga en estructuras
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Compuerta plana del descargador de fondo de la presa Potrerillos
Espectro de densidad de potencia.
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Frecuencia (hz)
Den
sida
d de
pot
enci
a
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Evaluación de Solicitaciones hidrodinámicas en cuencos disipadores
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
( )ba,ha . b,hz,hx,FφC'F
21111=
( )bahbahzhxFCM x ,.,,, 21111
' φ=
( )bahbahzhxFCM z ,.,,, 21111
' φ=
baU
FCF ....2/1 2
1
2'
'
ρ
=
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de casos de Cuencos Disipadores a Resalto
Presa Río Provincia País Altura de Presa Caudal de diseño
Salto Grande Uruguay Entre Ríos Uruguay-Argentina 69 m 50000 m3/s
Yacyeretá (Brazo Principal) Paraná Corrientes Paraguay-Argentina 42 m 55000 m3/s
Arroyito Limay Neuquén Argentina 37 m 3750 m3/s
Pichi Picún Leufú Limay Neuquén Argentina 48 m 10000 m3/s
Michihuao Limay Neuquén Argentina
Alicurá Limay Neuquén Argentina 130 m 3000 m3/s
Dique Ameguino Chubut Chubut Argentina 113 m 150 m3/s
El Bolsón Albigasta Catamarca Argentina 70 m 4200 m3/s
Nihuil IV Atuel Mendoza Argentina
Los Quiroga Salí - Dulce Santiago del Estero Argentina 31 m
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de casos de Cuencos Disipadores a Resalto
Salto Grande
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de casos de Cuencos Disipadores a Resalto
YACYRETÁ
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de casos de Cuencos Disipadores a Resalto
YACYRETÁ: Modelo Físico Bidimensional (Esc. 1:50)
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de casos de Cuencos Disipadores a Resalto
YACYRETÁ: Modelo Físico Tridimensional
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
Red de Institutos Nacionales Iberoamericanos de Ingeniería e Investigación Hidráulica. Taller de modelos físicos y matemáticos. Ezeiza, Buenos Aires, Argentina, 03-04/12/200916
Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de equipamiento hidromecánico
PRESA ALICURÁ: Modelo Físico Descargador de fondo y compuerta de regulación
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de equipamiento hidromecánico
PRESA ALICURÁ: Modelo Físico Descargador de fondo y compuerta de regulación
PROGRAMA DE OBRAS HIDRÁULICAS
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de equipamiento hidromecánico
CENTRAL NIHUIL IV: Sistema de Riego – Válvulas de chorro hueco (Esc. 1:20)
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Presiones y esfuerzos en flujos macroturbulentos
Estudios de equipamiento hidromecánico
PRESA MIRANDA (BRASIL): Compuerta de la Central (Esc. 1:20)
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