Comportamiento hidráulico en cámaras de inspección de 90 grados

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FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

PREGRADO EN INGENIERÍA CIVIL

Presentado por:

DANIEL RICARDO VARELA ROMERO

COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO EN CÁMARAS DE INSPECCIÓN DE 90 GRADOS CON FLUJO

SUPERCRÍTICO: MODELACIÓN FÍSICA.

Asesorado por:

JUAN GUILLERMO SALDARRIAGA

Diciembre de 2013

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Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados –CIACUA
“Comportamiento hidráulico en cámaras de inspección de 90 grados
con flujo supercrítico: modelación física.”

El presente documento es el resultado de una investigación realizada como proyecto de grado, por

medio del cual finalizo mi pregrado como ingeniero civil de la Universidad de los Andes.

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ..........................................................................................................................1

1.1

OBJETIVOS ..............................................................................................................................2

Objetivo General ............................................................................................................................2

Objetivos Específicos ......................................................................................................................2

ANTECEDENTES ..........................................................................................................................3

MARCO CONCEPTUAL ................................................................................................................7

3.1

Generalidades ....................................................................................................................7

3.2

Caracterización del flujo .....................................................................................................7

3.3

Propiedades geométricas de tubería circular fluyendo parcialmente llena .......................9

3.4

Flujo supercrítico en cámaras de unión de 90° (Gissoni y Hager, 2002) ...........................11

3.4.1

Descripción del experimento ....................................................................................11

3.4.2

Resultados ................................................................................................................12

3.5

Comportamiento Hidráulico de Cámaras de Inspección Bajo Condiciones de Flujo

Supercrítico (CIACUA ,2011). ........................................................................................................16

3.5.1

Descripción del experimento ........................................................................................16

3.5.2

Resultados ....................................................................................................................17

3.5.2.1 Patrones de ondas en flujo directo ...........................................................................17

3.5.2.2 Patrones de ondas en flujo lateral ............................................................................19

3.5.2.3 Patrones de ondas en unión de flujos.......................................................................21

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL MODELO FÍSICO ......................................................................26

5.1.

DESCRIPCIÓN DEL MODELO..............................................................................................26

5.2.

CANAL DE CONDUCCIÓN O CAÑUELA ..............................................................................29

5.2.1.

Diseño .......................................................................................................................29

5.2.2.

Proceso Constructivo ................................................................................................31

5.3.

INSTRUMENTACIÓN DEL MODELO ...................................................................................36

5.3.1.

Estructura de medición de niveles ............................................................................36

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iii

5.3.2.

Instrumentos de medición ........................................................................................37

PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN ...............................................................................................39

ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................42

7.1.

Análisis de ondas ..............................................................................................................42

7.1.1.

Flujo directo..................................................................................................................42

7.1.2.

Flujo lateral ...................................................................................................................44

7.1.3.

Unión de flujos .............................................................................................................47

CONCLUSIONES ........................................................................................................................51

RECOMENDACIONES ................................................................................................................53

10.

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................54

11.

ANEXOS ................................................................................................................................55

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.Caracterización del flujo según número de Froude . Hager (2002). .......................................8
Tabla 2.Tabla técnica de sensores de caudal. ...................................................................................37
Tabla 3. Tabla técnica de sensores de nivel. .....................................................................................38
Tabla 4.Optimizacíon del orden de medición de las configuraciones. ..............................................40
Tabla 5. Orden de medición de las distintas configuraciones en el montaje. ...................................41
Tabla 6. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 1. ............................55
Tabla 7. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 2. ............................55
Tabla 8. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 3. ............................56
Tabla 9. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 4. ............................56
Tabla 10. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 5. ..........................57
Tabla 11. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 6. ..........................57
Tabla 12. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 7. ..........................58
Tabla 13. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 1. ...........................58
Tabla 14. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 2. ...........................59
Tabla 15. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 3. ...........................59
Tabla 16. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 4. ...........................60
Tabla 17. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 1. ......................60
Tabla 18. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 2. ......................61
Tabla 19. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 3. ......................61
Tabla 20. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 4. ......................62
Tabla 21. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 5. ......................62
Tabla 22.Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 6. .......................63
Tabla 23.Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 7. .......................63
Tabla 24. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 8. ......................64
Tabla 25. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 1. ......................64
Tabla 26. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 2. ......................65
Tabla 27. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 3. ......................65
Tabla 28. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 4. ......................66
Tabla 29. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 5. ......................66
Tabla 30. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 1. .......67
Tabla 31. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 2. .......67
Tabla 32. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 3. .......68
Tabla 33. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 4. .......68
Tabla 34. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 5. .......69

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Tabla 35. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 6. .......69
Tabla 36. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 7. .......70
Tabla 37. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 8. .......70
Tabla 38. Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 1. ....71
Tabla 39.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 2. ......72
Tabla 40.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 3. ......73
Tabla 41.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 4. ......74
Tabla 42.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 5 .......75
Tabla 43.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 6. ......76
Tabla 44.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 7. ......77
Tabla 45.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 1........78
Tabla 46.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 2........79
Tabla 47.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 3........80
Tabla 48.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 4........81
Tabla 49.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 1. ..82
Tabla 50.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 2. ..83
Tabla 51.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 3. ..84
Tabla 52. Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 4. .85
Tabla 53.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 5. ..86
Tabla 54.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 6. ..87
Tabla 55.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 7. ..88
Tabla 56.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 8. ..89
Tabla 57.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No
1. ......................................................................................................................................................90
Tabla 58.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No
2. ......................................................................................................................................................91
Tabla 59.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No
3. ......................................................................................................................................................92
Tabla 60.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No
4. ......................................................................................................................................................93
Tabla 61.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 5. .................................................................................................................................................94
Tabla 62.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 1. .................................................................................................................................................95
Tabla 63.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 2. .................................................................................................................................................96

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Tabla 64.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 3. .................................................................................................................................................97
Tabla 65.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 4. .................................................................................................................................................98
Tabla 66.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 5. .................................................................................................................................................99
Tabla 67.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 6. ...............................................................................................................................................100
Tabla 68.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 7. ...............................................................................................................................................101
Tabla 69.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba
No 8. ...............................................................................................................................................102

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vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.Propiedades geométricas de una sección circular fluyendo parcialmente llena. FUENTE:
Notas de clase de sistemas integrados de drenaje urbano, Juan Saldarriaga. ...................................9
Figura 2. Configuración del experimento de Hager y Gissoni (2002)................................................11
Figura 3.Onda tipo A (Flujo directo). ................................................................................................17
Figura 4.Ondas tipo C y D (Flujo lateral). ..........................................................................................19
Figura 5.Ondas tipo E (Unión de flujos). ...........................................................................................21
Figura 6. Detalle de la cámara de inspección. ..................................................................................26
Figura 7. Detalle del montaje experimental realizado en el Laboratorio de Hidráulica de la
Universidad de los Andes. ................................................................................................................28
Figura 8.Diseño del canal de conducción (Cañuela). ........................................................................30
Figura 9.Modelo tridimensional para el diseño del canal de conducción. ........................................31
Figura 10. Detalle de la estructura de medición de niveles en la cámara.........................................36
Figura 11. Análisis de curva de remanso para unión de flujos. .........................................................49
Figura 12.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 1. ......................................................71
Figura 13.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 2. ......................................................72
Figura 14.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 3. ......................................................73
Figura 15.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 4. ......................................................74
Figura 16.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 5. ......................................................75
Figura 17.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 6. ......................................................76
Figura 18.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 7. ......................................................77
Figura 19.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 1. .......................................................78
Figura 20.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 2. .......................................................79
Figura 21.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 3. .......................................................80
Figura 22.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 4. .......................................................81
Figura 23.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 1..........................82
Figura 24.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 1. ..........................82
Figura 25.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 2..........................83
Figura 26.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 2. ..........................83
Figura 27.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 3..........................84
Figura 28.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 3. ..........................84
Figura 29.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 4..........................85
Figura 30.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 4. ..........................85
Figura 31.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 5..........................86
Figura 32.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 5. ..........................86
Figura 33.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 6..........................87

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viii

Figura 34.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 6. ..........................87
Figura 35.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 7..........................88
Figura 36.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 7. ..........................88
Figura 37.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 8..........................89
Figura 38.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 8. ..........................89
Figura 39.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 1. ..................................................90
Figura 40.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 2. ..................................................91
Figura 41.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 3. ..................................................92
Figura 42.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 4. ..................................................93
Figura 43.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 5. ..................................................94
Figura 44.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 1..............95
Figura 45.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 1...........95
Figura 46.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 2..............96
Figura 47.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 2...........96
Figura 48.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 3..............97
Figura 49.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 3...........97
Figura 50.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 4..............98
Figura 51.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 4...........98
Figura 52.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 5..............99
Figura 53.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 5...........99
Figura 54.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 6............100
Figura 55 .Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 6. .......100
Figura 56.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 7............101
Figura 57.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 7.........101
Figura 58.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral  0Do - Prueba No 8............102
Figura 59.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 8.........102

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ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1. Cámara de inspección utilizada. ..................................................................................27
Fotografía 2.Estructura de conexión. ...............................................................................................27
Fotografía 3. Modelo construido en el laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes. ..29
Fotografía 4. Molde de espuma. ......................................................................................................32
Fotografía 5. Proceso de lijado del primer molde. ...........................................................................32
Fotografía 6. Pulimiento con masilla gruesa. ...................................................................................32
Fotografía 7. Pulimiento con masilla fina. ........................................................................................32
Fotografía 8. Anillos de acero para segundo molde. ........................................................................33
Fotografía 9. Lamina de poliestireno para segundo molde. .............................................................33
Fotografía 10. Lubricación del molde terminado. ............................................................................34
Fotografía 11. Fundición de la fibra de vidrio. ..................................................................................34
Fotografía 12. Definición de aristas del modelo. ..............................................................................34
Fotografía 13. Pulimiento final de detalles. ......................................................................................34
Fotografía 14. Cañuela terminada (A) ..............................................................................................35
Fotografía 15. Cañuela terminada (B) ..............................................................................................35
Fotografía 16.Estructura de medición de nivel en tuberías. .............................................................36
Fotografía 17. Caudalímetro tuberías. .............................................................................................37
Fotografía 18. Pantalla del caudalímetro. ........................................................................................37
Fotografía 19. Sensor de medición de nivel de flujo. .......................................................................38
Fotografía 20. Formación de Onda tipo A en flujo directo. .............................................................43
Fotografía 21. Extensión de la Onda tipo A hacia la tubería de salida. .............................................44
Fotografía 22. Formación de onda tipo C en flujo lateral (Vista hacia adentro). ..............................45
Fotografía 23. Formación de onda tipo C en flujo lateral (Vista desde adentro). .............................45
Fotografía 24. Riesgo de obstrucción de tubería de salida por onda C. ...........................................46
Fotografía 25. Represamiento de agua en tubería principal por flujo lateral. ..................................46
Fotografía 26. Tipos de ondas característicos de unión de flujos. ....................................................48
Fotografía 27. Formación de resalto hidráulico en la entrada de la tubería principal del sistema. ..48
Fotografía 28. Riesgo de sobrecarga en unión de flujos por formación de resaltos hidráulicos. .....49

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ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1. Número de Froude para conductos circulares parcialmente llenos. ...............................7
Ecuación 2.Simplificación de la ecuación de número de Froude (Hager ,1999). ................................8
Ecuación 3.Ángulo que describe la sección transversal mojada. ......................................................10
Ecuación 4.Área Mojada...................................................................................................................10
Ecuación 5.Ancho Superficial ...........................................................................................................10
Ecuación 6.Profundidad Hidráulica ..................................................................................................10
Ecuación 7.Perímetro Mojado ..........................................................................................................10
Ecuación 8.Radio Hidráulico .............................................................................................................10
Ecuación 9.Altura Relativa Onda B. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002). ..............................................12
Ecuación 10.Altura Relativa Onda J. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002). .............................................13
Ecuación 11.Localización en x de la Onda J. Fuente: (Gissoni y Hager, 2002). .................................13
Ecuación 12. Altura Relativa Onda S para flujo directo. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002). ...............13
Ecuación 13.Altura Relativa Onda S para flujo lateral. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002). .................14
Ecuación 14.Altura Relativa Onda S para unión de flujos. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002). ............14
Ecuación 15. Capacidad de descarga de la cámara para flujo solo directo o lateral. Fuente: (Gissoni
y Hager, 2002). .................................................................................................................................15
Ecuación 16. Número de Froude de descarga máximo de la cámara para flujo solo directo o lateral.
Fuente: (Gissoni y Hager, 2002). ......................................................................................................15
Ecuación 17. Número de Froude de descarga máximo de la cámara para unión de flujos. Fuente:
(Gissoni y Hager, 2002). ...................................................................................................................16
Ecuación 18.Altura de la cañuela usada por CIACUA,2011. ..............................................................16
Ecuación 19.Regresión para altura máxima Onda tipo A, incluidas todas las variables. Fuente:
(CIACUA,2011). .................................................................................................................................18
Ecuación 20.Regresión para altura máxima Onda tipo A, sin incluir todas las variables. Fuente:
(CIACUA, 2011). ................................................................................................................................18
Ecuación 21. Altura máxima Onda tipo A. Fuente: (CIACUA, 2011)..................................................18
Ecuación 22.Relación de llenado de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011). .......18
Ecuación 23.Número de Froude de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011). ........18
Ecuación 24. Caída de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011). .............................19
Ecuación 25. Regresión para altura máxima Onda tipo C en flujo lateral, incluidas todas las
variables. Fuente: (CIACUA,2011). ...................................................................................................20
Ecuación 26. Regresión para altura máxima Onda tipo C en flujo lateral, sin incluir todas las
variables. Fuente: (CIACUA, 2011). ..................................................................................................20
Ecuación 27. Altura máxima Onda tipo C. Fuente: (CIACUA, 2011). .................................................20
Ecuación 28. Relación de llenado de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011). ..........20

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Ecuación 29. Número de Froude de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011). ...........21
Ecuación 30. Caída de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011)..................................21
Ecuación 31. Regresión para altura máxima Onda tipo C en unión de flujos, incluidas todas las
variables. Fuente: (CIACUA, 2011). ..................................................................................................23
Ecuación 32. Regresión para altura máxima Onda tipo C en unión de flujos, sin incluir todas las
variables. Fuente: (CIACUA, 2011). ..................................................................................................23
Ecuación 33. Altura máxima Onda tipo C para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011). ................23
Ecuación 34. Relación de llenado de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente:
(CIACUA, 2011). ................................................................................................................................23
Ecuación 35. Relación de llenado de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente:
(CIACUA, 2011). ................................................................................................................................23
Ecuación 36. Número de Froude de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente:
(CIACUA, 2011). ................................................................................................................................23
Ecuación 37. Número de Froude de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente:
(CIACUA, 2011). ................................................................................................................................24
Ecuación 38. Caída de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).
.........................................................................................................................................................24
Ecuación 39. Caída de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011). 24
Ecuación 40. Regresión para altura máxima Onda tipo E en unión de flujos, incluidas todas las
variables. Fuente: (CIACUA, 2011). ..................................................................................................25
Ecuación 41. Regresión para altura máxima Onda tipo E en unión de flujos, sin incluir todas las
variables. Fuente: (CIACUA, 2011). ..................................................................................................25
Ecuación 42. Altura máxima Onda tipo C para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011). ................25

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xii

GLOSARIO DE TÉRMINOS



Aguas abajo: En hidráulica, hace referencia a la zona posterior a un volumen de control, en la

dirección del flujo.



Aguas arriba: En hidráulica, hace referencia a la zona anterior a un volumen de control, en la

dirección del flujo.



Aguas lluvias: Aguas provenientes de la precipitación pluvial.



Aguas residuales: Desechos líquido provenientes de residencias, edificios, locales comerciales,

instituciones, fábricas o industrias.



Alcantarillado: Conjunto de obras para la recolección, conducción, tratamiento y disposición

final de las aguas residuales o de las aguas lluvias.



Ancho superficial: Es el ancho de la sección de la tubería en la superficie libre.



Área mojada: Es el área de la sección transversal del flujo perpendicular a la dirección del

flujo.



Cámara de caída: Estructura utilizada para dar continuidad al flujo cuando una tubería llega a

una altura considerable respecto de la tubería de salida.



Cámara de inspección: Estructura de forma usualmente cilíndrica, que remata generalmente

en su parte superior en forma tronco-cónica, y con tapa removible para permitir la ventilación,

el acceso y el mantenimiento de las redes de alcantarillado.



Canal: Conducto descubierto que transporta agua a flujo libre.



Cañuela: Parte interior de una estructura de conexión o cámara de inspección, cuya forma

orienta el flujo. Puede utilizarse en la cámara de unión o inspección a media banca cuando

cubre la mitad de la altura de los conductos entrantes o a banca llena cuando cubre una altura

mayor o igual que la altura de los conductos entrantes.



Capacidad hidráulica: Caudal máximo que puede manejar un componente o una estructura

hidráulica conservando sus condiciones normales de operación.



Caudal: Cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo.

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xiii



Coeficiente de pérdida menor: Medida de las pérdidas de energía que se producen por el

paso del flujo en un accesorio o estructura, y que es factor de la altura piezométrica de

velocidad.



Conducto: Estructura hidráulica destinada al transporte de agua.



Cota de batea: Nivel del punto más bajo de la sección transversal interna de una tubería o

colector.



Cota de clave: Nivel del punto más alto de la sección transversal externa de una tubería o

colector.



Diámetro interno real: Diámetro interno de una tubería determinado con elementos

apropiados.



Diámetro nominal: Es una denominación comercial con la cual se conoce comúnmente el

diámetro de una tubería, a pesar de que algunas veces su valor no coincida con el diámetro

real interno.



Ducto: Canal de cualquier sección transversal que puede transportar agua a superficie libre o a

presión.



Estructura de disipación: Estructura cuyo objetivo es disminuir la energía específica del flujo

en un canal abierto.



Flujo a presión: Aquel transporte en el cual el agua ocupa todo el interior del conducto,

quedando sometida a una presión superior a la atmosférica.



Flujo crítico: Estado de flujo en el cual la energía específica es la mínima para un caudal

determinado.



Flujo cuasicrítico: Estado de flujo en el cual la energía específica se acerca a su valor mínimo

para un caudal determinado.



Flujo gradualmente variado: Flujo permanente cuya profundidad y velocidad varían de

manera gradual a lo largo de la longitud del canal.



Flujo libre: Aquel transporte en el cual el agua presenta una superficie libre donde la presión

es igual a la presión atmosférica.

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xiv



Flujo no permanente: El flujo en un canal abierto es no permanente si la profundidad y la

velocidad del flujo cambian durante el intervalo de tiempo en consideración.



Flujo subcrítico: Flujo en el cual las fuerzas gravitacionales son más importantes que las

fuerzas inerciales.



Flujo supercrítico: Flujo en el cual las fuerzas inerciales son más importantes que las fuerzas

gravitacionales.



Flujo turbulento: Se presenta cuando las fuerzas viscosas son débiles en relación con las

fuerzas inerciales. Las partículas se mueven con trayectorias irregulares, que no son suaves ni

fijas, pero que en conjunto todavía representan el movimiento hacia adelante de la corriente

entera.



Flujo turbulento hidráulicamente liso: Flujo en el cual la altura de rugosidad es bastante

menor que el espesor de la capa límite viscosa.



Flujo turbulento hidráulicamente rugoso: Flujo en el cual la altura de rugosidad es bastante

mayor que el espesor de la capa límite viscosa.



Flujo uniforme: Flujo en el cual la profundidad de agua es la misma en cada sección de un

canal.



Nivel: es la elevación o distancia vertical desde un nivel de referencia o datum hasta la

superficie libre. Si el punto más bajo de la sección del canal se escoge como el nivel de

referencia, el nivel es igual a la profundidad de flujo.



Número de Froude: Relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales, que

representa el efecto de la gravedad sobre el estado de flujo.



Optimización: Proceso de diseño y/o construcción para lograr la mejor armonía y

compatibilidad entre los componentes de un sistema o incrementar su capacidad o la de sus

componentes, aprovechando al máximo todos los recursos disponibles.



Pared interna de la tubería: Zona de contacto entre la tubería y el flujo que pasa a través de

ella y que genera las pérdidas de energía debido a la fricción.



Pendiente: Inclinación longitudinal de un canal o ducto.

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

Perímetro mojado: Es la longitud de la línea de intersección de la superficie de la tubería

mojada y de un plano transversal del flujo perpendicular a la dirección del flujo.



Precisión: Es el grado de exactitud con respecto a una medida.



Profundidad de flujo: Es la distancia vertical desde el punto más bajo de una sección del canal

hasta la superficie libre.



Profundidad de flujo de la sección: Es la profundidad de flujo perpendicular a la dirección de

éste, o la altura de la sección del canal que contiene el agua.



Profundidad hidráulica: Relación entre el área mojada de un conducto que transporta algún

fluido y su perímetro mojado.



Radio hidráulico: Relación entre el área mojada y el perímetro mojado de una sección

transversal de un ducto.



Relación de llenado: Relación existente entre la profundidad del flujo de la tubería y el

diámetro real interno de la misma.



Resalto hidráulico: Fenómeno hidráulico en el cual se presenta un cambio abrupto de régimen

de flujo, se pasa de una corriente rápida y con profundidad baja (flujo supercrítico) a una

corriente lenta y profunda (flujo subcrítico).



Sistemas de Alcantarillado: Conjunto de elementos y estructuras cuya función es la

recolección, transporte y evacuación hacia las plantas de tratamiento y/o cuerpos receptores

de agua, de las aguas residuales y/o lluvias producidas en una ciudad o municipio.



Tramo: Conjunto de tuberías de alcantarillado comprendida entre dos cámaras de inspección

o entre una cámara y un emisario final.



Tubería o tubos: Conducto prefabricado, o construido en sitio, de concreto, concreto

reforzado, plástico, poliuretano de alta densidad, asbesto-cemento, hierro fundido, gres

vitrificado, PVC, plástico con refuerzo de fibra de vidrio, u otro material cuya tecnología y

proceso de fabricación cumplan con las normas técnicas correspondientes. Por lo general su

sección es circular.

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xvi

LISTA DE VARIABLES

Ɵ = Ángulo theta.

a = Constante de calibración del vertedero.

A = Área mojada.

b = Exponente de calibración del vertedero.

D = Profundidad hidráulica.

= Diámetro de la cámara.

= Diámetro interno de la tubería.

F = No. de Froude.

= Fin de la onda.

g = Aceleración gravitacional.

H = Altura de la lámina de agua sobre el vertedero.

= Altura del banco de la cañuela.

max

= Altura máxima de la onda.

= Inicio de la onda.

max

= Longitud máxima de la onda.

Q = Caudal de descarga.

= Pendiente de la tubería principal.

= Pendiente de la tubería lateral.

= Caída de la tubería principal.

= Caída de la tubería lateral.

Y = Relación de llenado.

= Profundidad del flujo.

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1. INTRODUCCIÓN

La conducción del agua ha sido un tema de importante interés para la sociedad a través
del tiempo. Tanto es así, que el estudio de la misma ha llevado a desarrollar sistemas de
acueductos y alcantarillados cuyo diseño ha cambiado a través del tiempo a medida que la
ciencia proporciona más información.

En  la  actualidad,  y  dado  el  gran  crecimiento  de  la  población  en  las  ciudades,  estos
sistemas han adquirido aun más importancia dada la necesidad de conducir de maneras
tanto  eficientes  como  seguras  las  aguas  residuales  de  diferentes  orígenes:  doméstico,
industrial,  comercial,  entre  otros.  Es  importarte  resaltar,  que  dependiendo  del  origen  el
agua residual, esta es portadora de diferentes materiales y compuestos que pueden llegar
a ser perjudiciales si no se hace un control adecuado.

Las cámaras de inspección, son estructuras hidráulicas que hacen parte de los sistemas de
alcantarillado. Se ubican en las intersecciones y/o nodos del sistema y cumplen distintas
funciones: (1) airear el flujo con fines de oxidación, (2) proporcionar un espacio con el fin
de realizar distintas actividades operativas y de mantenimiento, (3) punto de transición de
las características geométricas de las tuberías de la red: dirección, pendiente, diámetro y
descarga (Hager y Gissoni, 2005).

A través de los años, el diseño de cámaras de inspección se desarrollo con base en flujos
subcríticos  pues  se  disponía  de  materiales  con  una  rugosidad  alta.  Sin  embargo,  el
desarrollo  tecnológico  en  las  últimas  décadas,  permitió  la  fabricación  de  materiales  con
rugosidades  muy  bajas  en  comparación  con  los  usados  antiguamente,  lo  que  implicó  el
desarrollo  de  flujos  supercríticos.    Así  pues,  al  usar  estos  nuevos  materiales  con
metodologías  propuestas  para  flujos  subcríticos,  se  incurre  en  un  error  de  diseño
importante, cuyas consecuencias se pueden incrementar si las pendientes de diseño son
altas  o  si  el  mantenimiento  de  los  sistemas  es  deficiente.  Estas  consecuencias  son:
formación  y  propagación  de  ondas  dada  la  generación  de  singularidades  en  estado
supercrítico (Sturm 2010), presurización del flujo, deficiencia en la oxigenación del flujo, y
hasta  el  colapso  del  sistema  y  posterior  reboso  de  las  cámaras  de  inspección  (Hager,
1994).  El  desarrollo  de  estos  fenómenos  puede  llegar  a  tener  una  repercusión  negativa
importante  en  la  sociedad  dado  el  impacto  en  la  salud  pública    y  las  condiciones  de

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higiene  (Hager,  2005).  Por  esta  razón,  es  necesario  el  estudio  del  comportamiento
hidráulico  de  cámaras  de  inspección  con  flujo  supercrítico,  con  el  fin  de  definir
metodologías de diseño que se ajusten a las características de los materiales actuales, a
distintas condiciones topográficas y a la alta demanda actual de los sistemas.

El  presente  estudio  pretende  estudiar  experimentalmente  el  comportamiento hidráulico
de cámaras de inspección con flujo supercrítico, con unión de flujo a 90 grados y cañuela
completa;  con  el  fin  de  definir  patrones  de  comportamiento  que  permitan  encontrar
ecuaciones  de  diseño  para  este  tipo  de  configuración.  La  metodología  consistió  en  la
modelación física de distintas condiciones de caída, caudal, patrones de flujo y pendiente;
además  de  la  medición  y  registro  de  las  alturas  de  flujo  y  fenómenos  de  ondulación  y
resalto hidráulico.

1.1 OBJETIVOS

Objetivo General

Explicar el comportamiento hidráulico de las cámaras de inspección de cañuela completa con flujo
supercrítico a partir de la construcción, medición y análisis de un modelo físico.

Objetivos Específicos

Teniendo en cuenta el objetivo general y el alcance de la presente investigación, es preciso llevar a
cabo las siguientes actividades:



Desarrollar un modelo físico que permita simular las condiciones reales de funcionamiento

de una cámara de inspección con entrada a 90° sometida a flujo supercrítico.



Identificar y describir los fenómenos hidráulicos que se presentan en los sistemas de

alcantarillado dado el funcionamiento de las cámaras de inspección.



Analizar la influencia de los parámetros geométricos e hidráulicos de las tuberías y la

cámara de inspección en el desempeño de la misma.

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2. ANTECEDENTES

Los  estudios  acerca  de  cámaras  de  inspección  y  de  flujo  supercrítico  a  través  de  ellas  datan  de
hace  más  de  medio  siglo  y  hasta  la  actualidad.  A  modo  de  línea  de  tiempo,  se  presentan  a
continuación las principales investigaciones y sus conclusiones acerca del tema teniendo en cuenta
los estados del arte revisados en las siguientes investigaciones: “Modelación física  de cámaras de
unión  bajo  flujo  supercrítico”  (Trujillo,2013)  ;  “Comportamiento  hidráulico  de  cámaras  de
inspección  bajo  condiciones  de  flujo  supercrítico”  (CIACUA,2011);    además  de  una  revisión
bibliográfica propia.

Año

Investigador(es)

Tema

1950

Bower

Análisis del flujo supercrítico en cámaras de inspección y de
las condiciones para la formación de resaltos hidráulicos en
tuberías aguas arriba.

1966

Behlke y Pritchett

Condiciones de flujo para uniones de canales tanto
rectangulares como trapezoidales, para distintos ángulos.

1968

Greated

Teniendo  en  cuenta  la  suposición  de  que  la  unión  en  una
cámara  es  solo  una  desviación  del  flujo  que  genera  una
onda  expansiva  por  requerimientos  de  igual  profundidad,
propuso  una  expresión  en  términos  del  ángulo  para  dicha
onda.

1989

Hager

Ampliando el acercamiento de Greated (1968), relacionó el
ángulo de unión con la altura máxima de la onda por medio
de una ecuación de carácter empírico.

1990

Johnston y Volker

En su investigación encontraron que es posible mejorar la
eficiencia hidráulica de las cámaras de unión instalando
bafles en las caídas de las mismas.

1993

Christodoulou

Investigación sobre resaltos hidráulicos incipientes en
canales con uniones a 90 grados.

1994

Hager y Schwalt

Discusión acerca de los resaltos hidráulicos incipientes
estudiados por Christodoulou.

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1995

Hager y Schwalt

Descripción detallada de los patrones de flujo supercrítico
en canales rectangulares con unión.

1996

Schwalt

Planteamiento de un procedimiento de diseño y del
número de choque (usado para determinar ciertos patrones
de flujo).

1997

Reinauer y Hager

Investigación  sobre  las  estructuras  de  conexión  entre
canales  de  sección  transversal  rectangular.  Se  comprobó
que  el  patrón  de  flujo  de  estos  canales  es  similar  al  de  un
canal  con  sección  transversal  en  forma  de U.  La  diferencia
encontrada  entre    este  dos  consiste  en  que  en  los  canales
rectangulares

experimentó

fenómeno

ahogamiento (característico de cámaras de inspección).

1998

Vischer y Hager

Resumen de investigaciones sobre el flujo supercríticos en
estructuras de conexión.

1999

Hager

Los  principales  resultados  de  sus  investigaciones  fueron
sintetizados en su libro “Wastewater Hydraulics, Theory and
Practice”.Una  de  las  conclusiones  más  importantes  afirma
que  los  coeficientes  de  pérdidas  menores  en  cámaras  son
insignificantes.

2000

Kruger y Rutschmann

Explicación de la distribución de la presión (no hidrostática)
del flujo supercrítico en cámaras de inspección por medio
de modelación numérica.

2000

Gisonni y Hager

En  su investigación,  evaluaron  el  comportamiento  del flujo
supercrítico  en  una  unión  de  45°  en  curva.  Se  concluyó
acerca  de  distintos  aspectos:  (1)  un  canal  en  U  se
caracteriza  por  el  entrapamiento  de  aire y  el desarrollo  de
ondas  aguas  abajo  ,(2)  las  cámaras  con  un  ángulo  de
deflexión de 90° tienden a colapsar si su relación de llenado
excede  el 50% ,(3) deben evitarse  número de Froude en el
rango de 0.75-1.5 para evitar la disminución de la eficiencia
hidráulica de la estructura y (4) se planteó la posibilidad de
utilizar una cobertura con el fin de disminuir el impacto de
las ondas.

2001

Del Giudice y Hager

Investigación  sobre  cámaras  con  uniones  laterales  de  45°.
Se  identificaron  los  diferentes  tipos  de  flujo  presentes  en
una  cámara  y  su  capacidad  de  descarga.  Así  pues,  se

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concluyó  que  existe  una  transición  de  flujo  supercrítico  a
subcrítico  cuando  la  descarga  es  menor  a  la  descarga
mínima.  Cuando  la  descarga  es  mayor  a  la  máxima  se
presuriza el flujo.

2002

Gisonni y Hager

Determinaron que para cámaras con uniones laterales a 90°
no  se  presentan  comportamientos diferentes al cambiar  el
tipo  de  unión  en  la  estructura  de  conexión.  Además  se
demostró  que  a  pesar  que  las  caídas  en  cámaras  evitan  la
submergencia,  este  tipo  de  estructuras  no  mejoran  el
desempeño  en  flujo  supercrítico  dado  que  se  generan
ondas  y  por  ende  propende  la  formación  de  resaltos
hidráulicos.  Finalmente,  concluyen  que  el  entrapamiento
del  aire  es  un  factor  importante  en  el  comportamiento  de
las cámaras de inspección, que disminuye la aplicabilidad de
ecuaciones convencionales de diseño.

Gargano y Hager

En su estudio determinaron que en las cámaras de unión de
alcantarillado  se  presentan  fenómenos  de  presurización  y
submergencia dada la creación de ondas superficiales en el
flujo.  Se  recomienda  usar  una  máxima  relación  de  llenado
de  75%-85%  en  estas  estructuras  para  evitar  estos
fenómenos.

2005

Hager y Gissoni

Presentan  un  estado del arte sobre  cámaras de  inspección
en  flujos  supercríticos.  Se  reconoce  que  en  las  cámaras  se
presenta  flujos  espacialmente  variados  y  que  la
perturbación  de  flujo  supercrítico  puede  llevar  a  ondas
superficiales  y  resaltos  hidráulicos.  Adicionalmente,
proponen  una  fórmula  de  cálculo  para  en  número  de
Froude  en  secciones circulares  y para cañuelas  en  cámaras
de inspección.

2005

Centro de

investigaciones en

acueductos y

alcantarillados-CIACUA

Estudia las metodologías para el cálculo de pérdidas
menores en cámaras de inspección.

2007

Centro de

investigaciones en

acueductos y

alcantarillados -CIACUA

-Estado del arte y tendencia mundial en la construcción de
manholes.
-Determinación del comportamiento hidráulico de cámaras
de inspección plásticas de 600 mm.
- Determinación del comportamiento hidráulico de cámaras
de inspección plásticas de 1000 mm.

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2008

Zhao,Xhu y Rajaratman

Se estudiaron las cámaras de inspección con uniones de
flujo a 90° concluyendo que en ellas se presentan patrones
de olas, mezcla, separación, turbulencia y transición o
coexistencia de flujo libre y a presión.

2010

Hager

Segunda edición de su libro “Wastewater Hydraulics,
Theory and Practice”.

2011

Centro de

investigaciones en

acueductos y

alcantarillados -CIACUA

Comportamiento  hidráulico  en  cámaras  de inspección  bajo
condiciones  de  flujo  supercrítico,  evaluando  distintos  tipos
de  flujo  en  cámaras  de  unión  a  90°.  En  este  estudio  se
desarrolló un modelo a escala real de una cámara con  tres
entradas (90°-180°-270°) y una salida. Luego de las pruebas
realizadas

investigación

arrojó

ecuaciones

recomendaciones de diseño para este tipo de cámaras
teniendo en cuenta el análisis estadístico de los datos
recolectados.

2013

Centro de

investigaciones en

acueductos y

alcantarillados -CIACUA

Modelación  física  de  cámaras  de  unión  bajo  flujo
supercrítico.  Esta  investigación  uso  cámaras  de  inspección
de  dos  materiales  diferentes  (acrílico  y  polietileno)  para
determinar  su  comportamiento  hidráulico  bajo  flujo
supercrítico. Se realiza un análisis de ondas completo de la
fase

experimental

mencionan

algunas

recomendaciones de diseño teniendo en cuenta ecuaciones
que resultan del análisis estadístico.

Teniendo en cuenta los objetivos del presente estudio, se hará énfasis en capítulos posteriores en
el análisis y los resultados de algunas de las investigaciones descritas anteriormente.

De  forma  muy  general,  se  puede  concluir  que  las  distintas  investigaciones  acerca  del  flujo
supercrítico  en  cámaras  de  inspección  tienen  en  común  que  se  caracteriza  por  la  formación  de
ondas que pueden llegar a formar resaltos hidráulicos. La formación de estos puede llevar a causar
presurización de las tuberías aguas arriba. Así pues, se recomienda la limitación de las relaciones
de llenado para flujos que se acerquen a la región crítica. Finalmente, los parámetros hidráulicos
que  tienen  mayor  repercusión  en  el  desempeño  de  la  cámara  son  el  Número  de  Froude  y  la
relación de llenado de la(s) tubería(s) aguas arriba.

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3. MARCO CONCEPTUAL

3.1 Generalidades

Según el literal D.7.3 del  Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento
Básico –(RAS) ,las cámaras de inspección, conexión o unión  son “elementos integrales de
todo  sistema  de  recolección  y  evacuación  de  aguas  residuales  y  de  aguas  lluvias”.  Se
ubican en las intersecciones y/o nodos del sistema  y cumplen  distintas funciones:



Punto de transición de una, varias o todas las propiedades geométricas y topográficas de

sus ductos de entrada. Entre estas propiedades se encuentran: cambio de dirección,

pendiente, diámetro y cambio de rugosidad (material).



Unión de distintos tramos.



Conexión con la superficie con fines de mantenimiento y limpieza.



Como puntos de inspección y monitoreo.



Gracias a nuevas tecnologías, se pueden usar como punto de renovación de tuberías.

Las cámaras de inspección deben ser usadas solamente en los casos en los cuales la distancia
vertical entre la línea de flujo del conducto de entrada y la cota de batea del conducto de salida
sea inferior a 0.75 m. En caso de que esta condición no se cumpla, se debe adecuar una estructura
de caída. Según la reglamentación vigente de cada país, pueden ser colocadas a distancias desde
80m hasta 200m.

3.2 Caracterización del flujo

Teniendo en cuenta el título D del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento
(RAS 2011), los tramos que hacen parte del sistema de alcantarillado deben diseñarse de acuerdo
con la suposición de flujo a superficie libre, esto quiere decir, para conductos circulares
parcialmente llenos. Por ende, el flujo puede ser caracterizado por medio del número de Froude:

Ecuación 1. Número de Froude para conductos circulares parcialmente llenos.

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en donde:

F = Número de Froude.
v = Velocidad del flujo de aproximación.
g = Aceleración debida a la gravedad.
D = Profundidad hidráulica.
T = Ancho superficial.
A = Área de flujo.
Q = Caudal.

Dado que algunas características geométricas del flujo dependen del diámetro y la profundidad de
flujo, esta ecuación puede llegar a ser compleja. Hager (1999) propuso una simplificación aplicable
a relaciones de llenado de 20%-95%, la cual se muestra a continuación:

Ecuación 2.Simplificación de la ecuación de número de Froude (Hager ,1999).

en donde:

D = Diámetro de la tubería de entrada.
h = Profundidad de flujo en la tubería.

Hager adoptó también una caracterización del régimen de flujo, donde se distinguen cuatro tipos
de flujo de acuerdo con su número de Froude. En la Tabla 1 se puede apreciar esta clasificación y
algunas de las características principales.

Tabla 1.Caracterización del flujo según número de Froude . Hager (2002).

No. de Froude

Tipo de Flujo

Características

0.0 < F < 0.7

Flujo débilmente subcrítico.

Superficie

libre

casi

plana.

comportan como flujo a presión
cuando el número de Froude tiende a
cero.

0.7 < F < 1.5

Flujo transicional.

Se presentan fenómenos de ondas
superficiales y resaltos hidráulicos
típicamente.

1.5 < F < 3

Flujo supercrítico.

El flujo se caracteriza por ser dinámico.

F > 3

Flujo Hipercrítico.

Presenta dinámicas de flujo fuertes,

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que puede ser dañinas en el caso de
que el flujo sea perturbado.

3.3 Propiedades geométricas de tubería circular fluyendo parcialmente

llena

La Figura 1 describe las principales propiedades geométricas de una tubería de sección transversal
fluyendo parcialmente llena. Estas propiedades son fundamentales para describir el
comportamiento hidráulico de una tubería dado que el Número de Froude es calculado con base
en ellos.

Figura 1.Propiedades geométricas de una sección circular fluyendo parcialmente llena. FUENTE: Notas de clase de

sistemas integrados de drenaje urbano, Juan Saldarriaga.

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A continuación se listan las principales propiedades y las ecuaciones con las cuales pueden
hallarse:

(1)

Ecuación 3.Ángulo que describe la sección transversal mojada.

(2)

Ecuación 4.Área Mojada

(3)

Ecuación 5.Ancho Superficial

(4)

Ecuación 6.Profundidad Hidráulica

(5)

Ecuación 7.Perímetro Mojado

(6)

Ecuación 8.Radio Hidráulico

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3.4 Flujo supercrítico en cámaras de unión de 90° (Gissoni y Hager,

2002)

3.4.1

Descripción del experimento

En  general,  las  cámaras  de  unión  se  caracterizan  porque  durante  su  funcionamiento  se  originan
ondas  de  choque  provocadas  por  distintas  expansiones,  contracciones,  curvas  o  conexiones
(Hager, 1999). Según Hager y Gissoni (2002), estas ondas pueden generar la presurización de las
cámaras  en  3  lugares  distintos:  la  tubería  principal  de  entrada,  la  tubería  lateral  y  la  tubería  de
salida (puede ocasionarse en las tres, eventualmente). Por ende, las principales características que
deben medirse en una onda son su altura y su ubicación (ATV, 2006).

Con el fin de complementar sus estudios sobre cámaras de inspección con curvas de 45°, Hager Y
Gissoni (2002) diseñaron un experimento para evaluar cámaras de unión de 90°. Este experimento
contó con las siguientes características: dos tuberías de entrada (una principal y una lateral) de
diámetro D= 0.24 m, un canal de conducción en forma de U con paredes e 1.5D de altura y una
tubería de salida también de diámetro 0.24 m. En la Figura 2, se puede apreciar la configuración de
la unión realizada en el experimento.

Figura 2. Configuración del experimento de Hager y Gissoni (2002).

FUENTE:"Supercritical flow in the 90 junction manhole".

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Se realizaron más de 200 pruebas teniendo en cuenta como parámetros principales las relaciones
de llenado y los números de Froude en cada tubería de entrada.

Durante el experimento se diferenciaron 3 tipos de ondas: la onda B (de altura h

y ubicada en la

curva de la entrada lateral), la onda J (de altura máxima h

y longitud x

, ubicada en la pared

opuesta a la entrada lateral) y la onda S (de altura h

y causada por la presencia de la tubería de

salida). En la Figura 2, se pueden apreciar los tipos de ondas y sus características.

3.4.2

Resultados

Para el análisis de resultados se usaron las aproximaciones de Hager (1999) para el número de
Froude, tal como se describió en el Numeral 3.2 del presente documento. Los resultados para
cada tipo de onda son:

3.4.2.1 Onda A

Para la Onda tipo A (onda formada en flujo directo dominante en la tubería principal), la relación

varÍa con F

. Se observa que para un rango de 0.5<F

<2 existe una relación lineal

entre estos dos parámetros. Sin embargo, según Hager y Gissoni este tipo de onda es
insignificante con respecto a otro tipo de ondas, por lo tanto no se hizo un análisis exhaustivo de la
misma.

3.4.2.2 Onda B

Con respecto a la onda B, se determinó que su altura relativa, definida como Z

= h

/D, estaba

directamente relacionada con el parámetro de momento dinámico. Así pues:

Ecuación 9.Altura Relativa Onda B. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002).

Siendo,

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y= relación de llenado
F= número de Froude

donde los subíndices L, indican el flujo LATERAL.

3.4.2.3 Onda J

La onda J fue evaluada para dos casos: primero, se evaluó para flujo supercrítico lateral y luego se
evaluó flujo supercrítico en ambos conductos de entrada. Para ambos casos, la altura relativa de la
onda Y

= h

- 1, presenta una relación con el parámetro F

. Esta relación es:

Ecuación 10.Altura Relativa Onda J. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002).

Así mismo la localización X

normalizada con el diámetro de entrada como X

= x

/D, presenta una

relación con el mismo parámetro. Así pues, se determinó que:

Ecuación 11.Localización en x de la Onda J. Fuente: (Gissoni y Hager, 2002).

3.4.2.4 Onda S (Swell)

La altura relativa de esta onda, definida en general como Y

= (h

conducto i

)-1, fue evaluada para

tres casos diferentes:



Flujo solo en el conducto principal:

En este caso, se definió la altura relativa de la onda como Y

= (h

)-1, y se determinó

que variaba con respecto a F

(el subíndice cero hace referencia a la tubería principal). Así

pues, se establece que:

Ecuación 12. Altura Relativa Onda S para flujo directo. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002).

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Esta ecuación solo aplica para los casos en los cuales 0.45<Y

<0.7, dado que para

relaciones de llenado menores a 45% en el conducto lateral, no se tiene una afectación

importante sobre la tubería de salida.



Flujo solo en el conducto lateral:

Con respecto a esta condición, se definió la altura relativa de la onda como Y

= (h

)-1,

y se determinó que variaba con respecto a F

La ecuación que describe la relación es:

Ecuación 13.Altura Relativa Onda S para flujo lateral. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002).

Al igual que para el anterior caso, esta ecuación tiene se limita a un rango en la relación de

llenado dado que valores más bajos no logran afectar a la tubería de salida , mientras que

valores más altos llegan a presurizar la misma. Es rango comprende 0.45<Y

<0.50.



Unión de flujos:

Para el caso de la unión de flujos, la altura relativa de la onda es Y

= (h

)-1, y se

determinó que variaba con respecto a F

La expresión encontrada es:

Ecuación 14.Altura Relativa Onda S para unión de flujos. Fuente: (Gissoni y Hager ,2002).

Esta ecuación aplica para números de Froude en el conducto lateral mayores a 1.

Finalmente, se concluye que el caso uno (solo en el conducto principal) es el caso menos

crítico dado que la altura de la onda es mucho menor comparado con los otros casos.

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3.4.2.5 Capacidad de descarga de la cámara

Según Hager y Gissoni, este parámetro es fundamental para el diseño de la cámara con el fin de
evitar fenómenos de sobrecarga en el sistema. Para su estudio se evaluaron, una vez más, los tres
casos:



Flujo solo en el conducto principal o solo en el conducto lateral:

En este caso se determinó un Número de Froude de descarga descrito como:

Ecuación 15. Capacidad de descarga de la cámara para flujo solo directo o lateral. Fuente: (Gissoni y Hager,

2002).

Teniendo en cuenta esta definición, se determinó el número de Froude de descarga

máximo para cada caso. En general, se encontró que:

Ecuación 16. Número de Froude de descarga máximo de la cámara para flujo solo directo o lateral. Fuente:

(Gissoni y Hager, 2002).

donde,



Unión de flujos:

Para la unión de flujos, los datos demostraron que la capacidad hidráulica de la estructura
cuando están en funcionamiento los dos ductos (principal y lateral), varía de acuerdo con
la siguiente ecuación:

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Ecuación 17. Número de Froude de descarga máximo de la cámara para unión de flujos. Fuente: (Gissoni y

Hager, 2002).

3.5 Comportamiento Hidráulico de Cámaras de Inspección Bajo

Condiciones de Flujo Supercrítico (CIACUA ,2011).

3.5.1

Descripción del experimento

El  Centro  de  Investigaciones  en  Acueductos  y  Alcantarillados  –CIACUA,  de  la  Universidad  de  los
Andes,  desarrolló  una  investigación  encaminada  a  caracterizar  el  comportamiento  hidráulico  de
cámaras  de  inspección  bajo  condiciones  de  flujo  supercrítico  mediante  la  modelación  de  una
estructura de unión a 90 grados a escala muy cercana a la real. El modelo usó una media cañuela,
es decir, el canal de conducción dentro del canal solo tenía la altura de medio diámetro de tubería
de entrada:

Ecuación 18.Altura de la cañuela usada por CIACUA,2011.

Las pruebas en el modelo permitieron simular distintas condiciones de flujo en una cámara de
conexión, así:



Flujo directo: permitiendo el flujo de entrada solamente por la tubería principal. Para esta

condición se realizaron 23 pruebas con caudales desde 3.99 L/s hasta 74.84 L/s.



Flujo lateral: permitiendo el flujo de entrada solamente por la tubería lateral (90°). Al igual

que para el flujo directo, se realizaron 23 pruebas con caudales entre 1.63 L/s y 50,50 L/s.

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

Unión de flujos: para esta condición el flujo entra tanto por la tubería principal como por

la lateral a la cámara. Para dicha configuración se realizaron 142 pruebas variando tanto

los caudales de cada una de las entradas como las caídas.

Las caídas probadas en cada uno de los experimentos fueron de 0%Do ,25%Do, 50%Do y 75%Do.

3.5.2

Resultados

El estudio clasifica de acuerdo con Hager (1994)  los patrones de ondas formadas en cámaras de
inspección  con  uniones  de  flujos  de  acuerdo  a  la  localización  y  la  dirección  del(los)  flujo(s)  de
entrada.  Teniendo  en  cuenta  los  patrones  de  onda,  el  CIACUA  determinó  ecuaciones  que
relacionan  su  altura máxima  con  diferentes  variables  como  la  relación  de llenado, el número  de
Froude y la caída en la entrada.

3.5.2.1 Patrones de ondas en flujo directo

En las cámaras de unión con flujo directo se presentan ondas TIPO A. Estas ondas son provocadas
por el choque del flujo contra las paredes curvas de los conductos laterales. En la Figura 3 se
puede apreciar este tipo de onda y su ubicación.

Figura 3.Onda tipo A (Flujo directo).

Fuente:

Comportamiento hidráulico de Cámaras de inspección bajo Condiciones de flujo supercrítico. CIACUA, 2011.

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En los experimentos realizados se evidenció la formación de una onda simultánea a la onda A,
llamada Onda B. Sin embargo el análisis de la misma no se desarrolla ya que nunca tuvo un efecto
significativo en el experimento, es decir, nunca llegó a tener una altura máxima mayor a la de la
Onda A.

De acuerdo con el análisis estadístico realizado con los datos recaudados en las mediciones del
modelo, se determinó que la altura máxima de la Onda tipo A, representativa y dominante para el
flujo directo y que se presentó solo para caudales mayores a 10 L/s, es:

Ecuación 19.Regresión para altura máxima Onda tipo A, incluidas todas las variables. Fuente: (CIACUA,2011).

Ecuación 20.Regresión para altura máxima Onda tipo A, sin incluir todas las variables. Fuente: (CIACUA, 2011).

en donde,

Ecuación 21. Altura máxima Onda tipo A. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 22.Relación de llenado de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 23.Número de Froude de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011).

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Ecuación 24. Caída de la tubería de entrada principal. Fuente: (CIACUA, 2011).

Estadísticamente hablando, se puede concluir que la Ecuación 19 explica en menor medida la
variabilidad de los datos encontrados en comparación con la Ecuación 20. Esto se debe a que para
la primera se obtuvo un valor de R

ajustado de 80.505% mientras que para la segunda este valor

fue de 81.487%. Teniendo en cuenta este análisis, se determinó que la altura de caída de la tubería
es una variable estadísticamente no significativa al explicar la altura de la Onda tipo A.

3.5.2.2 Patrones de ondas en flujo lateral

En el flujo lateral se presentan ondas tipo C y D. Con respecto a las ondas tipo C, estas son
formadas por el choque del flujo lateral contra la pared opuesta (pared del conducto del flujo
directo). La onda D se forma en la pared curva interior del conducto lateral. Es importante resaltar
que el desarrollo de la onda tipo D se da siempre después de la formación de la onda tipo C, nunca
de forma individual. En la Figura 4 se puede apreciar la ubicación de estos tipos de onda.

Figura 4.Ondas tipo C y D (Flujo lateral).

Fuente:

Comportamiento hidráulico de Cámaras de inspección bajo Condiciones de flujo supercrítico. CIACUA, 2011.

De acuerdo con las pruebas realizadas en el estudio, las Ondas C y D tuvieron una altura casi igual
para una configuración de caudal alto y caída de 75% Do. Así mismo, entre mayor fuera el caudal
la onda D se desplazaba hacia la entrada de la tubería de salida, lo que denotaba una condición

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crítica ya que esta condición podría desencadenar una obstrucción del conducto de salida y
posible sobrecarga de la cámara.

Por otro lado, para la condición de flujo a 90° se presentó un fenómeno de recirculación del flujo
(movimiento en vórtice) cuando el nivel del mismo sobrepasaba la altura máxima de la cañuela, es
decir, la mitad del diámetro de la tubería de entrada.

Finalmente, de determinó que la Onda C era hidráulicamente dominante dado que se presentaba
con regularidad para caudales medios-altos y que generalmente tenía alturas máximas mayores a
los de la Onda D. De acuerdo con el análisis estadístico realizado con los datos recaudados en las
mediciones del modelo, se determinó que la altura máxima de la Onda tipo C, representativa y
dominante para el flujo lateral, se puede determinar con las siguientes ecuaciones:

Ecuación 25. Regresión para altura máxima Onda tipo C en flujo lateral, incluidas todas las variables. Fuente:

(CIACUA,2011).

Ecuación 26. Regresión para altura máxima Onda tipo C en flujo lateral, sin incluir todas las variables. Fuente:

(CIACUA, 2011).

en donde,

Ecuación 27. Altura máxima Onda tipo C. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 28. Relación de llenado de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011).

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Ecuación 29. Número de Froude de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 30. Caída de la tubería de entrada lateral. Fuente: (CIACUA, 2011).

El análisis estadístico arrojó un R

ajustado de 74.192% para la Ecuación 25 y de 73.495% para la

Ecuación 26. Es este caso, a diferencia del flujo directo y su correspondiente onda tipo A, la altura
de la caída tiene una mayor repercusión en el valor de altura máxima de la onda C dado que la
ecuación con todas las variables explica de mejor forma la variabilidad de este valor. Sin embargo,
es posible asegurar que las dos ecuaciones convergen a valores muy parecidos dado que la
diferencia de sus R

ajustados no es muy significativa.

3.5.2.3 Patrones de ondas en unión de flujos

La unión de flujos se caracteriza por presentar tres tipos de ondas: A, C y E (Figura 5).

Figura 5.Ondas tipo E (Unión de flujos).

Fuente:

Comportamiento hidráulico de Cámaras de inspección bajo Condiciones de flujo supercrítico. CIACUA, 2011.

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La onda tipo A, como se mencionó anteriormente, es característica del flujo directo. Y se genera
por el choque del flujo proveniente de la tubería principal con la pared interna del canal lateral de
la cañuela.

La onda tipo C, es característica del flujo a 90 grados y es provocada por el choque del agua
proveniente de conducto lateral de la cañuela con la pared del conducto principal (directo).

Finalmente, la onda tipo E, es provocada por la unión de los flujos en la intersección entre los
conductos lateral y principal dentro de la cañuela.

Respecto a la formación de estos tres tipos de ondas en una cámara con media cañuela sometida
a la condición de unión de flujos se puede concluir que:



La Onda tipo A se forma cuando el conducto principal es hidráulicamente dominante, no

hay presencia de caída y el caudal lateral es menor a 10% del caudal de la tubería

principal. Se determinó que es una onda estática por lo cual solo se analiza su máxima

altura, cuyo valor nunca superó 1.08 H

Dado que esta altura máxima no es significativa respecto a la altura de los otros dos tipos

de onda, no se consideró necesario hacer un análisis del mismo.



La Onda tipo C se forma cuando el conducto lateral es hidráulicamente dominante. Se

determinó que es una onda estática por lo cual solo se analiza su máxima altura, cuyo

valor nunca superó 2.33 H

. Así mismo, se observó que en presencia de caudales grandes

en la tubería lateral y cuando la tubería de entrada principal no presenta caída, se genera

un resalto hidráulico en la salida de la tubería principal que llega a presurizar esta tubería

cuando el caudal es suficiente para incrementar el nivel de la lámina de agua hasta la

altura de su diámetro.

De acuerdo con el análisis estadístico realizado con los datos, se determinó que la altura

máxima de la Onda tipo C para la configuración de unión de flujos, puede ser determinada

con las siguientes ecuaciones:

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Ecuación 31. Regresión para altura máxima Onda tipo C en unión de flujos, incluidas todas las variables. Fuente:

(CIACUA, 2011).

Ecuación 32. Regresión para altura máxima Onda tipo C en unión de flujos, sin incluir todas las variables. Fuente:

(CIACUA, 2011).

en donde,

Ecuación 33. Altura máxima Onda tipo C para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 34. Relación de llenado de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 35. Relación de llenado de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 36. Número de Froude de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

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Ecuación 37. Número de Froude de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 38. Caída de la tubería de entrada principal para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Ecuación 39. Caída de la tubería de entrada lateral para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

Los valores de R

ajustado son de 84.892% y 83.476% para la Ecuación 31 y Ecuación 32,

respectivamente. Si bien la primera explica de mejor forma la variabilidad de los datos

encontrados (teniendo en cuenta la altura de caída de cada entrada), la diferencia entre

las dos no es significativa.



La onda tipo E se presenta cuando el flujo es hidráulicamente dominante en la tubería

principal y además el caudal de la tubería lateral es mayor al 10% del caudal de dicha

tubería. Se determinó que es una onda estática por lo cual solo se analiza su máxima

altura, cuyo valor nunca superó 1.34 H

. De la misma manera, se observó la formación de

un resalto hidráulico en la tubería lateral cuando esta no presentaba caída y cuando el

caudal de la tubería principal es igual o superior, situación que puede generar

presurización de la tubería lateral.

El análisis estadístico realizado con los datos arrojó que la altura máxima de la Onda tipo E,

característica de unión de flujos, puede ser determinada con las siguientes ecuaciones:

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Ecuación 40. Regresión para altura máxima Onda tipo E en unión de flujos, incluidas todas las variables. Fuente:

(CIACUA, 2011).

Ecuación 41. Regresión para altura máxima Onda tipo E en unión de flujos, sin incluir todas las variables. Fuente:

(CIACUA, 2011).

en donde,

Ecuación 42. Altura máxima Onda tipo C para unión de flujos. Fuente: (CIACUA, 2011).

De acuerdo con las definiciones anteriores.

La Ecuación 40 tiene un R

ajustado de 89.178% mientras que para la Ecuación 41 este

valor es de 83.840%. En este caso, la variabilidad de los datos es explicada mucho mejor
por la primera ecuación, es decir que el efecto de la caída en las entradas principal y
lateral tienen una repercusión importante en el valor máximo de altura de la onda E.

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4. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL MODELO FÍSICO

A continuación, se hace una descripción del diseño y proceso constructivo tanto del modelo
general como de la cañuela usada para la presente investigación.

5.1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO

El modelo diseñado por el Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados-CIACUA en la
Universidad de los Andes, ha sido utilizado en variadas investigaciones sobre cámaras de
inspección. Sus componentes principales son:



Cámara  de  unión:  fabricada  en  acrílico,  permite  ver  de  manera  clara  los  patrones  y
fenómenos  que  ocurren  en  la  cámara  durante  su  funcionamiento.  Tiene  un  diámetro
interno de 0,84 metros y una  altura de 0,71 metros. En la Figura 6 se puede observar el
detalle de la cámara de inspección usada en el montaje.

Figura 6. Detalle de la cámara de inspección.

De igual forma, en la Fotografía 1 se puede observar la cámara usada en este montaje.

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Fotografía 1. Cámara de inspección utilizada.



Estructuras de conexión: corresponden a láminas de acrílico especialmente moldeadas
para empalmar con la estructura curva de la cámara (Fotografía 2). La configuración de
estas láminas permite conectar las tuberías de entrada a diferentes alturas de caída: 0Do,
0.25Do, 0.5Do Y 0.75Do (siendo Do el diámetro de la tubería de entrada).

Fotografía 2.Estructura de conexión.

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

Tanques  de  alimentación:  se  utilizan  dos  tanques  metálicos  de  alimentación  para  las
tuberías  de  entrada.  Las  estructuras  de  rebose  de  estos  tanques  permiten  controlar  el
caudal de entrada de cada tubería además de la altura inicial de los tubos de entrada. Se
conectan  a  los  tubos  de  manera  hermética  gracias  a  empalmes  de  neumático  y  silicona
fría.



Tanque para desagüe: este tanque posee una estructura de disipación de energía en la
cual desemboca la tubería de salida de la cámara.



Tuberías de entrada: las tuberías de entrada tienen un diámetro de 0.223  m. La longitud
de la tubería de entrada a flujo directo  y  de  la  tubería  con flujo a 90° es de 0.94 m y
1.28  m,  respectivamente  (longitudes  establecidas  de  acuerdo  al  espacio  disponible  en
laboratorio). Adicionalmente, la tubería de entrada principal se compone de dos tuberías:
como primera medida un tubo Novafort y luego una tubería de acrílico.



Tubería de salida: la tubería de salida tiene un diámetro de 0.26 m y una longitud de
82 cm.

En la Figura 7 se puede apreciar el montaje con todas las partes anteriormente mencionadas.

Figura 7. Detalle del montaje experimental realizado en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes.

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Así mismo, en la Fotografía 3 se puede observar el montaje ya construido en el laboratorio.

Fotografía 3. Modelo construido en el laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes.



Canal  de  conducción  (Cañuela):  la  cañuela  está  fabricada  en  fibra  de  vidrio.  Tiene  un
diámetro  externo  de  81,7  cm  y  una  altura  de  34  cm  .Permite  el  flujo  del  agua  para  una
cámara  de  unión  de  90°.  Más  adelante  se  explicará  en  detalle  el  diseño  y  proceso
constructivo de la cañuela dado que es la pieza fundamental de esta investigación.

5.2. CANAL DE CONDUCCIÓN O CAÑUELA

5.2.1. Diseño

Esta pieza es fundamental para el desarrollo de la investigación dado que se pretende estudiar
comportamiento hidráulico para una configuración de cañuela completa, es decir, de una cañuela
cuya altura sea al menos igual a la cota de corona de las tuberías de entrada y que permita una
conducción total del agua para todas las relaciones de llenado.

Teniendo en cuenta la configuración de la cámara de unión, se diseñó una cañuela de 34 cm de
altura y 81,7 cm de diámetro. Cada una de sus entradas y salidas se diseñaron teniendo en cuenta
una circunferencia con el diámetro de la tubería correspondiente, y una extensión vertical a partir
del diámetro máximo para constituir su característica forma de U. El material escogido fue fibra de
vidrio dada su resistencia mecánica, su baja rugosidad y su costo.

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En la Figura 8 se pueden observar todas dimensiones usadas para la construcción del canal de
conducción.

Figura 8.Diseño del canal de conducción (Cañuela).

Adicionalmente, en laFigura 9, se puede detallar el modelo 3D realizado para el diseño del mismo.

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Figura 9.Modelo tridimensional para el diseño del canal de conducción.

5.2.2. Proceso Constructivo

Se realizó un exhaustivo y detallado proceso constructivo con el fin de asegurar el cumplimiento
de las características geométricas fijadas en el diseño y para obtener una superficie con la menor
rugosidad posible. Adicionalmente, el modelo construido está compuesto por una sola pieza.

A continuación, se detalla el proceso constructivo de la cañuela a través de fotografías en todas las
etapas de construcción y de una descripción del proceso y de los materiales empleados en el
mismo.

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Primer molde-Negativo del canal

En primer lugar, se realizó un molde en espuma de poliuretano del negativo de las tuberías. Como
se puede apreciar en la Fotografía 4, se hizo un corte grueso a la espuma para después ser lijado
de tal forma que cumpliera aproximadamente con las dimensiones requeridas (Fotografía 5).

Fotografía 4. Molde de espuma.

Fotografía 5. Proceso de lijado del primer molde.

Pulimiento del molde

El primer molde fue recubierto con masilla poliéster de contextura gruesa (color blanco en la
Fotografía 6 ) con el fin de corregir errores relativamente grandes en las medidas. Luego de esto,
se usó masilla poliéster de contextura fina (color verde en la Fotografía 7) para cubrir detalles más
pequeños y para obtener una rugosidad baja.

Fotografía 6. Pulimiento con masilla gruesa.

Fotografía 7. Pulimiento con masilla fina.

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Segundo molde – Estructura de la cañuela

Después de haber rectificado que las características geométricas del canal se cumplían y de lijar el
prototipo para ofrecer una textura lisa, se procedió a armar la estructura de la cañuela. Para este
fin,  se  elaboraron  anillos  metálicos  con  diámetro  un  interno  igual  al  diámetro  externo  de  la
cañuela  (Fotografía  8).  Luego   se ajustó  una  lámina  de  poliestireno  a los anillos de forma que  el
prototipo  del  canal  fabricado  se  ajustara  dentro  de  ellos  (Fotografía  9).  Finalmente,  para  la
construcción del molde se utilizó una tabla de madera lisa que sirviera como base del molde (tapa
de la cañuela).

Fotografía 8. Anillos de acero para segundo molde.

Fotografía 9. Lamina de poliestireno para segundo

molde.

Fundición de la fibra de vidrio

El molde de la cañuela fue recubierto con un lubricante con el fin de evitar adherencia completa
con  la fibra de vidrio  (Fotografía  10).  El  proceso  de  fundición  de la fibra de vidrio  consiste en  la
colocación de  telas de fibra de vidrio de forma que se recubriera en su totalidad el molde y que se
calcaran  todos  los  detalles  (Fotografía  11).  Este  proceso  se  repite  hasta  lograr  un  espesor
adecuado, que para el caso de este modelo fue de 3-4 capas de tela.  Conceptualmente el proceso
de fundición es similar al de fundido de yeso.

Definición de aristas y detalles

El prototipo en fibra de vidrio fue sometido a un proceso de definición de aristas, que consistió en
la  aplicación  de  masilla  poliéster  o  en  el  lijado  en  ciertas  aristas  y  puntas  que  lo  requirieran
(Fotografía 12). Así mismo se recubrió todo el modelo con una pintura opaca (Fotografía 13) para
que se resaltaran posibles defectos, hundimientos o abultamientos, en caso de que los hubiese

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Fotografía 10. Lubricación del molde terminado.

Fotografía 11. Fundición de la fibra de vidrio.

Fotografía 12. Definición de aristas del modelo.

Fotografía 13. Pulimiento final de detalles.

Pintura y brillo final

Finalmente, la cañuela fue pintada y brillada (Fotografía 14 y Fotografía 15).

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Fotografía 14. Cañuela terminada (A)

Fotografía 15. Cañuela terminada (B)

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5.3. INSTRUMENTACIÓN DEL MODELO

5.3.1. Estructura de medición de niveles

Al interior de la cámara de inspección fue adaptado un riel de medición cuya función es permitir la
medición de los niveles a través de los ductos de la cañuela en diferentes puntos de la misma. En
la Figura 10 se puede apreciar en detalle este sistema de medición.

Figura 10. Detalle de la estructura de medición de niveles en la cámara.

Así mismo, para la medición de nivel en las tuberías se realizaron perforaciones a través de toda su
longitud de aproximación a la cámara para permitir el ingreso de los instrumentos necesarios. Esta
estructura se puede observar en la Fotografía 16.

Fotografía 16.Estructura de medición de nivel en tuberías.

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5.3.2. Instrumentos de medición

Teniendo  en  cuenta  que  el  objetivo  de  este  estudio  es  la  determinación  de  comportamientos  y
patrones  hidráulicos  que  permitan  describir  el  funcionamiento  de  una  cámara  con  cañuela
completa, es necesario usar instrumentos de medición aptos, que tengan una alta precisión y que
se  ajusten  a  los  requerimientos  del  experimento.  Por  ende,  se  usaron  sensores  de  medición  de
caudal y de nivel, cuyas características se describen a continuación.

5.3.2.1.

Instrumentos para medición de caudal

Para las mediciones de caudal se dispone de dos sensores. Uno de ellos, correspondiente a la
tubería principal, es un sensor electromagnético de alta precisión (Fotografía 17 y Fotografía 18)
ubicado en la red elevada del laboratorio de hidráulica. El caudalímetro usado para la tubería
lateral posee las mismas características. A continuación se muestran las principales características
de los sensores:

Tabla 2.Tabla técnica de sensores de caudal.

Tubería principal y lateral

Referencia

Waster Master

Tipo

Electromagnético de alta precisión.

Temperatura

[-20°C , 60°C]

Frecuencia

50Hz-60Hz

Resolución temporal

Precisión

±5%

Fotografía 17. Caudalímetro tuberías.

Fotografía 18. Pantalla del caudalímetro.

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5.3.2.2.

Instrumentos para medición de nivel

Se utilizaron sensores ultrasónicos U-GAGE T30 (Fotografía 19), propiedad del Laboratorio de
Hidráulica de la Universidad de los Andes. Sus características son:

Tabla 3. Tabla técnica de sensores de nivel.

Rango

150mm-1000mm

Frecuencia

228kHz

Tiempo de Respuesta

48 Milisegundos

Resolución

±0.25% de la distancia medida

Temperatura

[-20°C , 70°C]

Zona Muerta

20 Centímetros

Fotografía 19. Sensor de medición de nivel de flujo.

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6. PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN

El procedimiento de medición realizado en el laboratorio se puede explicar por medio del
siguiente diagrama de flujo:

-El proceso de medición comienza
definiendo

escenario

modelación.  Este  escenario  está
definido  principalmente  por  las
caídas  de  cada  una  de  las  entradas
ya  que  de  acuerdo  con  estas  se
obtendrán diferentes pendientes.

-Luego  de esto, se define  un  caudal
específico  a  medir.  La  definición  de
los  caudales  se  hará  teniendo  en
cuenta  que  se  debe  abarcar  todo  el
rango de flujo supercrítico.

-Después,  se  realiza  la  medición  de
los  niveles  de  lámina  de  agua.  Dado
que  se  poseen  3  sensores  de  nivel,
las  mediciones  de  las  tuberías  de
entrada

salida

realizan

simultáneamente.  Al  terminar  la
medición  de  niveles  en  tuberías  se
medirán  los  puntos  dentro  de  la
cámara.

-Este  proceso  se  repetirá  hasta  que
se  complete  el  número  de  caudales
necesarios

para

lograr

una

caracterización completa.

-Así

mismo,

cambiará

configuración

inicial

luego

terminar  todos  sus  caudales  hasta
medir  todas  las  configuraciones
posibles.

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Teniendo  en  cuenta  que  cada  cambio  de  configuración  (cambio  en  las  estructuras  de  conexión
para  establecer  diferentes  alturas  de  caída)  implica  un  desmonte  completo  de las  uniones  de  la
tubería y la cámara, y por tanto un proceso de adhesión y secado; se planteó un cronograma de
configuraciones  que  optimiza  el  número  de  cambios  en  la  estructura  de  las  conexiones.  Se
estableció un número de 16 cambios  para medir todas las configuraciones posibles. En la Tabla 4
se puede observar cada configuración y su orden respectivo.

Tabla 4.Optimizacíon del orden de medición de las configuraciones.

Así mismo, en la Tabla 5 , se muestra el orden de medición de cada una de las configuraciones
posibles dadas las caídas en cada una de las tuberías de entrada. El número en la última columna
corresponde al orden de medición y la letra corresponde a la configuración descrita en la Tabla 4.
El número de caudales a medir se determinó con base en estudios realizados anteriormente con el
fin de obtener resultados estadísticamente significativos.

directo

lateral

0.00

0.25

0.00

0.50

0.00

0.75

0.25

0.75

0.50

0.75

0.50

0.75

0.25

0.75

0.00

0.50

0.00

0.25

0.00

0.25

0.50

0.25

# Cambios

Configuración

Caídas(%Do)

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Tabla 5. Orden de medición de las distintas configuraciones en el montaje.

Las pendientes determinadas hacen parte de las pruebas preliminares hechas en este estudio. Las
otras pendientes deben ser halladas de acuerdo a cada configuración establecida a medida que
avanzan las mediciones en estudios posteriores de acuerdo al proceso constructivo de cada uno.

Pendiente

Número de

Caudales

Orden-Config.

0.0245

1-A

Dada por la caída

10-E

Dada por la caída

12-F

Dada por la caída

14-G

0.1721

2-A

Dada por la caída

4-B

Dada por la caída

6-C

0.0398

8-D

DIRECTO

LATERAL

0,00Do

Dada por la caída

3-A

0,00Do

0.25Do

Dada por la caída

5-B

0,00Do

0.50Do

Dada por la caída

7-C

0,00Do

0.75Do

Dada por la caída

9-D

0.25Do

0,00Do

Dada por la caída

20-L

0.25Do

Dada por la caída

21-M

0.25Do

0.50Do

Dada por la caída

22-N

0.25Do

0.75Do

Dada por la caída

11-E

0.50Do

0,00Do

Dada por la caída

19-K

0.50Do

0.25Do

Dada por la caída

24-P

0.50Do

Dada por la caída

23-O

0.50Do

0.75Do

Dada por la caída

13-F

0.75Do

0,00Do

Dada por la caída

18-J

0.75Do

0.25Do

Dada por la caída

17-I

0.75Do

0.50Do

Dada por la caída

16-H

0.75Do

Dada por la caída

15-G

168

TOTAL PRUEBAS

UNIÓN DE

FLUJOS

0,00Do
0.25Do
0.50Do
0.75Do

FLUJO

DIRECTO

FLUJO

LATERAL

Caída

0,00Do
0.25Do
0.50Do
0.75Do

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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Durante la presente investigación se realizaron pruebas sobre 5 condiciones posibles en 2 de las
configuraciones que permite realizar el montaje. Así entonces, se recopilaron datos de:



Flujo directo para una caída de cero veces el diámetro de entrada.



Flujo lateral para una caída de cero veces el diámetro de entrada.



Unión de flujos para una altura de cero veces el diámetro de cada entrada.



Flujo lateral para una caída de 0.75 veces el diámetro de entrada.



Unión de flujos para una altura de cero veces el diámetro en la entrada principal y de 0.75

veces el diámetro en la entrada lateral.

Para cada una de estas condiciones se realizaron diversos caudales. Las características geométricas
e  hidráulicas,  así  como  los  perfiles  de  los  niveles  de  agua  en  las  tuberías  y  en  la  cámara,  se
encuentran en los anexos del presente documento (Tabla 38 a Tabla 69 y Figura 12 a Figura 59).

Teniendo  en  cuenta  los  datos  recopilados,  además  de  las  gráficas  y  tablas  usadas  para  su
tratamiento,  se  hará  un  análisis  de  los  resultados  encontrados.  El  análisis  será  de  carácter
cualitativo  dado  que  la  cantidad  de  datos  recopilados  no  son  representativos  para  realizar  un
análisis estadístico con el fin de encontrar ecuaciones de diseño.

7.1. Análisis de ondas

7.1.1. Flujo directo

Tal como se mencionó en el marco teórico, las ondas tipo A son características del flujo directo en
cámaras de inspección y se forman por el choque del agua con la pared lateral del canal de
entrada a 90°.

Para las pruebas realizadas sin caída, la altura máxima de la onda nunca superó el 53% de la altura
de la cañuela dentro de la cámara, correspondiente a una altura de 16.56 cm para el caudal
máximo probado (Figura 18, anexos).

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Sin embargo, se evidenció que la longitud de la onda se extendió hacia la tubería de salida para
caudales mayores a 50.53 L/s, llegando a tomar alturas de hasta 22.06 cm (70% de la altura
máxima de la cañuela ó 86% del diámetro de dicha tubería).

En la Fotografía 20 y la Fotografía 21 se puede evidenciar como se forma la onda en principio para
caudales medios y como se extiende hacia la tubería de salida a medida que los caudales
aumentan. En estas se puede apreciar como la altura máxima de están ondas se aproxima a la
unión del canal lateral de la tubería a 90° con la entrada de la tubería de salida.

Fotografía 20. Formación de Onda tipo A en flujo directo.

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Fotografía 21. Extensión de la Onda tipo A hacia la tubería de salida.

7.1.2. Flujo lateral

El flujo lateral corresponde a la condición en la cual solo fluye agua por la entrada de 90°. Los
resultados encontrados se ajustan a los esperados de acuerdo con las fuentes teóricas estudiadas.

En este caso, se estudiaron ondas tipo C y tipo D. Las ondas tipo C son aquellas resultantes del
choque del flujo contra la pared del canal principal que queda perpendicular a la entrada lateral.
Por otro lado, las ondas tipo D resultan del choque del flujo contra la pared lateral exterior de su
mismo canal (lateral).

Para el caso de flujo lateral evaluado sin caída, se encontró una altura máxima de onda de 20.35
cm o 65.6% de la altura total de cañuela. Esta altura máxima, correspondiente a una relación de
llenado de 90% en la tubería, siempre se ubicó dentro de la cámara, aunque para los caudales
máximos la lámina de agua formada por la transición desde este punto máximo hasta el flujo

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normal de la tubería de salida pasó cerca al diámetro total de esta última, evidenciando así un
riesgo de obstrucción y posible sobrecarga.

Fotografía 22. Formación de onda tipo C en flujo lateral (Vista hacia adentro).

Fotografía 23. Formación de onda tipo C en flujo lateral (Vista desde adentro).

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En la Fotografía 22 y la Fotografía 23 se puede evidenciar la formación de este tipo de onda para
caudales medio-altos con relaciones de llenado de 18% y Número de Froude de 1.86 en la tuberia
de salida y de  16% y 3.63 para la tubería lateral,respectivamente. Así mismo, en la Fotografía 24
se puede evidenciar que la tubería de salida corre el riesgo de sobrecargarse en su entrada cuando
el caudal lateral es alto; además, en la Fotografía 25 se ve como una masa de agua se represa en la
tubería  principal  dado  que  por  ella  no  esta  fluyendo  ningún  caudal.  Asi  pues,  a  pesar  de  que  la
relacion de llenado de la tubería de salida es de 44.78%, en su entrada la altura de onda contra la
pared es de 100% el diámetro de la misma.

Fotografía 24. Riesgo de obstrucción de tubería de salida por onda C.

Fotografía 25. Represamiento de agua en tubería principal por flujo lateral.

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Este efecto podría analizarse desde diferentes puntos de vista: para pendientes bajas la masa de
agua se extendería aguas arriba de la tubería principal tanto como la topografía del sistema lo
permitiese hasta llegar un punto de sobrecarga de dicha tubería (este proceso sería mas lento).
Para sistemas con tuberías principales de pendiente alta, la tubería se sobrecargaría rápidamente
dada la diferencia entre su pendiente y la lámina de agua de la cámara.

No hay una diferencia significativa en los resultados para las pruebas de flujo lateral para caída de
75% del diámetro de entrada con respecto a la condición sin caída. Para esta caída máxima se
obtuvo un 1% de aumento en el nivel máximo de la onda con respecto a la cañuela para un caudal
máximo 1.7 litros por segundo mayor al probrado en la prueba sin caída (Figura 43).

Finalmente,  se  considera  que  la  onda  D  es  irrelevante  en  el  estudio  dado  que  presentó  alturas
máximas  mucho  menores  a  las  reportadas  para  la  onda  tipo  C  en  todo  el  rango  de  caudales
estudiados.

7.1.3. Unión de flujos

Para la unión de flujos se combinaron caudales entre 10 L/s - 40 L/s para la tubería principal con
caudales entre 6.5 L/s - 18.5 L/s para la tubería lateral (configuración sin caída); y con caudales
entre 10.75 L/s - 55 L/s para la tubería directa con caudales entre 5 L/s hasta 17 L/s para la
tubería lateral (configuración con 75% Do de caída en la tubería lateral).

Se evaluó la presencia de ondas tipo A ( causadas por el choque del flujo directo con la pared del
canal lateral), ondas C ( causadas por el choque del flujo lateral con la pared del canal principal) y
ondas tipo E, propias de la unión de flujo y causada por el choque de los dos flujos convergentes.

De acuerdo con los datos recolectados y las gráficas realizadas, las ondas A y las ondas C  tuvieron
una  repercusión  menor  en  cuanto  a  la  capacidad  de  la  cámara  dado  que  sus  alturas  máximas
fueron  de    fueron,  en  la  mayoría  de  los  casos,  más  bajas  que  las  alturas  de  la  onda  tipo  E.  Sin
embargo  la  diferencia  entre  las  máximas  alturas  no  es  significativa:  los  máximos  niveles  de  las
ondas A, C y E fueron  de 20.57 cm, 20.59 cm y 20.61 cm para todas las condiciones probadas ( con
caída y sin caída) , lo que equivale al 66.4% de la altura máxima de la cañuela.

En la  Fotografía  26  se puede observar  el  proceso  de  formación  de cada una de  los tres tipos de
onda característicos de esta configuración para un caudal medio. Las ondas A y C se hacen menos
visibles  a  medida  que  cada  caudal  (directo  y  lateral)  aumentan,  pues  forman  un  perfil  contínuo
ondulado en conjunto con la onda E, dando origen a una curva de remanso.

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Fotografía 26. Tipos de ondas característicos de unión de flujos.

Así pues, la capacidad de la cámara en cuanto a unión de flujos no depende de los niveles de las
ondas dentro de la cámara sino de la posible sobrecarga de las tuberías de menor pendiente dada
la formación de resaltos hidráulicos que se transladan aguas arriba de estas (Fotografía 27).

Fotografía 27. Formación de resalto hidráulico en la entrada de la tubería principal del sistema.

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Para el presente estudio, no se permitió la sobrecarga de las tuberías. Por este motivo todos los
resaltos formados se ubicaron en puntos adyacentes a las entradas de las tuberías en la cámara.
En la Figura 11, se puede apreciar la formación de resaltos hidráulicos para combinaciones de
Q

Directo

=20.8 L/s con Q

Lateral

=15.4 L/s (color naranja) y Q

Directo

=10.75 L/s con Q

Lateral

=10.24 L/s

(púrpura claro). Según esto, se comienzan a formar resaltos hidráulicos cuando el caudal principal
(dominante) es apenas un 25% mayor o cuando la multiplicación de caudal y velocidad para la
tubería principal es el 57% con respecto a la de la tubería lateral.

Figura 11. Análisis de curva de remanso para unión de flujos.

Fotografía 28. Riesgo de sobrecarga en unión de flujos por formación de resaltos hidráulicos.

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Además, en la Fotografía 28 se puede evidenciar el principal problema de la formación de resaltos
hidráulicos en el sistema, que consiste en la obstrucción de la tubería de salida y posible
sobrecarga de la cámara de inspección, fenómeno que resulta en la presurización de las tuberías y
en la expulsión, en muchas ocasiones, de las aguas que se estancan en la cámara hacia las calles.

Finalmente, se puede observar en las tablas anexadas para unión de flujos (Tabla 49 a Tabla 56 y
Tabla 62 a Tabla 69) que para muchas de las pruebas  se tiene  flujo transicional en la tubería de
salida. Este flujo se caracteriza por ser inestable dado que se encuentra en un rango de número de
Froude de 0.7 a 1.5.  Sin embargo, no es posible determinar el comportamiento completo de dicha
tubería dado que su longitud, determinada por el espacio constructivo disponible, no es suficiente
para que se desarrolle todo el perfil.

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8. CONCLUSIONES

 Teniendo en cuenta las mediciones y observaciones realizadas en este estudio, es posible

concluir que las cámaras de inspección con flujo supercrítico se caracterizan por la

formación de diferentes tipos de ondas superficiales que dependen de la dirección del

flujo y del canal de conducción utilizado. El caso más crítico de estas ondas es la tipo E, por

medio de la cual se forman resaltos hidráulicos que pueden traer problemas de

presurización y sobrecarga de tuberías y de la cámara.

 El uso de cañuela completa, cuya altura es igual al diámetro mayor de las tuberías del

sistema, evita en la mayoría de los casos el choque de las ondas formadas con las paredes

de la cámara de inspección, y por lo tanto la formación de ondas mayores. Sin embargo, la

utilización de cañuela completa puede tener fallas de funcionamiento para grandes

caudales si no es diseñada adecuadamente dado que sus paredes altas hacen que las

ondas que chocan contra ellas tomen una dirección vertical. Estas ondas que se van hacia

arriba pueden chocar contra las paredes de la cámara ubicadas en la parte superior de las

salidas y provocar posibles obstrucciones. El correcto diseño de la cámara evitará que se

superen relaciones de llenado lo suficientemente altas como para que el choque de las

ondas formadas contra la pared de la cámara, ubicada en la parte superior de los

diámetros de salida, afecte significativamente el desempeño de la misma. Así pues,

teniendo en cuenta las pruebas realizadas hasta el momento, se recomienda en ningún

caso permitir relaciones de llenado de más del 70-75% con el fin de evitar sobrecargas en

la tubería. La altura de las ondas provocadas por cambios en los caudales del sistema

pueden llegar a superar el diámetro de la tubería en caso de que se permitan relaciones

de llenado mayores a las anteriormente mencionadas.

 Dado que la altura del canal de conducción es mayor al diámetro total de cada una de las

tuberías presentes en la cámara de unión, la totalidad del flujo se canaliza a través de este.

Teniendo en cuenta este factor, se puede concluir que a diferencia de estudios realizados

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con cañuelas a media altura, no existen zonas de recirculación y/o vórtices

representativos. Este hecho aumenta la capacidad hidráulica de la estructura dado que se

evita la acumulación de agua dentro de la cámara.

 A pesar de que la presente investigación se centró en el diseño y fabricación de la cañuela

completa, en la construcción del montaje en el laboratorio y en la realización de algunas

pruebas previas para el análisis cualitativo, es necesario realizar la medición de la totalidad

de condiciones con el fin de realizar un análisis estadístico que permita dar

recomendaciones de diseño en cámaras de inspección de cañuela completa con flujo

supercrítico.

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9. RECOMENDACIONES

 Se puede decir que el montaje realizado es representativo en contraste con la realidad,

dado que es construido a una escala muy cercana a la real. Sin embargo, se recomienda

extender la longitud de las tuberías lateral y de salida para próximos estudios, con el fin de

permitir completamente el desarrollo de los perfiles y/o fenómenos tales como formación

de resaltos en dichas tuberías. Este cambio acercaría radicalmente el modelo a la realidad.

 Se recomienda realizar un estudio comparativo entre los resultados de investigaciones

encaminadas a determinar el desempeño hidráulico de cámaras de inspección con media

cañuela o cañuela completa. Este, podría permitir diferenciar rangos de caudales o

condiciones para los cuales puede o debe usarse cada tipo de canal de conducción,

optimizando el sistema hidráulica y económicamente.

 Se recomienda realizar pruebas en cada una de las configuraciones posibles de la cámara ,

teniendo en cuenta las alturas de caída en cada entrada, las pendientes de cada tubería, y

en general, cada una de las variables que pueda ser estudiada. Así mismo, teniendo en

cuenta lo observado en el laboratorio, podría ser de gran interés estudiar el

comportamiento de la cámara ante condiciones no estables, es decir, sometida a cambios

de caudal en lapsos de tiempo relativamente cortos.

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10. BIBLIOGRAFÍA

Del Giudice, G., Gisonni, C., and Hager, W. H. 2000. ‘‘Supercritical flow in bend manhole.’’ Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

, 1, 48–56.

Del Giudice, G., and Hager, W.H. 2001. “Supercritical flow in 45° junction manhole.” J. Irrig.

Journal of Irrigation and Drainage Engineering,

127, 100–108.

Gisonni, C., and Hager, W. H. 2002. ‘‘Supercritical flow in manholes with a bend extension.’’

Experiments in Fluids

, 32, 357–365.

Gisonni, C., and Hager, W.H. 2002. “Supercritical flow in the 90° junction.” Urban Water, 4, 363–

372.

Gargano, R., and Hager, W. H. 2002. ‘‘Supercritical flow across sewer manholes.’’ Journal of

Hydraulic engineering

, 128, 1014–1017.

Trujillo M.,(2013). “Modelación física de cámaras de unión bajo flujo supercrítico”. Tesis de

maestría. Universidad de los Andes. Impresa.

Saldarriaga J., Bermudez N., Rubio D. (2011) “Hydraulic behavior of junction manholes under

supercritical flow conditions”. J.Hydraulic Research 50(6) 631-636

Saldarriaga J., (2012) Notas de clase de Sistemas integrados de Drenaje Urbano.

Zhao, C., Zhu, D., and Rajaratnam, N. 2004 “Supercritical sewer flows at a combining junction: A

model study of the Edworthy trunk junction, Calgary, Alberta” J. Environ. Eng, 3, 343–353.

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

11. ANEXOS

Tabla 6. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 1.

Tabla 7. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 2.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

6.48

3.31

4.27

Punto 2

5.53

3.06

4.01

Punto 3

5.18

2.69

4.89

Punto 4

4.50

2.70

4.75

Punto 5

3.84

2.80

4.05

Punto 6

3.05

2.81

Punto 7

2.17

2.22

Punto 8

2.62

2.67

Punto 9

3.99

2.80

Punto 10

5.44

2.67

Punto 11

4.70

2.90

Punto 12

4.71

2.56

Punto 13

5.15

4.66

Punto 14

5.56

4.80

Punto 15

5.39

4.61

Punto 16

4.70

4.63

Punto 17

3.97

4.72

Punto 18

3.13

4.55

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

9.25

6.50

8.47

Punto 2

9.04

6.45

7.04

Punto 3

8.58

6.49

6.76

Punto 4

8.07

5.57

7.79

Punto 5

7.36

6.86

8.16

Punto 6

6.16

5.62

Punto 7

4.39

5.16

Punto 8

3.39

5.84

Punto 9

5.55

6.23

Punto 10

8.40

5.88

Punto 11

7.68

5.54

Punto 12

7.45

5.44

Punto 13

7.56

7.92

Punto 14

8.17

7.64

Punto 15

8.29

7.57

Punto 16

8.07

7.71

Punto 17

7.36

7.80

Punto 18

6.70

7.76

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 8. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 3.

Tabla 9. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 4.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

11.62

9.61

10.58

Punto 2

11.34

8.55

8.40

Punto 3

11.31

7.86

9.30

Punto 4

10.61

8.90

10.82

Punto 5

9.62

8.78

10.48

Punto 6

8.41

7.44

Punto 7

7.14

7.31

Punto 8

4.73

7.87

Punto 9

7.85

8.09

Punto 10

10.59

8.20

Punto 11

10.03

7.97

Punto 12

9.58

7.56

Punto 13

9.38

10.57

Punto 14

9.38

10.51

Punto 15

9.76

10.02

Punto 16

9.52

9.41

Punto 17

9.14

9.94

Punto 18

8.71

10.14

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

13.19

10.07

12.26

Punto 2

13.30

10.88

10.53

Punto 3

13.10

10.34

11.06

Punto 4

12.54

9.80

12.56

Punto 5

11.59

10.02

12.62

Punto 6

10.21

9.78

Punto 7

8.78

9.67

Punto 8

7.81

9.63

Punto 9

10.28

9.52

Punto 10

12.70

9.38

Punto 11

12.02

10.04

Punto 12

11.54

9.82

Punto 13

11.20

11.90

Punto 14

11.04

12.26

Punto 15

11.31

12.24

Punto 16

11.11

11.78

Punto 17

10.58

11.81

Punto 18

10.23

11.92

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 10. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 5.

Tabla 11. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 6.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

13.91

12.22

17.66

Punto 2

13.67

11.44

14.54

Punto 3

13.68

10.90

11.47

Punto 4

13.56

10.81

12.80

Punto 5

12.92

10.97

13.70

Punto 6

12.05

11.65

Punto 7

10.62

11.35

Punto 8

9.93

11.36

Punto 9

14.15

10.97

Punto 10

14.36

10.95

Punto 11

13.95

11.33

Punto 12

13.33

11.02

Punto 13

12.71

13.53

Punto 14

12.37

13.73

Punto 15

12.11

13.46

Punto 16

11.93

13.30

Punto 17

11.62

13.28

Punto 18

11.31

13.53

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

14.97

14.25

19.73

Punto 2

14.64

13.18

16.13

Punto 3

14.52

12.54

12.70

Punto 4

14.16

12.18

13.94

Punto 5

13.50

12.14

14.20

Punto 6

12.48

11.89

Punto 7

10.95

11.54

Punto 8

10.86

11.74

Punto 9

16.48

11.92

Punto 10

15.16

11.98

Punto 11

14.94

12.29

Punto 12

14.67

11.76

Punto 13

14.11

14.25

Punto 14

13.31

15.14

Punto 15

13.43

15.24

Punto 16

13.33

14.13

Punto 17

12.75

13.64

Punto 18

12.57

13.99

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 12. Datos de nivel de agua para flujo directo con caída 0Do - Prueba No 7.

Tabla 13. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 1.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

16.56

12.95

22.06

Punto 2

16.14

12.51

18.87

Punto 3

15.78

12.78

14.14

Punto 4

15.07

12.67

14.42

Punto 5

14.23

12.55

14.76

Punto 6

13.16

12.73

Punto 7

11.87

12.81

Punto 8

11.45

12.63

Punto 9

15.17

12.98

Punto 10

15.59

13.45

Punto 11

15.33

13.70

Punto 12

15.45

13.54

Punto 13

15.49

14.81

Punto 14

15.02

15.89

Punto 15

14.41

16.58

Punto 16

14.56

15.86

Punto 17

14.49

15.15

Punto 18

13.15

14.75

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

3.83

6.12

5.63

Punto 2

2.62

5.59

4.63

Punto 3

3.45

4.98

4.22

Punto 4

3.95

4.26

4.78

Punto 5

3.43

4.03

5.19

Punto 6

5.29

3.72

Punto 7

6.13

3.71

Punto 8

7.30

Punto 9

6.97

Punto 10

4.24

Punto 11

5.56

Punto 12

13.22

Punto 13

12.48

Punto 14

9.78

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 14. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 2.

Tabla 15. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 3.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

7.55

8.71

10.01

Punto 2

6.39

9.70

10.17

Punto 3

6.55

8.85

10.23

Punto 4

6.51

7.55

9.07

Punto 5

6.52

6.74

8.04

Punto 6

8.50

6.43

Punto 7

8.35

6.66

Punto 8

10.03

Punto 9

8.02

Punto 10

9.41

Punto 11

11.70

Punto 12

19.18

Punto 13

19.81

Punto 14

18.89

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

8.22

9.26

11.81

Punto 2

7.51

10.07

11.49

Punto 3

7.09

9.83

10.86

Punto 4

8.38

8.60

10.94

Punto 5

7.76

7.73

9.21

Punto 6

9.68

7.06

Punto 7

9.71

7.73

Punto 8

10.95

Punto 9

9.45

Punto 10

10.47

Punto 11

12.83

Punto 12

19.35

Punto 13

19.99

Punto 14

20.27

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 16. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0Do - Prueba No 4.

Tabla 17. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 1.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

9.79

9.93

14.46

Punto 2

9.60

11.26

11.30

Punto 3

9.79

10.98

12.79

Punto 4

9.84

10.02

12.54

Punto 5

10.59

9.00

11.20

Punto 6

11.77

8.02

Punto 7

10.06

8.40

Punto 8

11.55

Punto 9

12.17

Punto 10

13.09

Punto 11

17.00

Punto 12

20.35

Punto 13

20.08

Punto 14

20.23

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

13.40

6.29

12.34

Punto 2

14.89

6.26

11.19

Punto 3

16.20

6.31

11.57

Punto 4

16.91

5.50

11.46

Punto 5

18.19

6.46

10.86

Punto 6

18.68

5.29

Punto 7

16.39

5.54

Punto 8

14.01

5.40

Punto 9

14.35

5.94

Punto 10

20.52

5.91

Punto 11

13.59

5.33

Punto 12

14.56

5.50

Punto 13

15.97

5.38

Punto 14

16.91

7.52

Punto 15

18.57

7.45

Punto 16

18.19

8.01

Punto 17

17.56

7.76

Punto 18

15.54

7.54

Punto 19

20.55

6.24

Punto 20

11.75

6.04

Punto 21

12.39

5.16

Punto 22

13.31

4.34

Punto 23

13.66

4.17

Punto 24

14.72

4.51

Punto 25

12.20

4.17

Punto 26

14.28

Punto 27

15.03

Punto 28

15.19

Punto 29

17.46

Punto 30

18.29

Punto 31

17.29

Derecha

Punto 32

15.30

Izquierda

Para cámara

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 18. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 2.

Tabla 19. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 3.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

11.38

9.75

13.70

Punto 2

11.06

8.13

12.85

Punto 3

11.50

7.66

12.73

Punto 4

14.89

8.68

12.86

Punto 5

17.74

8.03

12.35

Punto 6

19.73

7.33

Punto 7

18.44

7.60

Punto 8

16.35

7.76

Punto 9

14.77

7.31

Punto 10

10.02

7.23

Punto 11

9.33

7.31

Punto 12

10.24

7.14

Punto 13

14.00

9.26

Punto 14

16.63

9.71

Punto 15

18.00

9.60

Punto 16

18.11

9.36

Punto 17

17.22

9.65

Punto 18

16.05

9.41

Punto 19

12.26

6.19

Punto 20

10.42

6.15

Punto 21

10.66

5.37

Punto 22

11.02

4.87

Punto 23

15.33

4.56

Punto 24

14.16

4.01

Punto 25

9.95

4.04

Punto 26

12.71

Punto 27

12.46

Punto 28

13.60

Punto 29

17.69

Punto 30

18.11

Punto 31

17.74

Derecha

Punto 32

16.13

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

18.88

9.96

16.51

Punto 2

19.93

7.76

14.53

Punto 3

20.31

7.51

15.03

Punto 4

20.56

8.80

15.25

Punto 5

20.58

7.89

14.09

Punto 6

20.51

7.31

Punto 7

20.32

7.42

Punto 8

19.37

7.99

Punto 9

18.18

7.87

Punto 10

17.34

7.20

Punto 11

18.90

7.32

Punto 12

20.15

7.53

Punto 13

20.44

10.03

Punto 14

20.52

9.92

Punto 15

20.53

9.34

Punto 16

20.55

9.66

Punto 17

20.38

9.71

Punto 18

19.71

11.57

Punto 19

15.63

7.60

Punto 20

16.75

8.06

Punto 21

17.80

7.58

Punto 22

18.27

6.56

Punto 23

20.05

5.97

Punto 24

18.75

5.69

Punto 25

17.42

6.78

Punto 26

19.00

Punto 27

19.63

Punto 28

20.47

Punto 29

20.50

Punto 30

20.53

Punto 31

20.50

Derecha

Punto 32

19.97

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 20. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 4.

Tabla 21. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 5.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

14.43

9.96

18.31

Punto 2

17.37

10.53

16.40

Punto 3

19.79

10.37

15.97

Punto 4

20.51

9.64

16.33

Punto 5

20.58

9.85

15.73

Punto 6

20.54

9.71

Punto 7

20.57

9.63

Punto 8

20.32

9.46

Punto 9

20.19

9.19

Punto 10

15.15

9.15

Punto 11

16.02

9.22

Punto 12

18.99

9.60

Punto 13

20.27

9.84

Punto 14

20.59

11.54

Punto 15

20.59

12.45

Punto 16

20.59

12.49

Punto 17

20.59

11.67

Punto 18

20.52

11.84

Punto 19

16.90

7.30

Punto 20

17.85

8.19

Punto 21

18.40

7.14

Punto 22

19.09

6.26

Punto 23

20.34

5.78

Punto 24

20.04

5.62

Punto 25

18.79

6.63

Punto 26

19.18

Punto 27

19.75

Punto 28

20.30

Punto 29

20.53

Punto 30

20.51

Punto 31

20.53

Derecha

Punto 32

20.47

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

20.58

10.03

20.06

Punto 2

20.60

10.80

17.64

Punto 3

20.60

10.40

17.09

Punto 4

20.60

9.77

17.58

Punto 5

20.54

9.73

16.48

Punto 6

20.15

9.71

Punto 7

20.54

9.38

Punto 8

20.42

9.32

Punto 9

20.55

9.17

Punto 10

20.54

9.18

Punto 11

20.56

9.59

Punto 12

20.56

9.82

Punto 13

20.56

11.48

Punto 14

20.52

12.28

Punto 15

20.50

12.25

Punto 16

20.54

11.64

Punto 17

20.55

11.53

Punto 18

20.48

15.27

Punto 19

19.58

8.18

Punto 20

19.94

9.14

Punto 21

19.65

8.38

Punto 22

20.22

7.41

Punto 23

20.55

6.42

Punto 24

20.43

6.59

Punto 25

20.02

11.89

Punto 26

20.42

Punto 27

20.37

Punto 28

20.43

Punto 29

20.56

Punto 30

20.56

Punto 31

20.57

Derecha

Punto 32

20.57

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 22.Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 6.

Tabla 23.Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 7.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

20.57

6.54

14.07

Punto 2

20.58

6.39

12.79

Punto 3

20.58

6.90

13.87

Punto 4

20.49

5.48

13.38

Punto 5

20.58

6.54

12.31

Punto 6

20.53

5.85

Punto 7

19.42

5.11

Punto 8

17.28

5.75

Punto 9

16.60

6.44

Punto 10

20.55

6.35

Punto 11

20.55

5.55

Punto 12

20.55

5.47

Punto 13

20.56

9.24

Punto 14

20.48

12.74

Punto 15

20.57

15.50

Punto 16

20.33

17.84

Punto 17

19.25

19.67

Punto 18

17.45

20.22

Punto 19

15.66

7.31

Punto 20

16.53

7.76

Punto 21

17.20

7.40

Punto 22

17.04

6.26

Punto 23

16.55

5.68

Punto 24

17.79

5.53

Punto 25

16.34

6.07

Punto 26

18.85

Punto 27

19.84

Punto 28

20.24

Punto 29

20.42

Punto 30

20.48

Punto 31

19.46

Derecha

Punto 32

17.10

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

17.16

4.03

9.90

Punto 2

17.21

3.39

9.07

Punto 3

17.23

4.13

9.44

Punto 4

17.29

3.45

9.50

Punto 5

17.19

3.75

9.12

Punto 6

17.07

3.65

Punto 7

12.99

3.25

Punto 8

11.47

3.18

Punto 9

12.59

3.51

Punto 10

16.89

3.83

Punto 11

17.10

6.42

Punto 12

17.10

7.04

Punto 13

17.17

14.20

Punto 14

17.06

14.58

Punto 15

17.15

15.18

Punto 16

15.58

15.35

Punto 17

12.76

15.32

Punto 18

11.92

15.58

Punto 19

8.94

6.16

Punto 20

9.48

6.28

Punto 21

10.51

5.45

Punto 22

11.53

4.72

Punto 23

11.98

4.44

Punto 24

12.82

4.35

Punto 25

8.65

4.31

Punto 26

11.89

Punto 27

13.79

Punto 28

12.93

Punto 29

13.03

Punto 30

15.87

Punto 31

12.63

Derecha

Punto 32

11.76

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 24. Datos de nivel de agua para unión de flujos con caída 0Do - Prueba No 8.

Tabla 25. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 1.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

9.31

5.89

10.84

Punto 2

8.87

6.28

9.95

Punto 3

10.15

6.28

9.78

Punto 4

12.35

4.93

10.09

Punto 5

15.52

6.68

9.66

Punto 6

16.10

5.09

Punto 7

13.88

5.32

Punto 8

11.69

5.98

Punto 9

12.59

5.78

Punto 10

8.11

5.57

Punto 11

7.77

5.20

Punto 12

8.81

5.63

Punto 13

13.04

8.09

Punto 14

14.93

7.72

Punto 15

16.14

7.88

Punto 16

15.95

7.90

Punto 17

14.45

8.02

Punto 18

12.79

7.51

Punto 19

8.82

5.36

Punto 20

9.16

4.97

Punto 21

9.56

4.49

Punto 22

10.22

3.92

Punto 23

11.69

3.60

Punto 24

12.64

3.47

Punto 25

9.37

3.21

Punto 26

10.62

Punto 27

11.87

Punto 28

11.63

Punto 29

14.75

Punto 30

15.81

Punto 31

14.40

Derecha

Punto 32

12.64

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

20.56

5.70

4.10

Punto 2

5.48

5.55

4.18

Punto 3

5.49

5.22

4.08

Punto 4

6.45

4.46

4.02

Punto 5

7.17

4.20

4.23

Punto 6

7.34

4.01

Punto 7

20.19

3.77

Punto 8

-0.25

Punto 9

2.13

Punto 10

5.07

Punto 11

6.16

Punto 12

8.56

Punto 13

7.15

Punto 14

6.57

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 26. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 2.

Tabla 27. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 3.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

20.58

9.15

9.44

Punto 2

8.66

8.63

8.90

Punto 3

7.38

8.19

7.35

Punto 4

9.13

7.97

6.69

Punto 5

10.11

7.15

6.43

Punto 6

10.76

6.77

Punto 7

20.54

6.88

Punto 8

5.98

Punto 9

2.93

Punto 10

7.99

Punto 11

7.95

Punto 12

18.20

Punto 13

16.20

Punto 14

17.60

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

20.59

11.48

13.21

Punto 2

15.51

11.05

11.10

Punto 3

13.35

10.24

11.39

Punto 4

12.16

9.99

10.39

Punto 5

12.20

9.94

8.72

Punto 6

14.19

9.33

Punto 7

19.71

8.73

Punto 8

19.67

Punto 9

9.52

Punto 10

10.64

Punto 11

10.54

Punto 12

20.28

Punto 13

19.64

Punto 14

20.26

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 28. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 4.

Tabla 29. Datos de nivel de agua para flujo lateral con caída 0.75Do - Prueba No 5.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

18.89

11.92

15.37

Punto 2

19.51

12.43

12.64

Punto 3

12.00

11.32

13.09

Punto 4

14.09

11.04

12.97

Punto 5

11.50

10.75

11.21

Punto 6

14.44

10.82

Punto 7

17.94

10.09

Punto 8

20.53

Punto 9

18.86

Punto 10

8.99

Punto 11

11.60

Punto 12

20.26

Punto 13

20.04

Punto 14

20.11

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

19.84

12.91

15.67

Punto 2

20.48

13.56

13.47

Punto 3

10.53

13.22

14.07

Punto 4

13.84

11.99

14.12

Punto 5

11.76

12.06

12.72

Punto 6

15.18

11.96

Punto 7

18.25

11.53

Punto 8

15.62

Punto 9

10.66

Punto 10

10.91

Punto 11

10.45

Punto 12

20.42

Punto 13

20.00

Punto 14

20.05

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 30. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 1.

Tabla 31. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 2.

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

7.12

3.86

8.83

Punto 2

6.68

3.41

8.02

Punto 3

7.62

3.91

8.45

Punto 4

9.97

3.24

7.98

Punto 5

11.67

3.46

8.02

Punto 6

12.89

3.51

Punto 7

11.46

3.11

Punto 8

10.54

3.10

Punto 9

10.80

3.48

Punto 10

6.45

3.72

Punto 11

5.94

3.33

Punto 12

7.79

3.28

Punto 13

9.96

5.42

Punto 14

11.02

5.36

Punto 15

12.60

5.34

Punto 16

13.12

5.42

Punto 17

12.44

5.56

Punto 18

10.89

5.36

Punto 19

20.29

5.59

Punto 20

9.69

5.63

Punto 21

9.95

5.33

Punto 22

10.96

4.56

Punto 23

10.67

4.36

Punto 24

11.30

4.00

Punto 25

20.39

3.82

Punto 26

4.34

Punto 27

8.11

Punto 28

9.77

Punto 29

12.64

Punto 30

13.24

Punto 31

12.44

Derecha

Punto 32

10.89

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

17.40

4.12

12.00

Punto 2

17.56

3.41

13.28

Punto 3

17.63

3.85

12.44

Punto 4

17.64

3.37

10.94

Punto 5

17.63

3.63

10.01

Punto 6

16.15

3.78

Punto 7

14.07

4.69

Punto 8

15.45

6.03

Punto 9

15.17

10.01

Punto 10

17.29

10.85

Punto 11

17.37

11.87

Punto 12

17.55

13.50

Punto 13

17.52

15.64

Punto 14

17.86

15.62

Punto 15

18.85

15.95

Punto 16

19.74

15.89

Punto 17

19.64

16.07

Punto 18

18.99

16.07

Punto 19

20.55

9.79

Punto 20

13.41

8.77

Punto 21

14.20

8.37

Punto 22

15.27

8.25

Punto 23

15.46

7.56

Punto 24

15.12

7.12

Punto 25

20.46

7.40

Punto 26

8.07

Punto 27

9.60

Punto 28

13.56

Punto 29

14.52

Punto 30

19.50

Punto 31

19.71

Derecha

Punto 32

18.01

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 32. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 3.

Tabla 33. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 4.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

17.54

20.64

15.61

Punto 2

19.08

20.80

14.68

Punto 3

19.45

20.81

15.57

Punto 4

19.97

19.32

14.16

Punto 5

20.22

20.78

13.21

Punto 6

20.19

19.93

Punto 7

19.42

20.67

Punto 8

18.43

19.60

Punto 9

18.09

20.79

Punto 10

17.23

19.59

Punto 11

17.85

20.89

Punto 12

19.07

20.90

Punto 13

19.96

13.34

Punto 14

20.44

13.28

Punto 15

20.54

13.31

Punto 16

20.50

13.30

Punto 17

19.78

13.32

Punto 18

18.95

13.34

Punto 19

20.58

9.79

Punto 20

15.62

8.77

Punto 21

16.83

8.37

Punto 22

17.56

8.25

Punto 23

17.95

7.56

Punto 24

18.52

7.12

Punto 25

20.58

7.40

Punto 26

16.88

Punto 27

14.73

Punto 28

17.68

Punto 29

19.80

Punto 30

20.32

Punto 31

19.80

Derecha

Punto 32

18.94

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

20.62

20.94

16.39

Punto 2

20.62

20.84

15.77

Punto 3

20.61

17.97

16.11

Punto 4

20.60

15.87

15.17

Punto 5

20.59

10.33

14.24

Punto 6

20.55

7.42

Punto 7

20.39

7.43

Punto 8

19.00

7.47

Punto 9

19.34

7.81

Punto 10

20.55

11.12

Punto 11

20.56

9.97

Punto 12

20.55

7.51

Punto 13

20.56

9.23

Punto 14

20.56

9.84

Punto 15

20.56

10.09

Punto 16

20.57

16.11

Punto 17

20.41

19.24

Punto 18

20.28

20.72

Punto 19

20.56

10.36

Punto 20

19.03

10.01

Punto 21

19.35

9.40

Punto 22

19.34

9.21

Punto 23

18.87

8.46

Punto 24

19.38

7.99

Punto 25

20.46

7.94

Punto 26

19.15

Punto 27

17.49

Punto 28

19.55

Punto 29

20.51

Punto 30

20.53

Punto 31

20.16

Derecha

Punto 32

19.85

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 34. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 5.

Tabla 35. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 6.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

13.77

14.68

17.24

Punto 2

13.61

11.06

14.01

Punto 3

13.57

20.87

12.66

Punto 4

13.32

20.78

13.93

Punto 5

12.83

20.83

14.73

Punto 6

12.76

20.79

Punto 7

12.98

20.87

Punto 8

13.20

20.86

Punto 9

14.07

20.82

Punto 10

13.34

20.81

Punto 11

12.97

20.69

Punto 12

12.19

12.90

Punto 13

11.76

13.00

Punto 14

11.92

13.05

Punto 15

13.03

13.13

Punto 16

13.51

13.20

Punto 17

14.42

13.80

Punto 18

14.97

13.29

Punto 19

20.58

5.59

Punto 20

9.68

5.63

Punto 21

11.16

5.33

Punto 22

12.29

4.56

Punto 23

13.02

4.36

Punto 24

13.98

4.00

Punto 25

20.52

3.82

Punto 26

2.99

Punto 27

7.77

Punto 28

11.87

Punto 29

12.73

Punto 30

13.53

Punto 31

14.20

Derecha

Punto 32

14.89

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA ENTRADA SALIDA

Punto 1

15.05

20.94

20.34

Punto 2

17.32

20.96

17.91

Punto 3

20.32

20.66

17.34

Punto 4

20.61

18.35

17.85

Punto 5

20.60

11.01

16.74

Punto 6

20.56

10.25

Punto 7

20.56

9.97

Punto 8

20.54

10.14

Punto 9

20.56

10.08

Punto 10

16.67

10.23

Punto 11

17.60

12.04

Punto 12

20.30

11.04

Punto 13

20.56

16.08

Punto 14

20.50

16.25

Punto 15

20.57

16.11

Punto 16

20.56

16.40

Punto 17

20.50

16.30

Punto 18

20.57

16.04

Punto 19

20.57

10.47

Punto 20

18.88

9.50

Punto 21

19.56

9.06

Punto 22

20.40

9.16

Punto 23

20.46

8.45

Punto 24

20.57

7.95

Punto 25

20.57

7.63

Punto 26

16.10

Punto 27

19.20

Punto 28

20.54

Punto 29

20.46

Punto 30

20.50

Punto 31

20.58

Derecha

Punto 32

20.48

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 36. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 7.

Tabla 37. Datos de Nivel de agua en unión de flujos para caída lateral 0.75Do -

Prueba No 8.

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

14.84

16.68

21.59

Punto 2

14.54

18.36

18.91

Punto 3

16.06

19.75

18.46

Punto 4

20.12

15.49

18.56

Punto 5

20.60

12.78

17.63

Punto 6

20.50

11.21

Punto 7

20.45

11.91

Punto 8

20.41

15.86

Punto 9

19.98

13.11

Punto 10

15.34

14.41

Punto 11

15.26

12.91

Punto 12

15.10

11.71

Punto 13

19.71

16.22

Punto 14

20.34

15.31

Punto 15

20.37

16.06

Punto 16

20.34

13.58

Punto 17

19.66

13.43

Punto 18

19.02

14.27

Punto 19

20.56

10.47

Punto 20

19.04

9.50

Punto 21

19.63

9.06

Punto 22

20.35

9.16

Punto 23

20.42

8.45

Punto 24

20.52

7.95

Punto 25

20.32

7.63

Punto 26

16.22

Punto 27

19.47

Punto 28

20.41

Punto 29

20.43

Punto 30

20.44

Punto 31

20.42

Derecha

Punto 32

20.44

Izquierda

Para cámara:

CÁMARA

ENTRADA

SALIDA

Punto 1

11.23

9.61

13.33

Punto 2

11.05

9.35

11.72

Punto 3

10.79

8.97

12.61

Punto 4

10.38

8.55

13.04

Punto 5

10.85

9.95

11.91

Punto 6

12.99

7.22

Punto 7

14.70

7.02

Punto 8

14.66

7.05

Punto 9

13.69

7.20

Punto 10

10.16

7.25

Punto 11

9.42

7.36

Punto 12

8.98

7.48

Punto 13

9.19

8.61

Punto 14

10.23

8.74

Punto 15

12.61

8.88

Punto 16

17.07

9.03

Punto 17

18.88

9.18

Punto 18

19.53

9.33

Punto 19

20.59

7.14

Punto 20

8.99

7.09

Punto 21

10.45

6.58

Punto 22

11.99

6.44

Punto 23

14.64

6.30

Punto 24

13.51

6.17

Punto 25

20.45

4.79

Punto 26

3.49

Punto 27

7.17

Punto 28

13.28

Punto 29

15.06

Punto 30

15.90

Punto 31

18.97

Derecha

Punto 32

19.45

Izquierda

Para cámara:

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 38. Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 1.

Figura 12.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 1.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

7.47

46.61

1.90

5922.11

32.66

1.26

2.23

20.9%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

7.47

43.96

1.68

6000.48

30.44

1.24

2.28

16.6%

Supercrítico

PRUEBA No.1 (FLUJO DIRECTO D0, Q=7.47L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 39.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 2.

Figura 13.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 2.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

19.58

76.96

2.51

11950.76

56.36

1.64

2.20

34.51%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

19.58

79.74

2.32

13975.30

57.49

1.40

1.87

30.09%

Supercrítico

PRUEBA No.2 (FLUJO DIRECTO D0, Q=19.58 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 40.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 3.

Figura 14.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 3.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

30.55

100.05

2.94

16979.32

76.55

1.80

2.08

44.86%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

30.55

106.48

2.75

20726.57

79.77

1.47

1.67

40.18%

Supercrítico

PRUEBA No.3 (FLUJO DIRECTO D0, Q=30.55 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 41.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 4.

Figura 15.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 4.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

40.65

120.05

3.30

21432.71

96.39

1.90

1.95

53.83%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

40.65

125.91

3.04

25832.13

97.60

1.57

1.61

47.51%

Supercrítico

PRUEBA No.4 (FLUJO DIRECTO D0, Q= 40.65 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 42.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 5

Figura 16.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 5.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m]

Pendi ente [-]

Ca ída [mm]

Ca uda l [L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca D

[mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

50.53

134.61

3.56

24644.78

112.97

2.05

1.95

60.36%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

50.53

132.50

3.14

27578.18

104.07

1.83

1.81

50.00%

Supercrítico

PRUEBA No.5 (FLUJO DIRECTO D0, Q=50.53 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 43.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 6.

Figura 17.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 6.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m] Pendi ente [-]

Ca ída [mm]

Ca uda l [L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca D

[mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

57.45

144.27

3.74

26728.82

125.40

2.15

1.94

64.69%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

57.45

140.71

3.27

29750.79

112.48

1.93

1.84

53.10%

Supercrítico

PRUEBA No.6 (FLUJO DIRECTO D0, Q=57.45 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 44.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo directo para caídas 0Do - Prueba No 7.

Figura 18.Perfil del Flujo directo para caída 0Do - Prueba No 7.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m] Pendi ente [-]

Ca ída [mm]

Ca uda l [L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca D

[mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

70.80

155.85

3.96

29151.75

142.48

2.43

2.05

69.89%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

70.80

145.92

3.34

31127.88

118.07

2.27

2.11

55.06%

Supercrítico

PRUEBA No.7 (FLUJO DIRECTO D0, Q= 70.8 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 45.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 1.

Figura 19.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 1.

Tubería

Diámetro

[mm]

Longitud

[m]

Pendiente [-]

Caída

[mm]

Caudal

[L/s ]

Y Normal

[mm]

[Rad]

Área

Mojada

[mm]

Prof.

Hidráulica

D [mm]

Velocidad

[m/s ]

No. de

Froude

Relación

llenado

Tipo de Flujo

LATERAL

223

1.28

0.1720

7.80

37.14

1.68

4274.41

25.72

1.82

3.63

16.65%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

7.80

49.83

1.79

7188.78

34.71

1.09

1.86

18.80%

Supercrítico

PRUEBA No.1 (FLUJO LATERAL D0, Q= 7.8 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 46.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 2.

Figura 20.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 2.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.1720

19.77

65.47

2.29

9562.38

47.08

2.07

3.04

29.36%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

19.77

85.52

2.42

15393.09

62.12

1.28

1.65

32.27%

Supercrítico

PRUEBA No.2 (FLUJO LATERAL D0, Q= 19.77 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 47.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 3.

Figura 21.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 3.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m]

Pendi ente [-]

Ca ída [mm]

Ca uda l [L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca D

[mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.1720

24.20

73.95

2.45

11316.02

53.89

2.14

2.94

33.16%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

24.20

100.71

2.66

19234.05

74.77

1.26

1.47

38.00%

Transicional

PRUEBA No.3 (FLUJO LATERAL D0, Q= 24.20 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 48.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caídas 0Do - Prueba No 4.

Figura 22.Perfil del Flujo lateral para caída 0Do - Prueba No 4.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud [m] Pendi ente [-]

Ca ída [mm]

Ca uda l [L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca D

[mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.1720

30.00

82.10

2.61

13050.08

60.67

2.30

2.98

36.82%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

30.00

118.68

2.93

23920.33

90.76

1.25

1.33

44.78%

Transicional

PRUEBA No.4 (FLUJO LATERAL D0, Q= 30 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 49.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 1.

Figura 23.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 1.

Figura 24.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 1.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

19.53

76.52

2.50

11856.99

56.00

1.65

2.22

34.31%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

10.00

41.69

1.79

5048.53

29.03

1.98

3.71

18.70%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

29.53

108.65

2.78

21290.34

81.68

1.39

1.55

41.00%

Supercrítico

PRUEBA No.1 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 19.53 L/s, QL= 10 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 50.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 2.

Figura 25.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 2.

Figura 26.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 2.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente

[-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

29.20

95.27

2.85

15923.05

72.17

1.83

2.18

42.72%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

10.00

40.42

1.76

4827.92

28.10

2.07

3.94

18.12%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

39.20

123.55

3.01

25206.33

95.34

1.56

1.61

46.62%

Supercrítico

PRUEBA No.2 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 29.2 L/s, QL= 10 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 51.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 3.

Figura 27.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 3.

Figura 28.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 3.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da [mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

29.20

100.68

2.95

17120.45

77.14

1.71

1.96

45.15%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

15.55

67.76

2.34

10031.12

48.90

1.55

2.24

30.39%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

44.75

146.72

3.36

31339.09

118.95

1.43

1.32

55.37%

Transicional

PRUEBA No.3 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 29.2 L/s, QL= 15.55 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 52. Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 4.

Figura 29.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 4.

Figura 30.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 4.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da [mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

39.90

121.16

3.31

21678.98

97.58

1.84

1.88

54.33%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

15.55

66.33

2.31

9738.52

47.77

1.60

2.33

29.74%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

55.45

160.28

3.56

34884.90

134.63

1.59

1.38

60.48%

Transicional

PRUEBA No.4 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 39.9 L/s, QL= 15.55 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 53.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 5.

Figura 31.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 5.

Figura 32.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 5.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

39.90

133.97

3.55

24505.61

112.19

1.63

1.55

60.08%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

18.50

65.93

2.30

9657.03

47.45

1.92

2.81

29.57%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

58.40

164.82

3.63

36055.20

140.29

1.62

1.38

62.19%

Transicional

PRUEBA No.5 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 39.9 L/s, QL= 18.50 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 54.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 6.

Figura 33.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 6.

Figura 34.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 6.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

20.80

199.44

4.96

36854.32

268.84

0.56

0.35

89.44%

Subcrítico Débil

LATERAL

223

1.28

0.1720

15.40

60.71

2.20

8606.79

43.36

1.79

2.74

27.22%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

36.20

123.09

3.00

25086.18

94.90

1.44

1.50

46.45%

Transicional

PRUEBA No.6 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 20.8 L/s, QL= 15.40 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 55.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 7.

Figura 35.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 7.

Figura 36.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 7.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

10.75

154.50

3.93

28874.58

140.34

0.37

0.32

69.28%

Subcrítico Débil

LATERAL

223

1.28

0.1720

10.24

43.06

1.82

5288.22

30.04

1.94

3.57

19.31%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

20.99

91.22

2.51

16816.56

66.78

1.25

1.54

34.42%

Supercrítico

PRUEBA No.7 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 10.75 L/s, QL= 10.24 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 56.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caídas 0Do - Prueba No 8.

Figura 37.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 8.

Figura 38.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída 0Do - Prueba No 8.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

19.40

77.63

2.52

12093.92

56.92

1.60

2.15

34.81%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

6.52

32.13

1.56

3465.35

22.13

1.88

4.04

14.41%

Hipercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

25.92

96.63

2.59

18189.36

71.30

1.43

1.70

36.46%

Supercrítico

PRUEBA No.8 (UNIÓN DE FLUJOS EN D0, QD= 19.40 L/s, QL= 6.52 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 57.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No 1.

Figura 39.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 1.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.0398

167.25

5.30

38.88

1.72

4566.89

26.99

1.16

2.26

17.44%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

5.30

41.25

1.62

5473.91

28.49

0.97

1.83

15.57%

Supercrítico

PRUEBA No.1 (FLUJO LATERAL 75%D, Q= 5.3 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 58.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No 2.

Figura 40.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 2.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de Froude

Rel a ci ón de

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.0398

167.25

12.85

68.24

2.34

10129.27

49.28

1.27

1.82

30.60%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

12.85

65.59

2.08

10631.22

46.48

1.21

1.79

24.75%

Supercrítico

PRUEBA No.2 (FLUJO LATERAL 75%D, Q= 12.85 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 59.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No 3.

Figura 41.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 3.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.0398

167.25

20.95

90.27

2.76

14822.84

67.71

1.41

1.73

40.48%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

20.95

87.20

2.44

15810.94

63.49

1.33

1.68

32.91%

Supercrítico

PRUEBA No.3 (FLUJO LATERAL 75%D, Q= 20.95 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 60.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No 4.

Figura 42.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 4.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.0398

167.25

26.75

104.51

3.02

17970.27

80.74

1.49

1.67

46.86%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

26.75

112.05

2.83

22179.64

84.71

1.21

1.32

42.28%

Transicional

PRUEBA No.4 (FLUJO LATERAL 75%D, Q= 26.75 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 61.Propiedades geométricas e hidráulicas-Flujo Lateral para caída lateral 0.75Do - Prueba No 5.

Figura 43.Perfil del Flujo lateral para caída 0.75Do - Prueba No 5.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

LATERAL

223

1.28

0.0398

167.25

31.70

117.45

3.25

20854.18

93.65

1.52

1.59

52.67%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

31.70

134.20

3.17

28028.80

105.78

1.13

1.11

50.64%

Transicional

PRUEBA No.5 (FLUJO LATERAL 75%D, Q= 31.70 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 62.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 1.

Figura 44.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 1.

Figura 45.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 1.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

10.75

54.59

2.07

7411.80

38.65

1.45

2.36

24.48%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

5.08

38.18

1.71

4447.57

26.47

1.14

2.24

17.12%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

15.83

80.15

2.33

14075.36

57.82

1.12

1.49

30.25%

Transicional

PRUEBA No.1 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 10.75 L/s, QL= 5.08 L/s)

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 63.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 2.

Figura 46.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 2.

Figura 47.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 2.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

10.75

160.69

4.06

30130.54

150.56

0.36

0.29

72.06%

Subcrítico Débil

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

13.20

74.01

2.46

11328.09

53.94

1.17

1.60

33.19%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

23.95

100.11

2.65

19079.78

74.25

1.26

1.47

37.78%

Transicional

PRUEBA No.2 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 10.75 L/s, QL= 13.20 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 10.75 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 13.20 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 64.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 3.

Figura 48.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 3.

Figura 49.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 3.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

26.55

133.45

3.54

24390.74

111.56

1.09

1.04

59.84%

Transicional

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

13.20

74.01

2.46

11328.09

53.94

1.17

1.60

33.19%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

39.75

132.13

3.14

27479.45

103.70

1.45

1.43

49.86%

Transicional

PRUEBA No.3 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 26.55 L/s, QL= 13.20 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 26.55 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 13.20 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 65.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 4.

Figura 50.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 4.

Figura 51.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 4.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

26.55

199.79

4.97

36901.84

270.96

0.72

0.44

89.59%

Subcrítico Débil

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

16.90

79.41

2.56

12472.03

58.40

1.36

1.79

35.61%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

43.45

142.42

3.29

30204.45

114.30

1.44

1.36

53.74%

Transicional

PRUEBA No.4 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 26.55 L/s, QL= 16.90 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 26.55 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 16.90 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

Tabla 66.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 5.

Figura 52.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 5.

Figura 53.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 5.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

45.00

135.45

3.57

24828.02

114.00

1.81

1.71

60.74%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

6.30

38.18

1.71

4447.57

26.47

1.42

2.78

17.12%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

51.30

147.33

3.37

31499.22

119.62

1.63

1.50

55.60%

Supercrítico

PRUEBA No.5 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 45.00 L/s, QL= 6.30 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 45.00 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 6.30 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

100

Tabla 67.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 6.

Figura 54.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 6.

Figura 55 .Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 6.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

45.00

161.69

4.08

30330.98

152.32

1.48

1.21

72.51%

Transicional

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

16.00

76.30

2.50

11811.34

55.82

1.35

1.83

34.22%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

61.00

167.35

3.67

36705.91

143.57

1.66

1.40

63.15%

Transicional

PRUEBA No.6 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 45.00 L/s, QL= 16.00 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 45.00 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 16.00 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

101

Tabla 68.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 7.

Figura 56.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 7.

Figura 57.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 7.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

55.00

138.45

3.63

25479.34

117.75

2.16

2.01

62.09%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

16.00

76.30

2.50

11811.34

55.82

1.35

1.83

34.22%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

71.00

176.26

3.81

38959.67

155.76

1.82

1.47

66.51%

Transicional

PRUEBA No.7 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 55.00 L/s, QL= 16.00 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 55.00 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 16.00 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

/var/www/pavco.com.co/public/site/pdftohtml/a97f30657cdc83834d2f48f335acecce/index-html.html

102

Tabla 69.Propiedades geométricas e hidráulicas-Unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba No 8.

Figura 58.Perfil del Flujo directo en unión de flujos para caída lateral 0Do - Prueba

No 8.

Figura 59.Perfil del Flujo lateral en unión de flujos para caída lateral 0.75Do - Prueba

No 8.

Tubería

Di á metro

[mm]

Longi tud

[m]

Pendi ente [-]

Ca ída

[mm]

Ca uda l

[L/s ]

Y Norma l

[mm]

[Ra d]

Área

Moja da

[mm]

Prof.

Hi drá ul i ca

D [mm]

Vel oci da d

[m/s ]

No. de

Froude

Rel a ci ón

l l ena do

Ti po de Fl ujo

PRINCIPAL

223

0.94

0.0245

28.80

92.57

2.80

15327.04

69.74

1.88

2.27

41.51%

Supercrítico

LATERAL

223

1.28

0.1720

167.25

8.10

47.91

1.93

6158.98

33.62

1.32

2.29

21.48%

Supercrítico

SALIDA

265

0.82

0.0212

36.90

119.12

2.94

24038.00

91.18

1.54

1.62

44.95%

Supercrítico

PRUEBA No.8 (UNIÓN DE FLUJOS EN CAÍDA LATERAL 75%D0, QD= 28.80 L/s, QL= 8.10 L/s)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100

150

200

250

300

)

x (cm)

Unión de Flujos-directo, caída lateral 0.75Do, Q = 28.80 L/s

Perfil Derecho

Perfil Izquierdo

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

)

x (cm)

Unión de Flujos-lateral, caída lateral 0.75Do, Q = 8.10 L/s

Perfil derecho

Perfil Izquierdo

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