VERTEDEROS CRESTA ANCHA- PRESENTACION FINAL CON PREGUNTAS.pptx

1. ¿QUÉ ES UN
VERTEDERO?
Un vertedero consiste normalmente en
una pared transversal a un canal que
contiene una sección de medición. Esta
pared mantiene el nivel de agua
corriente arriba. El caudal o volumen de
descarga se obtiene midiendo la altura
de descarga antes del vertedero.

2. ¿Cuáles son sus usos?
Los vertederos son utilizados,
intensiva y satisfactoriamente en la
medición del caudal de pequeños
cursos de agua y conductos libres, así
como en el control del flujo en
galerías y canales, razón por la cual
su estudio es de gran importancia.

3. ¿Cuál es su
clasificación?
Los vertederos se clasifican según su
forma y grosor de la pared. En el caso de
la forma se clasifican en simples y
compuestos, mientras que de acuerdo
con su grosor se clasifican en vertederos
de pared delgada y vertederos de pared
gruesa (cresta ancha).
.

4. Componentes de un vertedero

5. ¿Cómo saber si son vertederos de pared
gruesa o pared delgada?
Vertederos de pared delgada: (e/h<0.67)
Vertederos de pared gruesa: (e/h>0.67)

6. Vertederos de cresta ancha
Es una estructura que se utiliza para medir el caudal de agua que fluye a
través de un canal abierto. Consiste en una placa o lámina plana que se
coloca perpendicularmente al flujo del agua en el canal. Esta placa tiene
una cresta o borde superior, que determina la altura del agua aguas arriba
del vertedero.

6. Vertederos de cresta ancha
6.1 ¿Cómo es su funcionamiento?
Cuando el agua fluye sobre la cresta del vertedero,
se forma un flujo libre sobre la superficie de la
placa. La altura del agua sobre la cresta, conocida
como "carga de presión", se mide con respecto a
una referencia conocida. Esta altura se utiliza luego
en una fórmula específica para calcular el caudal
de agua que pasa a través del vertedero. La
medición precisa de esta altura es crucial para
obtener una estimación precisa del caudal de agua.

6.2 Tipos de vertederos de cresta ancha
Vertederos Rectangulares
Estos tienen una cresta
plana y se utilizan para
medir caudales grandes en
canales de tamaño
moderado a grande.
Vertederos Trapezoidales
Tienen una cresta inclinada y son
adecuados para aplicaciones
donde el flujo de agua varía
significativamente.
Vertederos Triangulares
Tienen una cresta triangular y son
útiles para medir flujos en canales
pequeños y en aplicaciones donde
el espacio es limitado.

7. Ecuaciones
7.1 Flujo de agua (Q) sobre el vertedero rectangular
La fórmula general para el flujo de agua (𝑄) sobre un vertedero de cresta ancha es
𝑄 = 𝐶𝑑 ∗ 𝐿 ∗ 𝐻3/2
Donde
• 𝑄 es el flujo de agua (en metros cúbicos por segundo).
• 𝐶𝑑 es el coeficiente de descarga del vertedero.
• 𝐿es la longitud de la cresta del vertedero (en metros).
• 𝐻es la altura del agua aguas arriba del vertedero (en metros).
Unidades (𝑚3/𝑠)

7.2 Coeficiente de descarga (Cd)
El coeficiente de descarga depende del tipo de vertedero
y de las condiciones específicas del flujo de agua.
Hd= altura del vertedero en m
7.3 Fórmula de Torricelli
La fórmula de Torricelli relaciona la velocidad de un fluido en movimiento con la altura del fluido en un punto
determinado. Es una expresión derivada de la ecuación de Bernoulli para el flujo de fluidos incompresibles en régimen
estacionario y sin viscosidad
Donde
𝑔 aceleración debida a la aceleración
ℎ es la altura del fluido medida desde el punto de interés hasta la superficie libre del fluido (m)
Unidades (𝑚/𝑠)

7.4 Energía Especifica
La energía por unidad de peso de un fluido en movimiento en un punto determinado de un
sistema de flujo. La energía específica es la suma de la energía cinética y la energía
potencial por unidad de peso del fluido en el punto de interés
Donde
ℎ es la altura de la columna de agua medida desde un nivel de referencia (m)
𝑔 aceleración debida a la aceleración (𝑚/𝑠2)
𝑣 es la velocidad del fluido en el punto de interés (m/s)
Unidades (𝑚)

8.Ejercicio aplicado
Un vertedero de cresta ancha tiene una longitud de cresta de 8 metros y
una altura de cresta de 2 metros. Si el coeficiente de descarga del vertedero
es de 1.8, determina lo siguiente:
• El flujo de agua sobre el vertedero.
• La altura del agua aguas arriba del vertedero.
• La velocidad del agua en la cresta del vertedero.
• La energía específica del flujo.

Solución
Datos
Cd=1.8
L= 8 m
H= 2 m
Paso 1. Hallar el flujo del vertedero empleado la
siguiente fórmula
𝑄 = 𝐶𝑑 ∗ 𝐿 ∗ 𝐻3/2
𝑄 = 1.8 ∗ 8 ∗ 23
𝑄 = 1.8 ∗ 8 ∗ 2 2
𝑄 = 28.8 2 𝑚3
/𝑠
Paso 2. Calculo altura del agua aguas arriba
del vertedero
Despejamos de la anterior ecuación H
𝐻 =
𝑄
𝐶𝑑 ∗ 𝐿
2/3
𝐻 =
28.8 2
1.8 ∗ 8
2/3
𝐻 = 0.45 2
2/3
𝐻 = 0,8506 𝑚

Paso 3. Cálculo de la velocidad del agua en la
cresta del vertedero
Empleando la fórmula de Torricelli
𝑣 = 2𝑔ℎ
𝑣 = 2 ∗ 9.81 ∗ 0.850
𝑣 = 4.087 𝑚/𝑠
Paso 4. Cálculo de la energía específica del
flujo
𝐸 =
ℎ
𝑔
+
𝑣2
2𝑔
𝐸 =
0.8506
9.81
+
( )
4.087 2
19.62
𝐸 = 0.9385 𝑚

9. Ventajas
• Mayor capacidad de descarga
• Menor sensibilidad a la acumulación de sedimentos
• Menor susceptibilidad a la cavitación
• Versatilidad en diferentes condiciones de flujo
• Facilidad de construcción y mantenimiento
• Buena precisión en la medición del caudal
• Adaptabilidad a terrenos irregulares

10. desventajas
• Costo inicial
• Espacio requerido
• Posible impacto ambiental
• Riesgo de erosión

11. APLICACIONES
• Control de inundaciones
• Regulación de caudales
• Medición de caudales
• Control de calidad del
agua
• Generación de energía
hidroeléctrica
• Protección costera

Conclusiones
• Los vertederos de cresta ancha desempeñan un papel fundamental en
la ingeniería hidráulica al proporcionar una herramienta versátil y eficaz
para el control del flujo de agua en una variedad de aplicaciones, desde
el control de inundaciones hasta la regulación de caudales y la
medición de flujo.
• Se resaltan las ventajas clave de los vertederos de cresta ancha, como
su mayor capacidad de descarga, su menor sensibilidad a la
sedimentación, su versatilidad en diferentes condiciones de flujo y su
facilidad de construcción y mantenimiento en comparación con otros
tipos de vertederos.
• Se enfatiza la amplia gama de aplicaciones en las que se utilizan los
vertederos de cresta ancha, incluyendo el control de inundaciones, la
regulación de caudales, la medición de flujo, la generación de energía
hidroeléctrica y la protección costera, entre otras.

• Se subraya la importancia de considerar diversos aspectos en el diseño
de vertederos de cresta ancha, como las dimensiones geométricas, el
perfil de la cresta, el material de construcción, los dispositivos de control
de flujo y las consideraciones hidráulicas, para garantizar su eficacia y
funcionamiento adecuado.
• Se reconocen los posibles desafíos asociados con los vertederos de
cresta ancha, como el costo inicial, la sensibilidad a la sedimentación y
el riesgo de cavitación, y se destacan las estrategias para mitigar estos
desafíos mediante una planificación adecuada, un diseño robusto y un
mantenimiento regular.

Referencias
• https://instrumentacionuc.wixsite.com/facultad-ingenieria/copia-
de-medidor-anemometro
• https://repositorio.uniandes.edu.co/server/api/core/bitstreams/0
94d3603-693e-47f1-ab06-6dcde2494a7f/content
• https://core.ac.uk/download/pdf/159470435.pdf
• https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/21725/335
3962.2005.Parte%206.pdf?sequence=3&isAllowed=y#:~:text=L
a%20arista%20o%20superficie%20m%C3%A1s,cabeza%20o
%20carga%20del%20vertedero.

PREGUNTAS
1. ¿Cuál es una función importante de los vertederos?
a) Medir la profundidad del agua en embalses.
b) Controlar el flujo en tuberías subterráneas.
c) Medir el caudal en pequeños cursos de agua y conductos libres.
d) Regular el nivel del agua en sistemas de riego.
2. ¿Cuál es la clasificación de los vertederos según su forma?
a) Vertederos de pared delgada y vertederos de pared gruesa.
b) Vertederos simples y vertederos compuestos.
c) Vertederos abiertos y vertederos cerrados.
d) Vertederos naturales y vertederos artificiales.

3. ¿Cuál es la clasificación de los vertederos según su grosor?
a) Vertederos de pared delgada y vertederos de pared gruesa
b) Vertederos simples y vertederos compuestos.
c) Vertederos abiertos y vertederos cerrados
d) Vertederos naturales y vertederos artificiales.
4. ¿Cuál de los siguientes elementos es un componente de un vertedero?
a) Longitud de cresta del vertedero
b) Ancho canal adyacente
c) Material de construcción
d) Altura máxima de agua

5. ¿Cuál es la función principal de un vertedero de cresta ancha?
a) Controlar aguas en sistema de riego.
b) Regular el flujo de agua en tuberías cerradas.
c) Medir el caudal de agua en un canal abierto.
d) Mantener la estabilidad del suelo en áreas inundables.
6. ¿Cuáles son los tipos de vertederos de cresta ancha?
a) Vertederos cuadrados, cónicos, circulares.
b) Vertederos horizontales, verticales, inclinados.
c) Vertederos rectangulares, trapezoidales, triangulares.
d) Vertederos abiertos, cerrados, semiabiertos.

7. A qué tipo de vertedero de cresta ancha, corresponde la siguiente definición: “Estos tienen una
cresta plana y se utilizan para medir caudales grandes en canales de tamaño moderado a grande”
a) Vertederos circulares
b) Vertederos rectangulares
c) Vertederos trapezoidales
d) Vertederos abiertos
8. ¿De qué factores depende el coeficiente de descarga?
a) Depende del tipo de vertedero y del material de construcción.
b) Depende del ancho del canal adyacente y del nivel de agua.
c) Depende del caudal de agua y del clima circundante.
d) Depende del tipo de vertedero y de las condiciones específicas del flujo de agua

9. ¿Cuáles son alguna de las ventajas que poseen los vertederos de cresta ancha?
a) Un costo inicial bajo y adaptabilidad de terreno.
b) Menor impacto ambiental y riesgo de erosión.
c) Mayor capacidad de descarga y menos susceptibilidad a la cavitación.
d) Menor necesidad de mantenimiento y mayor durabilidad.
10. ¿Cuál de las siguientes aplicaciones se les atribuye a los vertederos de cresta ancha?
a) Control de la erosión en ríos y arroyos.
b) Generación de energía hidroeléctrica.
c) Irrigación de campos agrícolas.
d) Medición precisa del caudal de agua en canales abiertos.

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