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Funcionamiento de compuertas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Elasticidad y Resistencia de materiales

Sistemas de compuertas con funcionamiento hidráulico

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020

Subido el 03/04/2020

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UNIVERSIDAD ECCI. APONTE FABIAN, TELLEZ EDWIN, , SISTEMA DE COMPUERTAS.
ResumenEl siguiente trabajo tiene como fin dar a conocer
información acerca de los sistemas de compuerta que se utilizan en
la construcción marítima, conocer los componentes de los materiales
con los que se fabrican y las propiedades que les brindan para su
funcionamiento, al igual que el proceso de diseño y montaje de los
mismos.
AbstracThe following work aims to make information about
the gate systems used in maritime construction, know the components
of the materials with which they are manufactured and the properties
they provide for their operation, as well as the process of design and
assembly thereof.
Índice de Términos
Compuerta Plancha fuerte de madera o de hierro, que se
desliza por carriles o correderas, y se coloca en los canales, diques,
etc., para graduar o cortar el paso del agua.
I. ESTUDIO DE LAS COMPUERTAS
Una compuerta es un elemento situado en un canal, conducto,
presa o dique, que permite regular el flujo de fluido que por el
circula. Existe una gran variedad de compuertas según la
utilidad a la que esté destinada. En el caso de compuertas para
diques secos, la mayoría tienen una serie de elementos
comunes. [1]
A. Compuertas:
Es el elemento principal del conjunto, su misión es la de
impedir el paso de la masa principal de agua hacia el interior
del dique seco. Su construcción se basa en una serie de
planchas metálicas soldadas formando un cajón, en cuyo
interior hay una serie de refuerzos que dan rigidez al conjunto.
Lo usual es que en la parte superior, dicho cajón sea
ligeramente más estrecho que en la parte inferior, ya que
debido a la columna de agua en las zonas más profundas existe
una mayor presión.
Los refuerzos de la estructura pueden ser de dos tipos según la
construcción.
Perfiles normalizados: Son elementos estructurales
normalizados cuyas características están tabuladas. Este
tipo de perfiles es muy utilizado ya que debido a su
amplia gama, se puede adaptar a una gran variedad de
situaciones y estructuras.
Refuerzos propios: Hay ciertos casos en que los
elementos de refuerzos normalizados no son útiles o no
satisfacen todas las necesidades del proyecto. En estos
casos, se recurre al diseño y construcción de elementos
propios para dicha estructura.
El material de construcción tanto de las planchas como de los
elementos de refuerzo es acero. Este puede variar según las
necesidades de cada compuerta. Debido a que el ambiente del
agua salada es corrosivo, se suele realizar un tratamiento
superficial a los forros exteriores de la compuerta para evitar
su deterioro con el tiempo. El tratamiento suele ser la
aplicación de pintura epóxica, la cual no solo protege de los
elementos corrosivos, sino también de otros agentes adversos
superficiales. [1]
B. Apoyos y bisagras
Los apoyos son los elementos sobre los cuales la compuerta
descansa cuando se encuentra totalmente abierta o totalmente
cerrada. Suelen ser superficies totalmente lisas y
suficientemente rígidas para no deformarse con el peso de la
propia estructura en las condiciones operativas impuestas. Es
por ello, que el material de dichos elementos acostumbra ser
hormigón armado.
Las bisagras son elementos que ayudan al movimiento
articular de las compuertas que están diseñadas para girar
respecto de un eje; este elemento no existe en compuertas
flotantes. Su diseño suele basarse en unos cojinetes situados
tanto en la compuerta como en la zona de apoyo del dique, los
cuales están unidos a través de unos pasadores de acero
macizo. Por la complejidad de dicho elemento los materiales
suelen ser variados, pero predomina principalmente el acero
estructural en sus diversas composiciones. [1]
C. Elementos de estanqueidad
Los elementos de estanqueidad, son los encargados de generar
un sello lo más estanco posible entre la compuerta y la entrada
del dique seco. Ya se ha comentado que la compuerta es la
encargada de soportar la masa de agua principal; y estos
SISTEMA DE COMPUERTAS
Sistema de Compuertas
, Aponte Fabián, Tellez Edwin,
Universidad ECCI
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¡Descarga Funcionamiento de compuertas y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Elasticidad y Resistencia de materiales solo en Docsity!

Resumen —El siguiente trabajo tiene como fin dar a conocer

información acerca de los sistemas de compuerta que se utilizan en la construcción marítima, conocer los componentes de los materiales con los que se fabrican y las propiedades que les brindan para su funcionamiento, al igual que el proceso de diseño y montaje de los mismos.

Abstrac — The following work aims to make information about

the gate systems used in maritime construction, know the components of the materials with which they are manufactured and the properties they provide for their operation, as well as the process of design and assembly thereof.

Índice de Términos

Compuerta — Plancha fuerte de madera o de hierro, que se

desliza por carriles o correderas, y se coloca en los canales, diques, etc., para graduar o cortar el paso del agua.

I. ESTUDIO DE LAS COMPUERTAS

Una compuerta es un elemento situado en un canal, conducto, presa o dique, que permite regular el flujo de fluido que por el circula. Existe una gran variedad de compuertas según la utilidad a la que esté destinada. En el caso de compuertas para diques secos, la mayoría tienen una serie de elementos comunes. [1]

A. Compuertas:

Es el elemento principal del conjunto, su misión es la de impedir el paso de la masa principal de agua hacia el interior del dique seco. Su construcción se basa en una serie de planchas metálicas soldadas formando un cajón, en cuyo interior hay una serie de refuerzos que dan rigidez al conjunto. Lo usual es que en la parte superior, dicho cajón sea ligeramente más estrecho que en la parte inferior, ya que debido a la columna de agua en las zonas más profundas existe una mayor presión. Los refuerzos de la estructura pueden ser de dos tipos según la construcción.   Perfiles normalizados: Son elementos estructurales normalizados cuyas características están tabuladas. Este tipo de perfiles es muy utilizado ya que debido a su amplia gama, se puede adaptar a una gran variedad de situaciones y estructuras.  Refuerzos propios: Hay ciertos casos en que los elementos de refuerzos normalizados no son útiles o no satisfacen todas las necesidades del proyecto. En estos casos, se recurre al diseño y construcción de elementos propios para dicha estructura. El material de construcción tanto de las planchas como de los elementos de refuerzo es acero. Este puede variar según las necesidades de cada compuerta. Debido a que el ambiente del agua salada es corrosivo, se suele realizar un tratamiento superficial a los forros exteriores de la compuerta para evitar su deterioro con el tiempo. El tratamiento suele ser la aplicación de pintura epóxica, la cual no solo protege de los elementos corrosivos, sino también de otros agentes adversos superficiales. [1]

B. Apoyos y bisagras

Los apoyos son los elementos sobre los cuales la compuerta descansa cuando se encuentra totalmente abierta o totalmente cerrada. Suelen ser superficies totalmente lisas y suficientemente rígidas para no deformarse con el peso de la propia estructura en las condiciones operativas impuestas. Es por ello, que el material de dichos elementos acostumbra ser hormigón armado. Las bisagras son elementos que ayudan al movimiento articular de las compuertas que están diseñadas para girar respecto de un eje; este elemento no existe en compuertas flotantes. Su diseño suele basarse en unos cojinetes situados tanto en la compuerta como en la zona de apoyo del dique, los cuales están unidos a través de unos pasadores de acero macizo. Por la complejidad de dicho elemento los materiales suelen ser variados, pero predomina principalmente el acero estructural en sus diversas composiciones. [1]

C. Elementos de estanqueidad

Los elementos de estanqueidad, son los encargados de generar un sello lo más estanco posible entre la compuerta y la entrada del dique seco. Ya se ha comentado que la compuerta es la encargada de soportar la masa de agua principal; y estos

Sistema de Compuertas

, Aponte Fabián, Tellez Edwin,

, [email protected], Universidad ECCI

elementos, se emplean para evitar las pequeñas fugas que puedan acontecer. Su diseño puede ser de múltiples geometrías en función de las necesidades, pero como condición principal debe estar situado por todo el perímetro de contacto entre la compuerta y la entrada del dique. El material suele ser un elastómero, el más usual es la goma de caucho, gracias a su gran resistencia a los agentes atmosféricos y a la presión. [1]

D. Elementos de elevación

Los elementos de elevación son los sistemas destinados al desplazamiento de la compuerta según las necesidades del astillero. Estos sistemas pueden ser muy variados según la tipología de la compuerta, pero los más usuales son los siguientes: [1]  Sistema por empuje hidrodinámico: la compuerta se utiliza como un cajón completamente estanco, con el que se controla su elevación en función de la relación agua/aire que se introduce en su interior.  Sistema por pistones hidráulicos: el movimiento de la compuerta viene dado por una serie de pistones situados en puntos de la compuerta y unidos con el propio dique por el extremo opuesto.  Sistema de cadenas: La elevación de la compuerta se realiza mediante el uso de cadenas ancladas en los laterales de la compuerta que se mueven mediante unos sistemas situados en los laterales del dique seco.[1] En la construcción de compuertas de diques secos no se suelen generar grandes innovaciones y existen básicamente 3 modelos de compuertas las cuales pueden variar su método de elevación según sus características constructivas. Las tipologías de compuertas más frecuentes son las siguientes:

1) Compuerta flotante

Las compuertas flotantes son utilizadas para los grandes diques secos ya que la utilización de compuertas ancladas al propio dique suelen generar problemas de esfuerzo excesivo en las bisagras debido a que han de soportar unas tensiones cortantes elevadas. [1] Una compuerta flotante se puede definir como un cajón metálico completamente estanco, al cual se le puede introducir o extraer agua de su interior para poder hundirlo o elevarlo en los apoyos del dique. Para mover la compuerta de su posición normal a una posición que permita la entrada y salida de buques al dique se utilizan remolcadoras que arrastran a la misma. La maniobra de funcionamiento de la compuerta es la siguiente:

  1. La compuerta situada en un lateral se deslastra hasta un calado adecuado y mediante los remolcadores se sitúa en la posición adecuada.
  2. Se deslastra la compuerta mientras los remolcadores hacen presión contra el dique.
  3. Se extrae el agua del interior manteniendo la presión de los remolcadores.
  4. Cuando la diferencia de niveles es suficiente para que la presión exterior mantenga la posición de la compuerta no es necesario la presión de los remolcadores y estos se retiran. Para la retirada de la compuerta se realiza la secuencia anterior en sentido inverso. Un requisito importante a la hora de diseñar este tipo de compuerta, es el cálculo de estabilidad del cajón. Se ha de tener en cuenta la geometría del cajón, el peso del mismo y el volumen que se desplaza; a partir de estos datos se evalúa cual debe ser el peso de lastre mínimo que se ha de disponer para que le conjunto sea estable, aunque sufra una cierta escora. Lo usual en estos casos es usar pesos muertos de cemento, ya que tienen una densidad elevada y pueden adaptarse a la geometría que se necesite. [1] Compuerta flotante [1]

2) Compuerta de bisagra lateral

Las compuertas de bisagra lateral, como su propio nombre indica, tienen como característica fundamental que el movimiento viene dado por una bisagra situada en uno de sus laterales. Como ya se ha comentado, si la compuerta es excesivamente grande aparece un fenómeno de flexión que provoca elevadas tensiones. Cuando es preciso utilizar este tipo de compuertas en diques de mangas elevadas, se realiza un proyecto con dos compuertas de bisagra situadas a cada banda del dique, que al

II. CONCLUSIONES

III. APÉNDICE

RECONOCIMIENTO

Agradezco a las personas que a través de sus trabajos e investigaciones me sirvieron como referencia para realizar mi trabajo y que las han publicado para uso público a través de internet. REFERENCIAS

  1. https://upcommons.epc.ecu...PDF

Autores

Aponte Fabián, Edwin Tellez, ,

Estudiantes Ingeniería Mecánica Séptimo semestre Universidad ECCI 2020