Esclusa
Esclusa es una palabra holandesa para un canal controlado en su cabecera por una compuerta móvil que se llama compuerta de esclusa. Una compuerta es tradicionalmente una barrera de madera o metal que se desliza en ranuras que se colocan a los lados de la vía fluvial y se puede considerar como una abertura en el fondo de una pared. Las compuertas de esclusa son una de las estructuras hidráulicas más comunes utilizadas para controlar o medir el flujo en canales abiertos, como controlar los niveles de agua y las tasas de flujo en ríos y canales. Un canal de agua que contiene una compuerta forma una especie de esclusa para controlar el flujo y el nivel del agua. También puede ser un canal abierto que procesa material, como una esclusa de río utilizada en la prospección de oro o la búsqueda de fósiles. Una carrera de molino, canaleta, canal, tubería forzada o carga es una compuerta que canaliza agua hacia un molino de agua. Los términos esclusa, compuerta de esclusa, compuerta de cuchillo y compuerta deslizante se usan indistintamente en la industria del control de aguas y aguas residuales. También se utilizan en plantas de tratamiento de aguas residuales y para recuperar minerales en operaciones mineras y en molinos de agua.
Operación
"Puerta de esclusa" se refiere a una puerta móvil que permite que el agua fluya por debajo. Cuando se baja una compuerta, el agua puede derramarse por encima, en cuyo caso la compuerta funciona como un vertedero. Por lo general, un mecanismo impulsa la compuerta hacia arriba o hacia abajo. Este puede ser un mecanismo simple, manual, tirado/bajado por cadena, de tornillo sin fin o de piñón y cremallera, o puede ser accionado eléctrica o hidráulicamente. Sin embargo, una compuerta de aletas opera automáticamente, sin intervención o aportes externos.
Tipos de compuertas
Compuerta de esclusa abatibleUn tipo completamente automático, controlado por el cabezal de presión que lo atraviesa; El funcionamiento es similar al de una válvula de retención. Es una puerta con bisagras en la parte superior. Cuando la presión es de un lado, la compuerta se mantiene cerrada; una presión del otro lado abre la compuerta cuando se supera un umbral de presión.Compuerta de esclusa de elevación verticalUna placa que se desliza en la dirección vertical, que puede ser controlada por maquinaria.Compuerta de esclusa radialUna estructura, donde una pequeña parte de una superficie cilíndrica sirve como compuerta, sostenida por construcciones radiales que atraviesan el radio del cilindro. En ocasiones, se proporciona un contrapeso.Compuerta de esclusa de sector ascendenteTambién parte de una superficie cilíndrica, que descansa en el fondo del canal y se eleva girando alrededor de su centro.Esclusa de agujaEsclusa formada por una serie de agujas delgadas que se mantienen contra un marco sólido a través de la presión del agua como en una presa de agujas.puerta del ventilador(holandés: waaier sluis) Este tipo de compuerta fue inventada por el ingeniero hidráulico holandés Jan Blanken [ nl ] en 1808. En ese momento era el Inspector General de Waterstaat (gestión de recursos hídricos) del Reino de Holanda.La puerta del ventilador tiene la propiedad especial de que puede abrirse en la dirección del nivel del agua utilizando únicamente la presión del agua. Este tipo de compuerta se usó principalmente para inundar deliberadamente ciertas regiones, por ejemplo, en el caso de la línea de agua holandesa. Hoy en día, este tipo de puerta todavía se puede encontrar en algunos lugares, por ejemplo en Gouda. Una compuerta de ventilador tiene una cámara separada que se puede llenar con agua y está separada en el lado de la compuerta de nivel de agua alto por una puerta grande. Cuando se abre un tubo que conecta la cámara separada con el lado de la compuerta de alto nivel de agua, el nivel del agua, y con ello la presión del agua en esta cámara, subirá al mismo nivel que en el lado de alto nivel de agua. lado. Como no hay diferencia de altura en la puerta más grande, no ejerce fuerza. Sin embargo, la puerta más pequeña tiene un nivel más alto en el lado de aguas arriba, que ejerce una fuerza para cerrar la puerta. Cuando se abre el tubo del lado de agua baja, el nivel del agua en la cámara bajará. Debido a la diferencia en las áreas de superficie de las puertas, habrá una fuerza neta que cierra la puerta.
Diseño de la compuerta de esclusa
Las compuertas verticales ascendentes son las más comunes en canales abiertos y pueden operar bajo dos regímenes de flujo: flujo libre y flujo sumergido. Las profundidades más importantes en el diseño de compuertas son:
{displaystyle Y_{U}}
{ estilo de visualización Y_ {G}}
{displaystyle Y_{m}}
{ estilo de visualización Y_ {J1}}
{ estilo de visualización Y_ {J2}}
{ estilo de visualización Y_ {D}}
El flujo debajo de las compuertas podría describirse utilizando el concepto de energía-momento suponiendo que las pérdidas de energía son insignificantes. La tasa de flujo volumétrico debajo de las compuertas verticales podría estimarse usando la siguiente ecuación:
{displaystyle Q=C_{d}bY_{G}{sqrt {2gY_{U}}}}
donde para flujo libre:
{displaystyle C_{d}=C_{c}/{sqrt {1+Delta }}}
y para flujo sumergido:
{displaystyle C_{d}=C_{c}{frac {Delta }{1-Delta ^{2}}}{sqrt {sigma -{sqrt {sigma ^{2}-left ({frac {1}{Delta ^{2}}}-1right)^{2}(1-{frac {1}{delta ^{2}}})}}}}}
Esclusas de registro
En las montañas de los Estados Unidos, las compuertas transportaban troncos desde laderas empinadas hasta estanques de aserraderos o áreas de jardinería. La tala del siglo XIX era tradicionalmente una actividad de invierno para los hombres que pasaban los veranos trabajando en las granjas. Donde había noches heladas, se podía aplicar agua a las compuertas de registro todas las noches para que una nueva capa de hielo resbaladizo redujera la fricción de los troncos colocados en la compuerta a la mañana siguiente.
Aplicaciones de minería de placer
Las cajas de esclusas se utilizan a menudo en la recuperación de arenas negras, oro y otros minerales de los depósitos de placer durante las operaciones de minería de placer. Pueden ser de pequeña escala, como los que se utilizan en la prospección, o mucho más grandes, como en las operaciones comerciales, donde el material a veces se tamiza con un trommel, una planta de tamizado o una criba. Las compuertas tradicionales tienen canales transversales sobre una alfombra o estera de goma, que atrapan los minerales pesados, las piedras preciosas y otros minerales valiosos. Desde principios de la década de 2000, más mineros y buscadores confían en sistemas de esteras de caucho o uretano más modernos y efectivos que se basan en la física y la dinámica de fluidos avanzada como la estera Vortex Dream (consulte la patente US168536B2). El resultado es un concentrado que requiere un procesamiento adicional.
Tipos de materiales utilizados para las compuertas
Aluminio
La mayoría de las esclusas se forman con aluminio usando una prensa plegadora para formar una forma de UMaderaTradicionalmente, la madera era el material elegido para las compuertas de esclusa.Hierro fundidoEl hierro fundido ha sido popular en la construcción de compuertas durante años. Este material es excelente para mantener la fuerza necesaria cuando se trata de niveles de agua poderosos.Acero inoxidableEn la mayoría de los casos, el acero inoxidable es más liviano que el antiguo material de hierro fundido.Plástico reforzado con fibra (FRP)En los tiempos modernos, los materiales más nuevos, como el plástico reforzado con fibra, se utilizan para construir esclusas. Estas tecnologías modernas tienen muchos de los atributos de los materiales más antiguos, al tiempo que presentan ventajas como la resistencia a la corrosión y pesos mucho más ligeros.
Nombres regionales para compuertas
En los niveles de Somerset, las compuertas se conocen como clyse o clyce.
La mayoría de los habitantes de Guyana se refieren a las esclusas como kokers.
Los cingaleses de Sri Lanka que tenían una civilización antigua basada en el agua de lluvia recolectada, se refieren a las esclusas como Horovuwa.
Galería
Una pequeña esclusa de madera en Magome, Japón, utilizada para impulsar una rueda hidráulica
Compuertas cerca de Henley, sobre el río Támesis
El Korenbrugsluice en Gorinchem es un ventilador
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