HIDRAULICA DE CANALES ABIERTOSA) Introducción: Entre todos los recursos naturales, el más importante para el bienestar de la humanidad es el agua. Con el progreso surgieron los agrupamientos urbanos, cuyas múltiples actividades cada día exigen mayor cantidad de agua, en esto radica la importancia del estudio del abastecimiento para suplir esta necesidad. En el presente informe desarrollaremos el marco teórico relacionado a la hidráulica de canales abiertos, conoceremos las características propias de los canales, la diferencia entre canales abiertos y cerrados, la distribución de velocidades, los tipos de flujos, los principios de energía a los cuales responden, el diseño de canales en sí, la máxima eficiencia hidráulica y terminaremos viendo un ejemplo aplicado en la vida real con sus respectivos cálculos y planos. Un canal abierto es una conducción abierta a la atmósfera en el que el líquido fluye sometido a la presión atmosférica y movido por la pendiente del propio canal. De acuerdo a su origen puede ser natural o artificial. Foto 01: Canal natural. Rio Huacapongo, Zector Zaraque. Foto 02: Canal artificial. Canal Chavimochic. B) Marco Teórico En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos generalmente utilizada para agua y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil. a. Diferencias entre canal abierto y cerrado. Tuberías El flujo es causado por la presión, por lo tanto tendrá lugar sin importar la alineación que tenga el conducto. La sección transversal del conducto es constante a lo largo de la tubería y está definido por el diámetro. La presión en la tubería puede tener cualquier magnitud, específicamente en cualquier punto a lo largo de la tubería. Canales abiertos El flujo es causado por la gravedad, por consiguiente el canal debe tener pendiente hacia abajo. La sección transversal del canal puede variar a lo largo de la tubería. El perímetro de la sección transversal consta de dos partes: la superficie libre, que es la superficie del agua expuesta al aire, y el perímetro mojado, donde el agua está en contacto con los límites del canal. La presión en la superficie libre es siempre cero (atmosférica). La diferencia principal es que en las tuberías hay presiones y golpes de ariete que no existen en los canales, así como incrementos y disminuciones de temperatura que afectan a las tuberías y en los canales no. El gasto se maneja igual en ambos casos. En los canales la temperatura ambiente y el clima afecta pero en la evaporación del agua que transita en las tuberías el cerrar una válvula se mantiene el sistema hermético sin fugas, pero en los canales se debe de tomar en cuenta el posible rebosamiento. La principal diferencia radica suele radicar en el hecho que la hidráulica de tuberías (normalmente) se analiza con flujo "trabajando" a presión, mientras que la hidráulica de canales abiertos se analiza (salvo muy contadas excepciones) con flujo "trabajando" o accionado por la fuerza de la gravedad. b. Geometría de un canal. Las secciones transversales de un canal pueden ser variables de acuerdo a su naturaleza, si son canales artificiales su sección es irregular, con tendencia ser trapezoidales. Los canales artificiales pueden ser rectangulares, trapezoidales, triangulares, parabólicos, circulares, etc. Los elementos geométricos más importantes de un canal son los siguientes: Profundidad del flujo (y). Es la distancia vertical desde el punto más bajo del canal hasta la superficie libre del agua. Ancho superficial (T). Es el ancho de la sección del canal en la superficie libre. Ancho de la base (b). Es el ancho de la base del canal. Área mojada (A). Es el área de la sección transversal del canal perpendicular a la dirección del flujo. Perímetro mojado (P). Es la longitud de la línea de intersección de la superficie de canal mojada y de un plano transversal perpendicular a la dirección del flujo. Radio hidráulico (R). Es la relación del área mojada con respecto a su perímetro mojado. R= A P EL FLUJO ES NO PERMANENTE si la profundidad no cambia con el tiempo. Tipos de flujo en canales. Para cualquier flujo. Se dice que el flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerse constante durante el intervalo de tiempo en consideración. En la mayor parte de canales abiertos es necesario estudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones permanentes. La siguiente clasificación se hace de acuerdo con el cambio en la profundidad del flujo con respecto al tiempo y al espacio.05 a 0. el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de control. Permanente Y No Permanente FLUJO PERMANENTE Y NO PERMANENTE: tiempo como criterio. Donde V es la velocidad media y A es el área de la sección transversal de flujo perpendicular a la dirección de este. . Debido a la presencia de la superficie libre y a la fricción a lo largo de las paredes del canal. El flujo en canales abierto puede clasificarse en muchos tipos y distribuirse de diferentes maneras. el caudal Q en una sección del canal se expresa por Q=VA. La máxima velocidad media en canales normales a menudo ocurre por debajo de la superficie libre. Distribución de velocidades en canales abiertos. las velocidades en un canal no están uniformemente distribuidas en su sección. Sin embargo el cambio en la condición del flujo con respecto al tiempo es importante.c.25 de la profundidad. el flujo debe tratarse como no permanente. d. a una distancia de 0. cuanto más cerca de las bancas más profundas se encuentra este máximo. . Se dice que el flujo en canales abiertos es uniforme si la profundidad del flujo es la misma en cada sección del canal. Un flujo UNIFORME puede ser permanente o no permanente.. Laminar: Flujo tranquilo.flujo permanente 1) flujo uniforme 2) flujo variado a) flujo gradualmente variado b) flujo rápidamente variado B. El flujo es VARIADO si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. número de Reynolds menor a 600. El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. algunos ejemplos son el resalto hidráulico y la caída hidráulica.flujo no permanente 1) flujo uniforme no permanente "raro" 2) flujo no permanente (es decir. Uniforme y no uniforme FLUJO UNIFORME Y FLUJO VARIADO: espacio como criterio. . A. El flujo VARIADO PUEDE SER PERMANENTE O NO PERMANENTE es poco frecuente.debido a que la velocidad media está definida como el caudal divido por el área de la sección transversal. Turbulento: en el número de Reynolds se toma como longitud característica la profundidad hidráulica media. Un flujo rápidamente variado también se conoce como fenómeno local. El flujo variado puede clasificarse además como rápidamente varia o gradualmente variado. es gradualmente variado. de otro modo. según cambie o no la profundidad con respecto al tiempo. El flujo es rápidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias cortas. el término "FLUJO NO PERMANENTE" se utilizara de aquí en adelante para designar exclusivamente el flujo variado no permanente. flujo variado no permanente) a) flujo gradualmente variado no permanente b) flujo rápidamente variado no permanente Clasificación en función a velocidad. En estas condiciones el Reynolds crítico es aproximadamente 600. la altura de presión y la altura de velocidad. (generalmente atmosférica) las fuerzas gravitatorias son las únicas fuerzas que causan el flujo en régimen permanente.Las fuerzas gravitatorias son muy importantes en flujos con superficie libre. la altura total H de una sección O que contiene el punto a en una línea de corriente del flujo de un canal de pendiente alta puede escribirse como: H=z +dcosθ +α V2 2g . La relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas gravitatorias puede expresarse de forma adimensional mediante un grupo adimensional llamado número de Froude: F= v √ gy Dónde: V: velocidad (media) del fluido Y: profundidad del flujo Suscritico o tranquilo: si el número de Froude es menor que 1 En este caso la velocidad del líquido es pequeña Y una perturbación puede propagarse aguas arriba. Si F = 1 el flujo se denomina crítico. Por ejemplo. Puesto que la presión en la superficie es constante. En este caso una perturbación no puede propagarse aguas arriba. Energía de un flujo gradualmente variado en canales abiertos. De cualquier línea de corriente que pasa a través de una sección de canal puede expresarse como la altura total en pies de agua que es igual a la suma de la elevación por encima del nivel de referencia. Por lb. PRINCIPIO DE ENERGIA EN CANALES ABIERTOS En hidráulica elemental se sabe que la ENERGIA total del agua en pies-lb. con respecto al plano de referencia. Supercrítico o rápido: si el número de Froude es mayor que 1. 2 E=d+ V 2g Criterio para el estado crítico del flujo El estado crítico del flujo ha sido definido como la condición para el cual el número de Froude es igual a la unidad.6395 1.0849 0. Una definición más común para este estado de flujo la energía específica es mínima para un caudal determinado. Tirante (y) 0. luego la energía total en la sección es: H=z +d + V2 2g Para una profundidad dada se puede eliminar la carga de posición Z=0.20 m.00 Calcule su energía específica.Para canales con pendiente baja θ = 0.200 0.500 Energía (e) 1.3209 1.6933 Tirante (y) 1.400 1. Partiendo de la ecuación de Continuidad la cual indica que el Caudal es igual al producto de la velocidad por el área de la sección transversal del canal. Ancho de base = 1.5157 . lo cual quedara la altura de agua y la carga de velocidad.00 m3/seg. Q=VA Se puede reemplazar en la fórmula de energía.300 Energía (e) 3. Ejemplo: En un canal con las siguientes características: Caudal de 1.100 0.4181 1. y el coeficiente de Coriollis tiende a ser 1. E=d+ Q2 2 2gA Al resolver esta ecuación para un caudal constante nos dará que para una misma energía existen 2 tirantes los cuales corresponden a régimen suscritico y régimen supercrítico.300 1. Talud = 0. 0088 2.00 Características hidráulicas de flujo uniforme.300 2.800 1.6416 0.00 1.000 2.700 0.9437 1.0354 1.50 1.200 0.900 1.900 2.700 1.600 1.6212 0.50 4.6138 1. la cual es conocida como la ecuación de Chezy.1293 1.00 3.50 1.00 ENERGIA ESPECIFICA 1.00 0.2073 2.50 2.7122 1.00 2.7722 0.50 0.3067 2.50 2.000 1.1080 2.100 1.4061 ENERGIA ESPECIFICA 3. Para realizar los cálculos hidráulicos en canales se parte de la premisa en que se encuentra el canal en régimen uniforme y se aplica la ecuación de Continuidad.00 0.600 0.6983 0.500 0.00 2.8553 0.8109 1. Q=VA En 1769 el ingeniero francés Antoine Chézy desarrollo la primera ecuación de flujo uniforme.200 2.800 0.00 0. V =C √ RS Dónde: V = es la velocidad C = Factor de resistencia al flujo conocido como factor de Chezy R = Radio hidráulico .400 0.400 1.9098 2.100 2.2246 1.0.50 3. es un parámetro que se obtiene en base al tipo de suelo.6 n 1+ √R R 1/6 C= n En la actualidad se trabaja con la ecuación de Manning la cual queda el término de velocidad y caudal de la siguiente forma: V= R2 /3 S 1/ 2 n La velocidad en m/seg Q= AR 2/3 S1 /2 n Caudal en m3/seg. Canal Taymi del proyecto Tinajones. etc. e. que aquel que solo diseña fríamente.65+ C= 157. si bien es cierto que son de vital importancia en el costo de la obra. puesto que el caudal. Canal Chinecas. Canal de primer orden. Es decir mediante la relación Agua-Suelo-Planta y la hidrología. .S = Pendiente de la línea de energía.65+ ) S √R 41. DISEÑO DE CANALES ABIERTOS En un proyecto de irrigación la parte que comprende el diseño de canales y obras de arte. cultivo. sin llegar a ser un especialista.00281 1. condiciones climáticas. métodos de riego. factor clave en el diseño y el más importante en un proyecto de riego. como ejemplo tenemos el canal Chavimochic. normalmente es usado por un solo lado ya que el otro da con terrenos altos. Los canales comúnmente tienen forma rectangular y trapezoidal y por su importancia tienen diferente clasificación.811 + S n C= 0.00281 n 1+(41. Canales de riego por su función. de manera que cuando se trata de una planificación de canales. tendrá mucho más panorama y será más eficiente. Llamado también Canal Madre o de Derivación y se traza siempre con pendiente mínima. aquel diseñador que tenga un conocimiento de las disciplinas. Con el paso del tiempo varios investigadores han tratado de asignar una ecuación para calcular el valor de C entre ellos tenemos los siguientes: Ganguillet y Kutter Bazin Manning 1869 1897 1889 Año C 0. Canal de tercer orden. De 10 a 14 m3/seg. el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas laterales. De 14 a 17 m3/seg. a mayor Radio Mínimo 3 veces base 4 veces base 5 veces base 6 veces base 7 veces base el ancho de la el ancho de la el ancho de la el ancho de la el ancho de la Radio mínimo en función al espejo de agua Canales de riego Canales de drenaje . son aquellos que parten del canal Madre y el canal que ingresa a ellos es repartido hacia los sublaterales. De 20 m3/seg. De 17 a 20 m3/seg. Llamados también laterales. Llamados también sublaterales y nacen de los canales laterales. Los radios mínimos están en función al caudal circulante y se sugieren los siguientes: Capacidad del canal Hasta 10 m3/seg. Para realizar el trazo de un canal nuevo o el mejoramiento de un canal existente se utiliza la formulación matemática para curvas circulares utilizadas para el diseño de carreteras. Trazo de Canales. Para el cálculo del radio mínimo se presentan 3 teorías.Canal de segundo orden. 20 m. 5 m3/seg. SECCION HIDRAULICA ÓPTIMA Condición de Máxima eficiencia hidráulica Se dice que un canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor gasto. 1 m3/seg. 5 m. La fórmula que determina la sección de máxima eficiencia hidráulica. Radio Mínimo 100 m. 0. 10 m. b θ =2 tg y 2 Condición de mínima infiltración . esta condición esta referida a un perímetro húmedo mínimo o menor área de fricción. 60 m.Canal Madre 4T Lateral 3T Sub lateral 3T Colector principal 5T Colector 5T Subcolector 5T Siendo T el ancho superior del canal Radio mínimo en canales abiertos para caudales menores a 20 m 3/seg Capacidad del canal 20 m3/seg. f. 80 m. 10 m3/seg.5 m3/seg. 15 m3/seg. Método de la fuerza tractiva Consideraciones generales: - Material: Nos permite conocer la rugosidad también conocer si el canal es erosionable o no erosionable. esta condición depende del tipo de suelos y del tirante del canal. normalmente son pendientes moderadas de 1x1000 Taludes: Depende del tipo de material MATERIAL Roca dura Roca figurada Arcilla dura Cascajo pedregoso Cascajo arenoso Tierra suelta arenosa Arena Revestido TALU D H:V 1 : 10 1 : 1 1 : 1 1. - Pendiente: Está en función al tipo de canal.Se aplica cuando se quiere obtener la menor pérdida de agua por filtración en los canales. El ángulo del material de reposo tiene que ver directamente con el ángulo del talud. Diseño de Canales Erosionables Canales excavados en material suelto.5 : 1 2 : 1 . formula que da esta condición es: b θ =4 tg y 2 Diseño de canales No Erosionables Canales revestidos Canales en roca Usualmente son diseñados para sección de máxima eficiencia hidráulica o en algunos casos específicos para una relación b/h dada. para tener los criterios de diseño. Son diseñados para algunos de los siguientes casos: Método de la Velocidad máxima permisible. .55 En caso de canales con cierta sinuosidad.15 0. definiendo la forma del canal. Ancho en el fondo en m. cinéticos y dinámicos del escurrimiento. las condiciones del flujo y la movilidad.5 : 1 0. a.1 Diseño hidráulico de canales El diseño hidráulico se ha calculado en función de los elementos geométricos. Área mojada en m2.25 1. Fb = 5% .2 : 1 2.75 1. Vmin > 60 – 75 cm/seg Material Velocidad Máxima Arcilla dura Grava fina Grava gruesa Cascajo 1.30% del tirante (usualmente 20% de altura) Velocidad: La velocidad del agua debe ser mayor que la mínima para que no ocurra sedimentación y menor que la máxima para que no ocurra erosión.8-1 : 1 Margen libre: Es la distancia vertical que debe existir entre la superficie libre del agua y el borde del canal. Elementos Geométricos: Son los siguientes Y b A = = = Tirante de agua en m. es necesario reducir los valores anteriores en los siguientes porcentajes: - Para canales sinuosos 5% Para canales moderados 13% Para canales muy moderados 22% EJEMPLO APLICATIVO A. ) Criterios de Diseño: Se tienen los siguientes d. La velocidad del flujo no debe descender de cierto límite inferior equivalente a la velocidad de deposición del material en suspensión que acarrea el agua en el canal. Según Robert Kennedy : U = b x d Donde: U : Velocidad límite que no produce sedimentación b : Coeficiente de sedimentación d : Tirante de agua d. dañando los revestimientos o modificando el contorno de los cauces naturales. Perímetro mojado en m.50 m/seg. La velocidad del flujo no debe ser mayor que aquella velocidad que produce destrozos en las paredes y fondo del canal. Profundidad total en m. = = AR⅔S½ / m Gasto (m3/seg. . 4. Ancho de la superficie en m. = = = = = = = = = Coeficiente de rugosidad h.) Q/Az Velocidad media (m/seg.2 Velocidad Máxima Permisible Es la velocidad que no permite erosión. Ancho de corona en m. 12.) Elementos Dinámicos: n S d. • De acuerdo al material de revestimiento son: Arena suelta = Suelo con grava = Concreto = Planchas de acero = algunas velocidades máximas 0.40 m/seg.00 m/seg.1 Velocidad Mínima Permisible Es aquella velocidad mínima que no permite sedimentación.L. Elementos Cinéticos: Según Manning Q V c.P B z B.f/L Pendiente hidráulica (m/m. 1. H C Yc b. (b+2zy) Talud Borde libre en m.45 m/seg. Tirante crítico en m. 012 0.O. De acuerdo al tipo de material los taludes recomendados son: Para Cortes en Talud : Conglomerado Suelos arcillosos Suelos areno limosos Suelos arenosos Suelos de arena suelta 1:1 1:1 1.4 Coeficiente de Rugosidad (n) Es la resistencia al flujo del agua que presentan los revestimientos de los canales artificiales y la naturaleza del lecho en los cauces naturales. d.020 0.3 Relación de Máxima Eficiencia Hidráulica En general la relación de M.030 0.5 Taludes Recomendados La inclinación de las paredes de los canales depende de la geología de los materiales de excavación y relleno por los que atraviese.011 Así mismo se puede determinar el valor de “n” mediante el empleo de tablas (U. se obtiene cuando el radio medio hidráulico es máximo y cuando el perímetro mojado es mínimo. en la práctica se imponen una serie de circunstancias o características locales que lo impiden. las velocidades no deben exceder de 2.012 0.S.d(√(1+z²)-z) Sin embargo es necesario remarcar. que no siempre se puede diseñar de acuerdo a las condiciones de máxima eficiencia. H.025 0. d.030 0. d. recomienda que para el caso de revestimiento de canales de hormigón no armado.. Algunos valores son: Ladrillo vitrificado Madera cepillada Concreto Piedras Grandes Canales de Tierra Cauces naturales limpios Cauces con vegetación Mampostería Metal liso Acabado cemento liso 0.025 0. para evitar la posibilidad de que el revestimiento se levante.014 0.B.012 0. se expresa: X = 2.R y Horton).• El Bureau Of Reclamatión.5 m/seg. como la topografía de los terrenos que recorre el canal y otros.5:1 2:1 3:1 . E. 5:1 ¼:1 Para Rellenos en : Tierra Suelos arenosos Concreto 1. B = Ancho del espejo de agua V = Velocidad del flujo Rc = Radio de curvatura Para el presente proyecto se cuenta con radios mínimos de hasta 5m. debido a que la fluctuación de la superficie del agua en un canal se puede originar por causas incontrolables el BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde libre con la siguiente formula: BL = (C. La secretaria de recursos hídricos de México.Roca alterada Roca sana 0.B)/gR P = peraltamiento en m.5 para caudales menores a 20 Pies3/Seg. y hasta 2. que se recomienda varíe entre los valores siguientes: Rc = 10y a 15y Rc = 3B a 5B El peraltamiento se calcula con la formula P = (V². Y = Tirante del canal en Pies. . recomienda los siguientes valores en función de caudal. d. debido a que se está siguiendo el cauce del canal existente.Y)^1/2 Dónde: BL = Borde libre en pies.5 para caudales del orden de los 3000 Pies3/Seg.5:1 3:1 1:1 d.6 Radios de Curvatura Mínimos Para el replanteo de las curvas horizontales es necesario determinar el radio de curvatura mínimo.7 Bordes Libres No existe ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente para el cálculo del borde libre. C = 1. y 1.00 0.11 Ancho de Corona Para canales pequeños el ancho superior de la corona puede diseñarse aproximadamente igual al tirante del canal.00 40.25 10. Ya que el caudal de diseño es de 60 l/seg. tipo de suelo. velocidad máxima permisible.00 30. talud.00 25.50 m para facilitar los trabajos de excavación.50 20.50 10. para caudales mayores. d.10m.00 Para el presente proyecto se ha tomado en cuenta el cuadro anterior donde BL = 0. En función del caudal se considera un ancho de 0. d.00 >1. Para el presente proyecto se ha tomado un ancho de solera de b = 0.8 Ancho de Solera (b) Está en función de los diferentes parámetros que intervienen en el diseño hidráulico realizado como son: pendiente.CAUDAL (m3/seg.12 Caudal (Q) .9 Área Hidráulica Habiéndose determinado el ancho de solera.l.25-0. se calcula usando la ecuación de Continuidad y las relaciones geométricas: A = Q/V A = (b + 2y)y d.) REVESTIDO (cm) SIN REVESTIR (cm) < 0.50-1.00 20. talud y el tirante. caudal.05-0.0 m.50 m3/seg.10 Profundidad Total (H) Teniendo el Tirante y el Borde Libre se calcula: H = y + b.60 para Q<0.00 50.00 0.00 0. d. d.00 60.05 7. 3 Espesores de Revestimiento No existe una regla general que fije el espesor de los revestimientos de concreto.4 Juntas Se puede definir cuatro tipos de juntas comúnmente usadas en el revestimiento de canales: 1. ya que de esta manera se reduce la posibilidad de grietas o roturas por asentamiento del sub suelo. y según el cálculo teórico de la demanda máxima de agua se presenta para el mes de noviembre con 70. se puede usar un espesor de 5cm. e. Consideraciones de Utilidad Práctica en Canales de Concreto Debido al alto costo de los canales revestidos. e..5 cuando se trata de canales grandes y 1:1 para el caso de canales pequeños.2 Drenaje Cuando se construyen canales revestidos en terrenos donde el nivel freático alcance una altura superior al fondo del cauce del canal. sin embargo.5cm. Sin embargo para el proyecto el canal es rectangular.) es el primer indicador de suelos expansivos y cuando esta relacionado con el % de arcilla en la muestra también es un indicador del grado del problema.1 Terreno de Fundación En canales revestidos de concreto.P. siendo el máximo declive de los taludes de 1:1. estos suelen diseñarse a máxima eficiencia. Se debe tener conocimiento del terreno de fundación a lo largo del eje del canal.El canal Atunmayo. No es el caso del presente proyecto.10 has. para canales pequeños y de 7. En todo su recorrido. e. para canales medianos y grandes. a 10 cm.00 lts/seg. e. e. donde el talud es 0. El Índice de Plasticidad (I. siempre que los canales sean sin armadura. Si existen arcillas expansivas se deben evitar los posibles daños mediante el diseño proyectado. tiene un área de influencia habilitadas para el riego correspondiente a 65. sin embargo el caudal de diseño para el proyecto es de 60 lts/seg. es indispensable que el terreno tenga firmeza. Juntas de Construcción . sobre todo cuando el canal esté vacío o el nivel de agua dentro de él sea menor a nivel freático. A 7.5cm.. la presión hidrostática externa contra el revestimiento puede levantarlo o agrietarlo.. 09 m2 Espejo de Agua (T) = 0.. la separación entre ellos debe ser como máximo 5m. Juntas de Dilatación o Expansión Se instalan cuando el canal entra en contacto con estructuras fijas y para efectos de contrarrestar las variaciones de los volúmenes una vez puesta en servicio la estructura.5m.50m. 2. entonces las características hidráulicas empleando la Fórmula de Manning mediante el Software H – CANALES.060 m3/s Tirante normal (y) = 0. Analizando las diferentes pendientes de los tramos se ha efectuado el diseño hidráulico del proyecto para la menor pendiente porque esta es la que presenta mayor tirante para asegurar la altura total de la sección.40 m Pendiente hidráulica (S) = 0.) Q = 0. Juntas de Contracción Transversales Para prevenir el agrietamiento transversal debido a la disminución de volumen de concreto por cambios de temperatura y pérdida de humedad al curarse. 4. Para el presente proyecto se está considerando Juntas de Dilatación Cada 14. Así como el nivel de fondo existente. siendo la separación adoptada para el presente proyecto Juntas de contracción cada 3.. obtenemos: Para S = 2. en el presente proyecto no se considera por que las longitudes de los perímetros no superan los 4.02 m/m Número de Froude (F) = 0. y se espacian entre sí de 2. se ha definido las pendientes del cauce en el tramo a revestir..00m. A.2 Cálculos para el diseño hidráulico del canal Del perfil longitudinal del eje del canal y teniendo en cuenta el nivel de las estructuras.21 Área hidráulica (A) = 0. – 1+200 km.00 % (0+000 km. Juntas de Contracción Longitudinales Para prevenir el agrietamiento longitudinal en canales cuyo perímetro de revestimiento es igual o mayor a 9m.10 m .5 a 4.83 m Radio Hidráulico (R) = 0. es común hacerlos coincidir con los otros tipos de juntas. ya que se quiere tener una sección uniforme en todos los tramos proyectados.Se colocan debido a la interrupción de los trabajos. 3.49 Tipo de flujo = Subcrítico Perímetro = 0.50 m. 40 m Talud (z) = 0 DESCRIPCIONES DE LAS OBRAS A REALIZAR Se revestirán 1.40m con capacidad de conducción de 60 l/s.10m y espesor de muros=0. Los cálculos para las secciones hidráulicas se han elaborado en base a la fórmula de Manning. talud 0.70 m/s Energía específica (E) = 0.014 Borde Libré (BL) = 0. con una longitud total de 1. 01 canoa. empleando concreto simple f’c= 175 Kg/cm2 con un espesor de 0. .1 Velocidad (v) = 0.1.10m.200. y altura de 0. Además se construirán obras de arte complementarias en los tramos mejorados. 01 acueducto.10m Espesor de muros = 0.40m.00 metros de longitud y de dimensiones.00m de canal de sección rectangular de 0. después del cual el canal proseguirá para irrigar las parcelas a lo largo de su longitud.200. espesor de piso= 0. altura= 0. cuyos niveles de fondo han influenciado en el diseño de la rasante del canal proyectado. tales como un desarenador y 02 puentes peatonales.40 m de base. las cuales se encuentran a lo largo del canal y que llevarán cada una compuerta de acuerdo al modelo dibujado en el plano. Canal de conducción El revestimiento del canal de conducción se realizará por tramos que van desde la bocatoma de captación. debido a la topografía del terreno así como a la existencia de tramos revestidos con concreto y que se encuentran en buen estado. pasando por el desarenador proyectado. las hojas de cálculo se adjuntan en el Anexo.10m Rugosidad (n) = 0. las características de este canal es de concreto simple f’c = 175 kg/cm2.19 m Ancho de solera (b) = 0. Se tienen varias variaciones de pendiente a lo largo del recorrido del canal. Asimismo se construirán 21 tomas laterales con concreto f’c= 175 Kg/cm. así como estructuras fijas como puentes-acueductos y que también se encuentran en buen estado y otras situaciones topográficas de las tomas laterales así como del nivel de rasante del fondo del canal natural.24 m kg/kg Espesor de piso = 0.40m. base= 0.10m. todos con concreto f’c= 210 Kg/cm2. 200 kg/cm2 y con un espesor de muro de 0. la estructura sobre el canal será reforzada con acero de 3/8” @ 0. concreto f’c = 175 Kg.50m.10m. Acueducto El acueducto tendrá la función de saltar una depresión en el terreno y estar ubicado en la progresiva 0+254.10 m. En cuanto a la ejecución de los trabajos se debe indicar que en primer lugar se hará el desbroce y limpieza general con mano de obra el ancho de la franja de trabajo en toda la longitud del canal a revestir. de longitud y sección transversal de 0. y juntas de dilatación cada 14. paredes con concreto 210 Kg/cm2 de 0. La Canoa Tipo I para evacuar las caudales generados en las quebradas en épocas de lluvias. el piso de 0. se proyecta la construcción de 02 canoas.40 m. El Desarenador se construirá en la progresiva 0+053./cm2. Consta de una sección de control. Las Canoas se ubicaran en las siguientes progresivas.25 m. UBICACIÓN DE CANOAS N° PROGRESIVA .00 m. y será de 3. A continuación se realizará el corte y extracción de material conjuntamente con el relleno con material propio proveniente de la excavación y conformación de la caja a revestir para finalmente realizar el vaciado del concreto.40 m de altura y 0. .15 m de espesor.10 m.20 m es espesor con concreto simple de 175 Kg/cm2 + 30% PG. Desarenador El Desarenador cuya función son las de separar (decantar) y remover (evacuar) el material sólido que lleva el agua del canal. una divergencia de transición de entrada y salida en una longitud de 7. con Juntas de Contracción transversales cada 3.200 kg/cm2 y con un espesor de muro de 0.80 m. Canoa Estructura diseñada para captar y evacuar las aguas de las quebradas que interceptan al canal Atunmayo. la entrada de la canoa tendrá un ancho de 3.90 m y la salida de 3.10 m. proyectado en concreto de f’c= 210 kg/cm2 y f’y = 4. El espesor del piso y de los muros del canal será de 0. Esta proyectado en concreto de f’c= 210 kg/cm2 y f’y = 4.50 m. rellenadas con sello elastomérico.. G. de largo por 0. La losa del puente y estribos serán de concreto armado f’c = 210 kg/cm2 con refuerzo de acero de fy = 4200 kg/cm2. se construirá 25 m de muros de contención de concreto ciclópeo de 175 kg/cm2 + 30 % P. de ancho.20 m. La ubicación de las tomas laterales se presentan en el siguiente cuadro: UBICACIÓN DE TOMAS 1 0+590 2 0+689 3 0+862 4 0+920 5 0+970 6 1+020 7 1+060 8 1+096 9 1+138 . UBICACIÓN DE PUENTES PEATONALES N° PROGRESIVA 1 0+890 2 0+932 Muros de Contención.1 2 0+580 1+055 Puentes Peatonales Son estructuras ubicadas en los cruces del canal con los caminos peatonales a fin de permitir al tránsito peatonal. de altura de 1.4m de altura. con bases de 0. Todas se encuentran en el lado izquierdo del canal y llevarán una compuerta de control que permitirá derivar el agua del canal hacia las parcelas.00 m. La sobrecarga de diseño considerada es para una persona y una acemila. En el canal Atunmayo. La ubicación del muro de contención se detalla en el siguiente cuadro.80 m. Tomas laterales En el proyecto se está considerando la construcción de 21 tomas laterales con concreto f’c=175 kg/cm2 que se encuentran a lo largo del canal Atunmayo. Los puentes peatonales se ubicaran en las siguientes progresivas.00 m. Los puentes peatonales están proyectado de 2. UBICACIÓN DE MURO DE CONTENCION N° PROGRESIVA 1 0+005 – 0+030 L=25.90 m de ancho y 0. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.2 CÁLCULO REALIZADO EN HCANALES 1+164 3+630 3+650 3+700 3+730 3+840 3+940 4+020 4+150 4+220 4+350 4+550 . . . . . 1.3 CÁLCULO REALIZADO EXCEL . . 1. Tomas .4 PLANOS 4.1.5. 5. Simon. Desarenador C) BIBLIOGRAFÍA - Manuel García Naranjo. .4.2. Hydraulic Basica. 1983. 1998. Andrew L. Apuntes de clase. 1994. Elmer García Rico. Hidráulica de Canales. Hidráulica de canales abiertos. Ven Te Chow. - http://www.monografias.shtml .com/trabajos14/canales-abiert/canalesabiert.