• Author / Uploaded
• Hector Cahuana Guillen

Citation preview

CONTENIDO: 1.- REVESTIMIENTO EMPLEADO ENCANALES 2.- PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 3.- COSTOS EN CANALES REVESTIDOS

1.- REVESTIMIENTO EMPLEADOEN CANALES INTRODUCCION: Los canales son el principal medio físico para la conducción de las aguas desde su fuente de origen hacia las áreas de riego. En algunas zonas, por razones climáticas, topográficas, de accesibilidad, o de costos de mantenimiento entre otras, se usan otros medios como las tuberías o túneles, etc. Sin embargo, por razones económicas, prácticamente la totalidad de los proyectos el canal está siempre presente, ya sea en la conducción o en la distribución de las aguas. . Por caso de estudio nos limitaremos a proporcionar diferentes tipos de revestimiento en las cuales podremos saber cuál de ellas utilizar; para los diferentes problemas que se nos presenten en el ámbito de profesional. CANALIZACION: Por canalización se entiende al acto o hecho de encauzar por medio de obras artificiales del cauce natural de un curso de agua. Las finalidades de una canalización pueden ser múltiples delimitar el cauce, proteger las márgenes contra erosiones o inundaciones, recuperar terrenos. REVESTIMIENTO: El revestimiento y la protección de las márgenes de las canalizaciones pueden representar hasta el 25% del costo de implantación de estas obras, notada mente en los usos destinado a la navegación y al drenaje. Por esta razón el proyecto adecuado de estos elementos debe merecer cuidadoso análisis y atención, con el objetivo de unir al mejor funcionamiento técnico el menor costo. Sin embargo, su costo y su duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se dé a las aguas superficiales. Los materiales de mayor empleo para el revestimiento de canales son:        

revestimiento con mampostería. revestimiento con Concreto. revestimiento con Mortero. revestimiento con Concreto asfaltico. revestimiento con colchones reno revestimiento con Mantos permanentes. revestimiento con Gaviones.

REVESTIMIENTO CON MAMPOSTERIA La mampostería constituye un excelente revestimiento de los canales. Los recubrimientos de mampostería (piedra, ladrillo, bloques, etc.) se pueden utilizar cuando estos materiales abundan y la mano de obra es económica y recomendable. Los de piedra pueden construirse juntando con mortero o simplemente acomodándola (zampeado).

REVESTIMIENTO CON CONCRETO:    

Los revestimientos de concreto con refuerzo se utilizan cuando el canal se construye en sitios cuyos cambios de temperatura son extremos y hay fluctuaciones frecuentes del gasto. El acero de refuerzo sirve para evitar el agrietamiento del concreto como resultado de dichos cambios de temperatura y para controlar las grietas y con ello las filtraciones. La sección del acero de refuerzo en dirección longitudinal es del 0.1 al 0.4% y en la dirección transversal del 0.1 a0.2%, representa una parte importante del costo total y a veces es posible suprimirlo mediante las juntas de construcción. El revestimiento de concreto, si bien implica un costo inicial elevado, presenta a su vez múltiples ventajas, puesto que es muy duradero, los costos de conservación son mínimos y su capacidad aumenta a causa de que la superficie es relativamente lisa.

REVESTIMIENTO CON MORTERO: Los revestimientos de mortero a base de pistola de cemento se usan en canales pequeños, pero el procedimiento deja la superficie rugosa que debe ser terminada a mano si se desea una de primera clase. Además son más propensos a fallas de presión hidrostática. El espesor no es mayor de 5cm en taludes firmes. El cemento se mezcla con arena previamente cernida a través de la malla N°4 de 4.76 mm de abertura, en proporción 1:3 a 1.4. Para revestir acequias, canales se emplea el mortero de cemento portland aplicado por medios neumáticos. REVESTIMIENTO CON CONCRETO ASFALTICO: El concreto asfaltico es una mezcla de arena, grava, cemento y asfalto, realizada a Temperaturas de 160°C o más, según el tipo de asfalto.

Los recubrimientos a base de concreto asfaltico tienen algunas ventajas por su flexibilidad y resistencia a la erosión, si bien falla por imtemperismo. Los espesores varían de 6.5 a 10cm dependiendo del tamaño del canal. El asfalto se mezcla con arena o con arena y grava en proporción de 6 a 11% en peso y se le agrega después el material fino (70% menor que la abertura de la malla N°200). REVESTIMIENTO CON COLCHONES RENO Los colchones Reno pueden actuar como protección de márgenes y como revestimiento parcial o total del fondo, cuando es necesario estos colchones pueden ser utilizados para favorecer la rápida recuperación de a vegetación, integrando la canalización al medio ambiente. En los canales de aducción, los colchones Reno actúan como protección del elemento impermeabilizante (en general geomembranas colocadas entre dos geotextiles no tejidos) minimizando, debido a su peso, los efectos de la sub presión (fotos A y B).En cursos de agua de baja velocidad.

MANTOS PERMANENTES: Los canales abiertos en tierra son susceptibles a erosionarse debido a la fuerza de arrastre del flujo de agua que genera esfuerzos cortantes en su superficie, ocasionando desprendimiento de material, lo que conlleva a la pérdida de la sección y a la reducción de su desempeño hidráulico. El manto permanente Terratrac TRM brinda protección inmediata contra la erosión en la superficie de canales en tierra en ausencia de vegetación gracias a su alta resistencia contra las fuerzas hidrodinámicas presentes en el flujo de agua, además sirve de soporte en el crecimiento y establecimiento de la vegetación y refuerza la vegetación madura, con lo cual se logra mantener la sección de diseño del canal y su buen funcionamiento a largo plazo.

REVESTIMIENTO CON GAVIONES El recubrimiento de gavion es de forma de colchon de 20 ò 30 centimetros de espesor. Sus aplicaciones principales son el revestimiento de márgenes de canales y ríos, protección en de estribos de puentes, plataformas de formas de cimentación y consolidación de taludes en carreteras y vías de comunicación.

VENTAJAS QUE OFRECE EL REVESTIMIENTO EN CANALES          

PREVENCIÓN DE LA EROSIÓN. IMPOSIBILIDAD DE ROTURAS. ELIMINACIÓN DE VEGETACIÓN. AUMENTO DE LA CAPACIDAD DEL CANAL. DISMINUCIÓN DE LOS COSTOS DE MANTENIMIENTO. REDUCCIÓN DE LOS COSTOS DE RIEGO. PROTECCIÓN DE LA SALUD PÚBLICA. ACORTAMIENTO DEL TRAZADO POR LAS MAYORES PENDIENTES ADMISIBLES. ELIMINACIÓN DEL EFECTO DE LA SALINIZACIÓN DE LAS TIERRAS. CONDICIONES QUE DEBEN CUMPLIR LOS REVESTIMIENTOS DE CANALES.

2.- PROCESO CONSTRUCTIVO DEL REVESTIMIENTO DE UN CANAL Emplantillar. Colocación de cerchas: Revestimiento. Extracción de las cerchas. Curado del canal revestido. Llenado de las juntas de dilatación.

Llenado de las juntas de dilatación: sección de llenado

3.- COSTOS EN CANALES REVESTIDOS SECCION CON REVESTIMIENTO DE COSTO MINIMO: Una vez que se ha decidido la conveniencia técnica de revestir un canal, un aspecto muy importante en su diseño consiste en elegir las dimensiones de la sección de modo que sea mínimo el costo del material de revestimiento. Dicho costo depende del tipo de material y del volumen empleado; este último es a su vez función del espesor y del perímetro que se reviste en la sección. Cuando el costo del material es el mismo de la plantilla y taludes (igual material y espesor) y solo se reviste el perímetro mojado de la sección, el costo mínimo se obtiene con la sección hidráulica optima, pero si el material, espesor o costo unitario son distintos en plantilla y taludes, el problema se torna más complejo. En este sentido, sin embargo, deberán tomarse en cuenta las consideraciones siguientes: En zonas de topografía uniforme, tal como se muestra en la figura, si se tiene la libertad de ajustar la rasante del canal de manera que resulte aproximadamente paralela al terreno, y si los recubrimientos de la placa de fondo y de los taludes son de características idénticas ( iguales costos), el canal diseñado con el criterio de la máxima conducción hidráulica será frecuentemente el de la máxima economía.

Por otra parte, en canales construidos en terrenos de topografía irregular, como se muestra en la figura, o cuando los condicionantes altimétricos del proyecto fijan las cotas de arranque A y de descarga en B, entonces una sección de menor ancho en la base que la de máxima conducción hidráulica, requerirá una menor sobre excavación; que se puede compensar el mayor costo de la sección neta de flujo. Nótese además que el ancho en la superficie es ahora menor, y si el costo del terreno es apreciable, esta circunstancia tiende tambien a favorecer la sección mas angosta, cuyo ancho, sin embargo, debe permitir un eficiente mantenimiento.

- Hemos visto que la sección trapecial de máxima conducción absoluta corresponde a un semihexagono regular. Sin embargo, los costos de colocación del concreto armado para inclinaciones en 60°, pueden ser tales que una sección con taludes tentidos, por ejemplo 1.5:1, resulte finalmente, de menor inversión, aunque el perímetro y la sección neta de flujo resulten mayores. - Si la losa de fondo de un canal revestido tiene características y costos diferentes al de los taludes o muros, entonces la identificación de la sección de máxima economía se complica. - Consideremos el caso del diseño de un canal en régimen uniforme, como se muestra en la figura, con las características siguientes:  Rasante de fondo fija.  Gasto y rugosidad conocidas.  Sección rectangular.  Recomendación en cuanto a la inclinación de los taludes de la sobre-excavación

Primeramente se actualizara la información en cuanto a costos unitarios y se formulara la función que evalúa el costo total:

En el cual Ca…Cn son los diversos costos por los conceptos ya señalados. Luego comenzando con el ancho be correspondiente a la sección de máxima conducción hidráulica, y mediante la aplicación de la ecuación de Manning, se obtienen las profundidades para anchos menores de be; definiéndose asi la sección de flujo y por consiguiente el conjunto de costos totales: C1,C2, C3,….,Cn. Con la ayuda del gráfico, por ejemplo se puede identificar con precisión, el ancho y, en consecuencia la sección mas económica:

Obsérvese, sin embargo que el requerimiento de un ancho mínimo br, por razones de mantenimiento, podría descartar la solución del mínimo costo. Una vez identificada la alternativa que, en principio, surge como la más recomendable, deberá verificarse su comportamiento ante otras limitantes tal como aquella referente a los valores límites de la velocidad: mínimo para evitar la sedimentación y máxima para garantizar la integridad del recubrimiento. o costo. DISEÑO DE CANALES:  

   

  





Primeramente los canales deben de conducir los caudales de captación desde la obra de donde se trabaja hasta el lugar de carga o distribución. Ahora, dependiendo sus funciones los canales de pueden clasificar en; Canal de primer orden o canal madre esta es trazada con una pendiente mínima. Canal de segundo orden o laterales estos salen a partir del canal madre y el caudal que estos tienen es repartido hacia los sublaterales, ahora se conoce como unidad de riego al área de riego que sirve un lateral. Canal de tercer orden. Nacen de los canales laterales es por ello que le llaman canales sublaterales, el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de rotación. Podríamos decir que varias de estas unidades es una unidad de riego y varias de estas forman un sistema de riego o comúnmente llamado canal madre o de primer orden. El diseño de canales tiene varios elementos como el trazo de canales para este es necesario recolectar fotografías aéreas, áreas de cultivo, caseríos, entre otros. Otros elementos son los planos topográficos y catastrales. Si no existe una información topográfica se procede a levantar el relieve del canal, como hacemos esto, pues reconociendo el terreno, haciendo un trazo preliminar y por ultimo haciendo un trazo definitivo. Ahora cómo podemos reconocer el terreno, pues recorriéndose la zona y anotando los factores que influyen en la determinación de un eje probable de trazo. Para el trazo preliminar con un brigada fotografía levantamos la zona, clavamos las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento con teodolito, luego se nivelará la poligonal y se hará el levantamiento de secciones transversales, estas se harán de acuerdo a criterio, si es un terreno con una alta distorsión de relieve, la sección se hace a cada 5 m, si el terreno no muestras muchas variaciones y es uniforme la sección es máximo a cada 20 m. Con los datos del trazo preliminar se procede al definitivo teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la topografía de la zona y de la precisión que se desea. Por otra parte en el diseño de canales al hacer el cambio forzado de dirección esta se sustituye por una curva cuyo radio debe ser mínimo, ya que la curva no será hidráulicamente más eficiente, en cambio sí será más costoso al darle una mayor longitud o mayor desarrollo. Luego de definir el trazo del canal, debemos de dibujar el perfil longitudinal de el trazo, es recomendable hacer el dibujo del perfil sobre un papel milimetrado transparente y que sea de color verde ya que este es mas practico que el canson y permite que se noten las líneas milimétricas en las copias. Esto en conjunto se conoce como resalte de un canal, este deberá de tener en cuenta los puntos de captación si se trata de un canal de riego y los puntos de confluencia si es un drenaje. La pendiente de la rasante de fondo, debe ser igual a la pendiente natural promedio del terreno, si no es posible, se proyectan caídas o saltos de agua. El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar kilometraje, tipo se suelo, ubicación de la obras de arte, pendiente, etc. Es importante que tenga en cuenta que cuando el canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor caudal, ésta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo. Un punto muy importante es que el diseño de canales tiene diferentes factores, aunque el diseño final se hará considerando las diferentes posibilidades y el resultado será siempre una solución de compromiso, porque nunca se podrán eliminar todos los riesgos y desventajas, únicamente se asegurarán que la influencia negativa sea la mayor posible y que la solución técnica propuesta no sea inconveniente debido a los altos costos.