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• Avigahil Vargas Baltodano

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“Año de la lucha contra la corrupción e impunidad”

FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional

: Ingeniería Civil

Experiencia Curricular

: Obras Hidráulicas

Título

: Estructuras Complementarias en Canales

Docente

: Ing. Alex. A Herrera Viloche

Integrantes

:

Ciclo: VI

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Casas Alvarado Jeysi

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Espinoza Llontop, Jhamil

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Layza Mendoza, Jafet

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Martinez Oruna, Erick

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Rodriguez Barreto, Miguel

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Salas Rios, Sharon

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Vigo Arrestegui, Katerin Tatiana

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Villanueva Corales, Cesia

Aula: N104

Trujillo – 2019

Grupo: 1

INTRODUCCION

El estudio y diseño de estructuras complementarias en canales son elementos claves del ámbito de la ingeniería hidráulica. En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos generalmente utilizada para agua y que, a diferencia de las tuberías, está 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. En el recorrido de un canal, pueden presentarse diversos accidentes y obstáculos como son: Depresiones del terreno, quebradas secas, fallas, cursos del agua, necesidad de cruzar vías de comunicación (carreteras, vías férreas u otro canal). La solución mediante estructuras hidráulicas es: Acueductos, sifón, diques, etc. Uno de los aspectos que generalmente merece especial atención en el diseño de obras hidráulicas de montaña es la disipación de la energía cinética que adquiere un chorro líquido por el incremento de la velocidad de flujo. Esta situación se presenta en vertederos de excedencias, estructuras de caída, desfogues de fondo, salidas de alcantarillas, etc.

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS EN CANALES

1. SIFON INVERTIDO: 1.1. GENERALIDADES: Es una estructura utilizada para atravesar depresiones o vías de comunicación cuando el nivel de la superficie libre de agua del canal es mayor que la rasante del cruce y no hay espacio para lograr el paso de vehículos o del agua. Los sifones se diferencian de acueductos en que la sección del sifón se apoya directamente en las laderas de la depresión, siguen el perfil del terreno y sólo aprovechan la carga de agua para el movimiento del flujo. Generalmente hay cambio de sección con respecto a los canales, por lo cual es necesario proyectar transiciones aguas arriba y abajo. Tanto en el ingreso y a la salida se instalan rejas para evitar el ingreso de troncos, malezas y otros. Y se aplica: • Como estructuras de conducción. • Como estructuras de protección, en este caso se emplean para dar pase a las aguas de lluvia o excesos de agua de un canal por debajo de otro canal. Partes de un Sifón Los sifones invertidos, constan de las siguientes partes: a. Desarenador: Consiste en una o varias compuertas deslizantes colocadas en una de las partes laterales, que descargan a un canal con pendiente superior a la del propio canal. Sirven a la vez para desalojar el agua del sifón cuando por reparaciones en este sean cerradas las compuertas o agujas de emergencia, se recomienda hacerlos de las dimensiones convenientes para que pase el caudal por desalojar y unirlos al canal colector de la obra de excedencias. Conviene localizarlo antes de la transición de entrada. b. Desagüe de excedencias: Es una estructura que evita que el nivel del agua suba más de lo tolerable en el canal de llegada, evacuando el caudal que no pueda pasar por el sifón. Generalmente consiste en un vertedor lateral construido en una de las paredes del canal. Para el caudal normal la cresta del vertedor estará a nivel de la superficie libre del agua.

c. Compuerta de emergencia y rejilla de entrada: Por facilidad de construcción se localizan a la entrada del conducto, o sea al finalizar la transición de entrada. La compuerta de emergencia consiste en una o varias compuertas deslizantes o agujas de madera que corren sobre ranuras hechas en las paredes laterales o en viguetas de hierro y que en un momento determinado pueden cerrar la entrada al conducto para poder hacer limpieza o reparaciones al mismo tiempo. d. Conducto: Forma la parte más importante y necesaria de los sifones.

e. Registro para limpieza y válvula de purga: Se coloca en la parte más baja de los conductos, permite evacuar el agua que se quede almacenada en el conducto cuando se para el sifón, para su limpieza o reparación, y consistirá en válvulas de compuerta deslizante, de las dimensiones que se estime conveniente de acuerdo con el caudal a desalojar. Se pueden usar para desalojar lodos. 1.2. TRANSICIONES: La sección del canal es diferente a la adoptada en el conducto o barril, es necesario construir una transición de entrada y otra de salida para pasar gradualmente de la primera a la segunda. En el diseño de una transición de entrada y salida es generalmente aconsejable tener la abertura de la parte superior del sifón un poco más abajo de la superficie normal del agua. Esta práctica hace mínima la posible reducción de la capacidad del sifón causada por la introducción del aire. La profundidad de sumergencia de la abertura superior del sifón se recomienda que este comprendida entre un mínimo de 1.1 hv y un máximo de 1.5 hv. hv = carga de velocidad =

𝒗𝟐 𝟐𝒈

Donde: v: velocidad en el canal (m/s) g: aceleración gravedad (9.81 m/s) 1.3. TIPOS: 1.3.1. Ramas Oblicuas: Se emplean para cruces de obstáculos para lo que se cuenta con suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.

1.3.2. Pozo Vertical: Con una o dos ramas verticales, son preferidos para emplazamientos de poco desarrollo o en caso de grandes dificultades construidas. Sus características; de fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables.

1.3.3. Ramas Verticales: Similar a los pozos verticales.

1.3.4. Con cámaras de limpieza: Tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas.

1.4. CRITERIO DE DISEÑO HIDRAULICO: Con el plano a curvas de nivel y el perfil del terreno en el sitio de la obra, se traza el sifón y se procede a diseñar la forma y dimensiones de la sección del conducto más económica y conveniente, esto se obtiene después de hacer varios tanteos, tomando en cuenta las pérdidas de carga que han de presentarse. Para que cumpla su función el diseño del sifón, se debe de proceder como sigue:

Aplicamos la ecuación de energía específica: 𝐸1 = 𝑧1 + 𝑦1 +

𝑣12 2𝑔

Donde: Zi: Carga de posición Yi: Carga de presión 𝑣12 : 2𝑔

Carga de velocidad (g =9.81 m/𝑠2 )

ΔH: carga hidráulica ∆𝐻 = 𝐸1 − 𝐸2 = (𝑧1 + 𝑦1 +

𝑣12 𝑣22 ) − (𝑧2 + 𝑦2 + ) 2𝑔 2𝑔

Se debe de cumplir que la ΔH debe de ser mayor a la suma de todas las pérdidas que se generen en el sifón.

2. ACUEDUCTOS: 2.1. GENERALIDADES: El acueducto es un conducto, que fluye como canal encima de un puente diseñado, para resistir la carga de agua y su propio peso para atravesar una vía de transporte o para cruzar una depresión o curso de agua no muy profundo. Es una construcción para la conducción de agua a fin de salvar un desnivel. El alineamiento del canal no se modifica y se conservan los diseños de la sección transversal y de la pendiente. La finalidad de un acueducto es pasar agua de un canal de riego por encima de otro canal de riego, un dren o una depresión en el terreno. Por lo general se usa construcciones de concreto armado para este fin. En el caso de cruce con vías de transporte se usará acueductos cuando la rasante de la vía permita una altura libre para el paso de los vehículos de transporte. En caso de cruce de quebradas el puente debe tener suficiente altura para dejar pasar el acueducto las máximas avenidas en el cauce que cruza. Igualmente, si el puente tiene varios pilares, producirá remansamientos y socavaciones que conviene tenerlas en cuenta. La principal ventaja de un acueducto es que, al cruzar el canal o dren, no obstaculiza el flujo libre del agua a través de ellos. La desventaja es que su construcción interrumpe durante un periodo considerable al riego, lo que hace necesarios desvíos correspondientes. Además, el acueducto es una solución cara ya que se diseña como puente y los apoyos de este deben calcularse teniendo en cuenta todas las cargas y asegurar que soporten todos los esfuerzos de la superestructura. 2.2. TRANSICIONES: La transición aguas arriba y abajo del acueducto debe producir en cambio gradual de la velocidad del agua en el canal mismo, hacia el tramo elevado, cambiando también la sección trapezoidal del canal rectangular si está fuera el caso. En cuanto más alta sea la velocidad del agua en el canal, más importante sería disponer de una buena transición. 2.2.1. La Entrada: Por lo general las velocidades del agua son más altas en el acueducto que en el canal, resultando en una aceleración del flujo en la transición de entrada y una disminución del pelo de agua en una altura suficiente para producir el incremento de la velocidad necesario y para superar las pérdida de cargas por fricción y transición. 2.2.2. La Salida: Para estructuras de salida, la velocidad se reduce, por lo menos en parte, a los efectos de elevar la superficie del agua. Esta elevación en la superficie del agua, conocida como la recuperación de la altura de velocidad está normalmente acompañada por una pérdida de conversión, conocida como la pérdida de salida. 2.2.3. Borde Libre: El borde libre para la transición en la parte adyacente al canal, debe ser igual al bordo del revestimiento del canal revestido, en el caso de un canal en tierra el borde libre de la transición será:

• 0.15 m, para tirantes de agua hasta 0.40 m. • 0.25 m, para tirantes de agua desde 0.40 m hasta 0.60 m. • 0.30 m, para tirantes de agua desde 0.60 m, hasta a1.50 mts. El borde libre de la transacción en la parte adyacente al acueducto, debe ser igual al borde libre del acueducto mismo. 2.3. TIPOS: 2.3.1. El acueducto subterráneo: Que se utilizaba mayoritariamente para usos agrícolas. Como tenía muchas filtraciones, esto hacía que el agua se llenase de impurezas. Además, su mantenimiento era muy difícil ya que sólo se podía acceder por respiraderos, en los que el aire se viciaba muy fácilmente.

2.3.2. El acueducto semienterrado: El más utilizado, es también el menos costoso y el que menor mantenimiento necesitaba.

2.3.3. El acueducto descubierto: Es el más conocido actualmente. Era el que necesitaba más previsión y más cálculos. Se usaba únicamente para salvar obstáculos del terreno con los que se encontraban los otros dos tipos de acueducto.

2.4. CRITERO DE DISEÑO HIDRAULICO: El diseño hidráulico de un acueducto se hace antes del diseño estructural. Para el diseño hidráulico de esta estructura es suficiente cambiar la sección de canal por un canal de sección rectangular y para disminuir su sección aumentar la pendiente hidráulica. Con este objeto después de diseñar la sección más conveniente del acueducto se determina las transiciones de entrada y salida para empalmar la sección del canal con la sección del acueducto y respectivamente a la salida. La información mínima para el diseño hidráulico consiste de: • •

Las características hidráulicas del canal de riego. Las elevaciones del fondo del canal de riego, tanto aguas arriba como aguas debajo de la estructura.

En cuanto a la ubicación del acueducto debe asegurarse que el flujo de agua hacia la estructura sea lo más uniforme posible, orientar y alinear el acueducto de tal forma que no sea obstáculo ni para el canal que pasa por el ni para el canal que cruza. Un acueducto se diseña para las condiciones del flujo subcrítico (aunque también se puede diseñar para flujo supercrítico), por lo que el acueducto representa una singularidad en el perfil longitudinal del canal, que crea efectos hacia aguas arriba.

Por lo anterior en la sección 4 de la figura, se tienen las condiciones reales, siendo su tirante real de flujo el correspondiente al Yn del canal, por lo que esta sección representa una sección de control. La ubicación de una sección de control, resulta importante para definir el sentido de los cálculos hidráulicos, en este caso, desde la sección 4 aguas abajo, hacia la sección 1 aguas arriba. Cabe recalcar que para el caso de un diseño en flujo supercrítico, el acueducto sería una singularidad que crea efectos hacia aguas abajo, por lo que la sección de control estará en la sección 1, y los cálculos se efectuarían desde 1 hacia aguas abajo, hacia la sección 4.

3. ALCANTARILLAS: 3.1. GENERALIDADES: Son estructuras de cruce, que sirven para conducir agua de un canal o un dren por debajo de un camino u otro canal. Generalmente, la alcantarilla reduce el cauce de

la corriente, ocasionando un represamiento del agua a su entrada y un aumento de su velocidad dentro del conducto y a la salida. El diseño hidráulico radica en proveer una estructura con capacidad de descargar, económicamente una cierta cantidad de agua dentro de los límites establecidos de elevación del nivel de las aguas y de velocidad. Cuando la altura y la descarga han sido determinadas, la finalidad del diseño es proporcionar la alcantarilla más económica, la cual será la que con menor sección transversal satisfaga los requerimientos de diseño. 3.2. TRANSICIONES: Las transiciones reducen las pérdidas de carga y previenen la erosión disminuyendo los cambios de velocidad. Pueden hacerse de concreto, tierra y suelo – cemento. Las transiciones de concreto son necesarias en los siguientes casos: En los cruces de ferrocarriles y carreteras principales. 3.3. TIPOS: 3.3.1. Alcantarillas en bóveda maciza o de concreto armado: Son estructuras que resisten grandes rellenos encima de su techo. Casi siempre formadas por secciones de espesores variables y con geometría de arcos circulares o parabólicos.

3.3.2. Alcantarillas metálicas: Especialmente utilizadas cuando el relleno es de mediana altura y de solución muy interesante cuando el terreno de fundación es malo, están formadas por tubos metálicos prefabricados o chapas acanaladas de acero galvanizado, premoldeadas para formar tubos de diámetros previsto. Funcionan como estructuras elásticas o flexibles, por lo cual se adaptan a las presiones del relleno que soportan.

3.3.3. Alcantarillas circulares o Tubos de hormigón simple y armado: Generalmente cuando las corrientes de agua son reducidas, se les da paso mediante alcantarillas formadas por tubos. Para pequeños diámetros es suficiente fabricarlos con mezcla húmeda de cemento y arena. Son tubos enterrados, generalmente de diámetros no menores de 90 cm, para facilitar su limpieza y la economía, cuidando también que no sean tubos de diámetros grandes ya que son muy costosos. Para terraplenes destinados a vías férreas se aceptan tubos en hormigón

simple hasta 0.8 m. de diámetro, siempre que sobre el tubo el relleno sea superior a 3 m. y si el terreno es malo se debe colocar una capa de hormigón y a veces inclusive revestir el tubo con ella. 3.3.4. Alcantarillas cajón: Cuando la altura del relleno es pequeña o nula la solución normal puede ser un sistema a porticado o el uso de secciones cajón.

3.4. CRITERIO DE DISEÑO HIDRAULICO: •

• • • • • • • • •

El diseño hidráulico de una alcantarilla consiste en la selección de su diámetro de manera que resulte una velocidad promedio de 1.25 m/s, en ciertos casos se suele dar a la alcantarilla una velocidad igual a la del canal donde ésta será construida, sólo en casos especiales la velocidad será mayor a 1.25 m/s. La cota de fondo de la alcantarilla en la transición de entrada, se obtiene restando a la superficie normal del agua. La pendiente de la alcantarilla debe ser igual al a pendiente del canal. El relleno encima de la alcantarilla o cobertura mínima de terreno para caminos parcelarios es de 0.60 m y para cruces con la panamericana de 0.9 m. La transición tanto de entrada como de salida en algunos casos se conectan a la alcantarilla mediante una rampa con inclinación máxima de 4:1. El talud máximo del camino encima de la alcantarilla no debe ser mayor de 1.5:1 En cruce de canales con camino, las alcantarillas no deben diseñarse en flujo supercrítico. Se debe determinar la necesidad de collarines en la alcantarilla. Normalmente las alcantarillas trabajan con nivel del agua libre, llegando a mojar toda su sección en periodos con caudales máximos. Las pérdidas de energía máximas pueden ser calculadas según la fórmula: 𝑉𝑎2 𝑃𝑒𝑟𝑑. = (𝑃𝑒 + 𝑃𝑓 + 𝑃𝑠) 2𝑔 Donde los

coeficientes

de pérdida pueden ser determinadas:

Pe = Pérdidas por entrada. Ps = Pérdidas por salida. Pf = Pérdidas por fricción en el tubo Va = Velocidad en la alcantarilla. El factor f de las pérdidas por fricción, se puede calcular mediante el diagrama de Moody o por el método que más se crea conveniente.

4. RÁPIDAS: 4.1. GENERALIDADES: Las rápidas son estructuras que ayudan a la disipación de energía en canales. Se utilizan para evitar pendientes excesivas en un canal cuando la inclinación del terreno sea mayor que la de la rasante del mismo; estas conducen el agua desde una elevación mayor a una más baja. En una rápida se pueden distinguir las siguientes partes: •

•

Sección de Control: Es la sección donde se presenta el cambio brusco de pendiente y se caracteriza porque en esta sección se produce el tirante crítico. Rampa: Es el tramo de canal con pendiente mayor que la crítica presentándose en él un escurrimiento de régimen súper crítico.

•

Trayectoria: Es una curva parabólica que liga la rampa con la parte inicial del colchón amortiguador. Se adopta a esta forma debido a que es la trayectoria libre seguida por el agua, de esta manera se evita que el agua se separe de la plantilla produciendo vibraciones y erosión.

4.2. TRANSICIONES: Las transiciones en una rápida abierta, deben ser diseñadas para prevenir la formación de ondas. Un cambio brusco de sección, sea convergente o divergente, puede producir ondas que podrían causar perturbaciones, puesto que ellas viajan a través del trazo inclinado y el disipador de energía. Para evitar la formación de ondas, la cotangente del ángulo de deflexión de la superficie de agua en el plano de planta desarrollado de cada lado de una transición no debería ser menor que 3.3775 veces el número de Froude (F). Esta restricción sobre ángulos de deflexión se aplicaría para cada cambio de sección hecha en la entrada, en el tramo inclinado o en la poza disipadora. Si esta restricción no controla el ángulo de deflexión, el máximo ángulo de deflexión de la superficie de agua en la transición de entrada puede ser aproximadamente 30°. El ángulo de la superficie de agua con el eje en la transición de salida puede ser aproximadamente 25° como máximo. 4.3. CRITERIOS DE DISEÑO HIDRAULICO: Se requiere conocer las propiedades hidráulicas y elevaciones de la rasante y de las secciones del canal aguas arriba y aguas debajo de la rápida, así como un perfil del tramo en la localización de la estructura. Generalmente se debe mantener una pendiente mayor que la necesaria para mantener el régimen crítico, por lo que el tipo de flujo que se establece es el flujo supercrítico. El canal de caída puede tener de acuerdo a la configuración del terreno una o varias pendientes y es generalmente de sección rectangular o trapezoidal. La trayectoria debe diseñarse de modo que la corriente de agua permanezca en contacto con el fondo del canal y no se produzcan vacíos. Si la trayectoria se calcula con el valor de la aceleración de la gravedad como componente vertical, no habrá presión del agua sobre el fondo y el espacio ocupado por el aire aumentará, limitándose así la capacidad de conducción del canal, por lo que se acostumbra usar como componente vertical un valor inferior a la aceleración de la gravedad o

incrementar el valor de la velocidad para que la lámina de agua se adhiera al fondo del canal. La poza de disipación debe ubicarse en el extremo inferior de la trayectoria con el objetivo de absorber parte de la energía cinética generada en la rápida, mediante la producción del resalto hidráulico y contener este resalto dentro de la poza. Con el fin de proteger el canal sobre todo si es en tierra, se puede revestir con mampostería la zona de protección.

5. CAIDAS: 5.1. GENERALIDADES: Cuando el terreno natural por el cual debe pasar un canal tiene una pendiente muy fuerte, para evitar velocidades excesivas deberán proyectarse tramos de canal con pendiente suave ligados por estructuras llamadas caídas.

La secretaría de Recursos Hidráulicos recomienda como caída mínima un metro, pero puede haber hasta de 4 y 5 metros. Cuando el terreno presenta pendiente fuerte en una distancia relativamente corta resulta más conveniente usar una rápida que es una estructura de mayor longitud, aunque ambas cumplen la misma función que es disipar energía del agua evitando con esto la erosión y permitir velocidades bajas en el canal lo cual facilita la operación.

5.2. CRITERIOS DE DISEÑO HIDRAULICO: •

•

Se construyen caídas verticales, cuando se necesita salvar un desnivel de 1 m como máximo, sólo en casos excepcionales se construyen para desniveles mayores. SINAMOS, recomienda que para caudales unitarios mayores a 3000 l/s x m de ancho, siempre se debe construir caídas inclinadas, además manifiesta que la ejecución de estas obras debe limitarse a caídas y caudales pequeños,

• • •

principalmente en canales secundarios construidos en mampostería de piedra donde no se necesita ni obras de sostenimiento ni drenaje. Cuando el desnivel es 0.30 m y el caudal 300 l/s x m de ancho de canal, no es necesario poza de disipación. La caudal vertiente en el borde superior de la caída se calcula con la fórmula para caudal unitario “q”. La caída vertical se puede utilizar para medir la cantidad de agua que vierte sobre ella si se coloca un vertedero calibrado.

•

Por debajo de la lámina vertiente en la caída se produce un depósito de agua de altura yp que aporta el impulso horizontal necesario para que el chorro de agua marche hacia abajo.

6. CANALES ABIERTOS: 6.1. GENERALIDADES: Un canal abierto es un conducto en el cual el agua, fluye con una superficie libre. El movimiento del flujo (agua) en los canales abiertos es producido por efecto de la gravedad, y la distribución de presiones dentro del fluido es generalmente hidrostática. Como se definió, el término canal abierto abarca los flujos que ocurren en canales naturales que recorren los campos, las calles residenciales, las autopistas; así como, los conductos parcialmente llenos que transportan aguas negras, los canales de irrigación y los ríos. Sin excepción, uno de los requerimientos primarios para el desarrollo, mantenimiento y avance de las civilizaciones es la implementación de un sistema completo y económico de suministro de agua, en el cual los canales juegan un importante papel. 6.2. TIPOS: De acuerdo con su origen un canal puede ser natural o artificial. •

Los canales naturales: Influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la tierra, lo cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes, y estuarios de mareas. Las corrientes subterráneas que

transportan agua con una superficie libre también son consideradas como canales abiertos naturales. Las propiedades hidráulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares. En algunos casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistentes en las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analítico de la hidráulica teórica. •

Los canales artificiales: Son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo humano: canales de navegación, canales de centrales hidroeléctricas, canales y canaletas de irrigación, cunetas de drenaje, vertederos, canales de desborde, canaletas de madera, cunetas a lo largo de carreteras etc., así como canales de modelos de laboratorio con propósitos experimentales las propiedades hidráulicas de estos canales pueden ser controladas hasta un nivel deseado o diseñadas para cumplir unos requisitos determinados.

6.3. CRITERIOS DE DISEÑO HIDRAULICO: •

Determinación de Máxima Eficiencia Hidráulica: Se dice que un canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor caudal posible, esta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la sección de máxima eficiencia hidráulica es: 𝒃 𝜽 = 𝟐 ∗ 𝒕𝒈 ( ) 𝒚 𝟐 Donde: θ: Ángulo que forma el talud con la horizontal. b: Plantilla del canal. y: Tirante o altura de agua.

•

Determinación de Mínima Infiltración: Se aplica cuando se quiere obtener la menor pérdida posible de agua por infiltración en canales de tierra, esta condición depende del tipo de suelo y del tirante del canal, la ecuación que determina la mínima infiltración es: 𝒃 𝜽 = 𝟒 ∗ 𝒕𝒈 ( ) 𝒚 𝟐

•

Diseño de secciones hidráulicas: Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, velocidad máxima y mínima permitida, pendiente del canal, taludes, etc.

La ecuación más utilizada es la de Manning o Strickler, y su expresión es: 𝑄=

1 2 1 𝐴𝑅 ⁄3 𝑆 ⁄2 𝑛

Donde: Q = Caudal (𝑚3 /s) n = Rugosidad. A = Área (𝑚2 ) R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda.

7. AFORADOR PARSHALL: 7.1. GENERALIDADES: La conducción elevada Parshall es un dispositivo aforador de camino crítico que se puede instalar en un canal, acequia o surco, para medir el caudal de agua. Es una forma particular de conducción elevada ventura y se denomina como su principal creador, el fallecido R.L. Parshall. La conducción elevada consta de tres secciones principales: una sección convergente o de contracción en su extremo de aguas arriba; un tramo que conduce a una sección contraída o garganta y una sección divergente o creciente aguas abajo. Las conducciones elevadas de dimensiones mayores tienen un suelo de acceso y muros en aleta en el extremo de aguas arriba. El suelo de la sección convergente está nivelado, tanto en sentido longitudinal como transversal. El suelo de la garganta se inclina hacia abajo y el suelo de la sección divergente se inclina hacia arriba. 7.2. CRITERIO DE DISEÑO HIDRAULICO: La descarga por la conducción elevada Parshall puede tener lugar en condiciones derrame libre o derrame sumergido. Para determinar el régimen de descarga, se disponen dos limnímetros (Ha y Hb). Ambos limnímetros se gradúan con el punto cero en la cota media de la coronación de la conducción elevada. Cuando se elige la relación correcta entre la anchura de la garganta y la descarga, la velocidad de aproximación queda automáticamente controlada. Este control se realiza eligiendo una anchura de garganta que sea suficiente para adaptarse al caudal máximo que haya que medir, aunque debe ser lo suficientemente estrecha para hacer que se produzca un aumento en la profundidad de la corriente aguas arriba. Esto da como resultado una superficie mayor de sección transversal de la corriente de aproximación y, por ende, una reducción de la velocidad. CONCLUSION: ❖ Ninguna estructura complementaria en canales tendrá buenos resultados si no se desarrollan de acuerdo a sus criterios de diseño hidráulico.

ANEXOS:

Anexo N°01: Sifon Invertido

Anexo N°02: Acueductos

Anexo N°03: Alcantarillas

Anexo N°04: Rápidas Hidráulicas

Anexo N°05: Caída Hidráulica

Anexo N°06: Canales

Anexo N°07: Aforador Parshall

BIBLIOGRAFIA: ❖ ASOCIATION CONCRETO INSTITUTE ACI; “Diseño de Obras Hidráulicas” – I Edición – Perú – 1994. ❖ ROSELL CALDERON CESAR; “Irrigación”- Fondo Capitulo de Ingeniera Civil – II Edición – Perú – 1998 ❖ NOVAK; “Hidráulica Aplicada” - 1981 ❖ http://www.ana.gob.pe/media/389716/manual-dise%C3%B1os-1.pdf ❖ https://es.scribd.com/presentation/196678759/Estructuras-complementarias ❖ http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/dise%F1o_y_aspectos_con structivos_en_obras_de_arte.pdf