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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS TRABAJO “MONOGRAFIA DE ACUEDUCTO”

PRESENTADO POR: 

ACERO ESTAÑA, OLGER



FRISANCHO DE LA CRUZ, ROBERTO CARLOS



GONZALES QUISPE JULIO CARLOS



PACOMPIA BELIZARIO ALEX RUBÉN

DOCENTE: ING. NANCY ZEVALLOS

PUNO – PERÚ 2019

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Estructuras Hidráulicas

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ÍNDICE 1. ACUEDUCTO……………………..…………………………………………...4 2. HISTORIA DE LOS ACUEDUCTOS…………………………………………………………..……7 3. LOS ACUEDUCTOS EN EL PERÚ…...……………………………………………………………………..10 A. DIMENSIONES ¿Cuáles son las dimensiones de las estructuras que componen los acueductos?…………………………………………………………………………..11 ¿Cuánto cuesta el mantenimiento de un acueducto?……………………………12 B. CAPTACIÓN Y DERIVACIÓN HÍDRICA ¿Cuánta agua puede captar o derivar cada acueducto?……………………………………………………………………………13 ¿Cómo se logró mantener la dirección e inclinación de los canales si no existían elementos de comunicación para hacer topografía subterránea?.......13 ¿Cuántos acueductos tiene el Perú y cuáles aún funcionan?..........................15 4. LOS ACUEDUCTOS EN EL SIGLO XXI.……………………………………………………………………………17 5. TIPOS DE ACUEDUCTOS………………..………………………………..24 6. DISEÑO HIDRAULICO DE ACUEDUCTOS …………………………………………………………………………………27 7. EJERCICIO RESUELTO……………………………………………………36 8. CONCLUSIONES…………………………………………………………....39 9. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………….40

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1. ACUEDUCTO DEFINICION: es un sistema o conjunto de sistemas de irrigación que permite transportar agua en forma de flujo continuo desde un lugar en el que está accesible en la naturaleza hasta un punto de consumo distante, generalmente una ciudad o poblado. (del latín, aquaeductus, que transporta agua)

Cualquier asentamiento humano, por pequeño que sea, necesita disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. La solución empleada desde antiguo consistía en establecer el poblamiento en las proximidades de un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo. Otra solución consiste en excavar pozos dentro o fuera de la zona habitada o construir aljibes. Pero cuando el poblamiento alcanza la categoría de auténtica ciudad, se hacen necesarios sistemas de conducción que obtengan el agua en los puntos más adecuados del entorno y la lleven al lugar donde se ha establecido la población.

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Puente del Gard, Francia

Incluso cuando la población estaba a orillas de un río, la construcción de conducciones era la mejor forma de garantizar el suministro, en vez de extraer el agua del río que, aunque estuviera muy cerca, generalmente tenía un nivel más bajo que el poblado. En otras ocasiones se hacía el acueducto porque el agua era de mejor calidad que la del río. Para cubrir esta necesidad se emprenden obras de gran envergadura que puedan asegurar un suministro de agua. Aunque existían precedentes en las civilizaciones antiguas del Próximo Oriente y los ingenieros griegos habían construido conducciones eficientes, los ingenieros romanos, gracias fundamentalmente a su uso del hormigón, fueron los que pusieron a punto técnicas que se pudieron generalizar por todas las ciudades del Mediterráneo. Con todo, los factores técnicos no fueron los únicos que contribuyeron a difundir este tipo de obras, hizo falta también la unidad política del Imperio y la existencia de un sistema económico fuerte que creara las condiciones para el desarrollo urbano.

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La mayor parte del recorrido se hacía por canales, en general cubiertos, que se construían por las laderas de los montes, siguiendo la línea de pendiente deseada (generalmente pequeña, del orden del 0,004 %), y se situaban cada cierto tiempo cajas de agua o arcas de agua, pequeños depósitos que servían para regular el caudal o decantar los sólidos, normalmente arena, que las aguas pudieran arrastrar. Cuando se debía salvar un camino, a un nivel un poco más bajo que el del acueducto, se usaban sifones, en los que el agua pasaba bajo el obstáculo y volvía a subir al nivel anterior. A menudo debían salvar desniveles más grandes y en ellos adoptaban la forma de arquería o puente, puesto que hacer conducciones en sifón capaces de resistir altas presiones era más caro. Como los puentes son la parte más visible de la obra, ha quedado la costumbre de llamar «acueducto» a la propia arquería.

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En muchas ocasiones, estos acueductos romanos continuaron en uso durante la Edad Media e incluso en tiempos modernos, gracias a arreglos y restauraciones. Y, por supuesto, se continuaron haciendo nuevos. Las soluciones aplicadas a los acueductos romanos se siguieron usando sin modificaciones sustanciales hasta el siglo XIX. En el siglo XX, los progresos en la producción de cementos, el armado del hormigón con acero, los nuevos materiales y técnicas en la construcción de conductos y la posibilidad de construir potentes estaciones de bombeo revolucionaron las conducciones de agua y simplificaron su adaptación al terreno

2. HISTORIA DE LOS ACUEDUCTOS

Un acueducto se define como un conducto artificial para trasladar agua desde una fuente de abastecimiento y que puede ser utilizada para consumo en viviendas, riego o recolecta y para transportar aguas residuales (alcantarillado). El primer acueducto se denominó “Jerwan”, construido en el año 700 a.C., en Nínive, capital de Asiria. En esa misma época, Ezequías, rey de Judá (715 a 586 a.C.), planificó y construyó un sistema de abastecimiento de agua de 30 km de longitud para la ciudad de Jerusalén. El poderoso Imperio Romano desarrolló muchos acueductos a partir del año 312 a.C. con fuentes de aguas subterráneas como Aqua Appia bautizado, luego, como Estructuras Hidráulicas

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la Vía Apia, en honor a Apio Claudio, el emperador. En el año 145 a.C., el pretor Marcio construyó el primer acueducto que transportaba agua a nivel del suelo, con 90 km de longitud, llamado Aqua Marcia. En el año 70 a.C. ya existían más de 10 sistemas que suministraban 135.000 m3 de agua al día, lo que obligó a designar como superintendente de aguas de Roma, a Sextos Julios Frontinus. Durante sus invasiones a diferentes zonas de Europa como Francia, España, Turquía y Alemania, los romanos construyeron varios acueductos. En esta última región, el acueducto de Eifel, el más grande conocido de esa época (80 años d.C.), de 130 km de largo (incluidos los ramales) desde la zona alemana de Eifel, hasta Colonia después de su caída, los acueductos del área de su jurisdicción dejaron de funcionar. Entre el año 500 y 1500 d.C., hubo muy poco desarrollo en este campo, específicamente en el tratamiento y purificación que, en la mayoría de los casos, se hacía con aireación.

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EL TORREON DE LOZOYA – PORTUGAL

En Latinoamérica, las culturas indígenas aztecas, en México; mayas, en Guatemala; e Incas en Perú y Bolivia, crearon verdaderas obras de ingeniería para abastecer a sus poblaciones. Un ejemplo nacional es el acueducto de Guayabo, Turrialba, construido hace más de 1.000 años y declarado Patrimonio de la Ingeniería por la Asociación Americana de Ingenieros (2009). Los acueductos indígenas fueron destruidos durante la conquista española. Por esta razón, en la época de la Colonia, en Latinoamérica, se presentaron grandes epidemias debido a problemas de higiene.

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Este dibujo muestra la excavación de los túneles de un acueducto bajo la superficie del terreno.

El agua potable. En 1804, John Gill desarrolló, en Escocia, el primer suministro de agua potable filtrada trasladada a Glasgow. En 1806, en París, se comenzó a operar la mayor planta potabilizadora de la época, con un sedimentador y un filtro de arena y carbón, con 12 y 6 horas de tiempo de retención, respectivamente. En 1827 el inglés James Simplon construyó un filtro “lento” de arena muy efectivo para potabilizar el agua. No obstante, el mayor desarrollo en plantas potabilizadoras se dio después de 1854, con el descubrimiento de John Snow de que el agua contaminada del pozo en Golden Square (Londres), era la causa del brote del cólera. En el siglo XX, después del descubrimiento de Pasteur y Koch, tanto en Europa, América como en otros continentes, se realizaron importantes obras de ingeniería para potabilizar y trasladar el agua a grandes ciudades. Actualmente, existen Estructuras Hidráulicas

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megaplantas potabilizadoras como la de Cutzamala, en México, que abastece más de 10 millones de habitantes.

SISTEMA DE ACUEDUCTOS ROMANOS

3. LOS ACUEDUCTOS EN EL PERÚ Son sistemas hidráulicos de captación y conducción de aguas de los acuíferos subterráneos hasta los centros poblacionales y/o de producción agrícola. Los podemos encontrar principalmente en las tierras desérticas de Nazca en Ica, dónde nuestros antepasados los construyeron para transportar el agua para su consumo y para regar los campos agrícolas durante todo el año.

¿En qué consiste ese sistema? Los Nazqueños captaban el agua en los valles medio alto, proveniente de puquiales o manantiales alimentada por los ríos Aija, Tierras Blancas y Nazca, para luego conducirlas mediante canales subterráneos hasta los campos agrícolas. En ocasiones el canal iba por un tramo superficial hasta verter sus aguas en reservorios Estructuras Hidráulicas

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o q’ochas donde se almacenaban para su posterior distribución. Algunos canales fueron construidos a una profundidad de más de siete metros. De manera que no se desperdiciaba en lo absoluto el recurso hídrico. Los encontramos entre los 500 y 1000 metros sobre la superficie del mar: Las coordenadas son: 74°50’ – 75°05’ de Longitud Oeste y 14°46’ – 14°52’ de Latitud Sur.

A. DIMENSIONES ¿cuáles son las dimensiones de las estructuras que componen los acueductos? En cuanto a la dimensiones: la parte subterránea tiene un ancho promedio de base de 80 centímetros, con paredes revestidas con piedra canto rodado. Los canales superficiales tienen un ancho promedio de base de un metro y la longitud de los acueductos varía entre 400 a 1000 metros, de los que se ha podido hacer

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mediciones. En un canal subterráneo el agua debería discurrir a alta presión, eso es lo que sostienen los ingenieros hidráulicos de hoy; sin embargo, en la práctica nuestros antepasados utilizaban otras técnicas.

Ellos usaron los buzones de sección helicoidal que también son denominados “chimeneas”, “embudos” o “respiradores”, los mismos que se encuentran cada cierto tramo (50,100 y 120 metros) sobre el acueducto y sirven para dos cosas: 1) Para realizar el mantenimiento 2) Cargar con la presión atmosférica al acueducto para mantener el régimen de flujo. ¿Cuánto cuesta el mantenimiento de un acueducto? Si se realiza un trabajo comunitario en periodos secos, para deshierbar, extraer sedimento de los canales, limpiar las paredes rocosas y descolmatar los reservorios, el costo debería ser cero. La idea es que los miembros de la comunidad que se beneficien con el agua que proveen los acueductos, practiquen la tradicional “limpia de la acequia andina”, y no estar esperando que el gobierno lo haga todo a través de programas asistencialistas.

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Las chimeneas o respiraderos de los acueductos se separan uno de otro en distancias de 50, 100 o 150 metros, sirven para cargar con la presión atmosférica a los canales y mantener el régimen de flujo.

B. CAPTACIÓN Y DERIVACIÓN HÍDRICA

¿Cuánta agua puede captar o derivar cada acueducto? Pequeños caudales que van desde 13 hasta 67 litros de agua por segundo (l/s), lo suficiente para satisfacer las demandas de la población, tanto para consumo y riego.

¿Cómo se logró mantener la dirección e inclinación de los canales si no existían elementos de comunicación para hacer topografía subterránea? Es una pregunta muy interesante, pero a la vez muy difícil de responder. Es probable que el proceso de construcción se haya realizado, primero, cavando un pozo hasta el nivel del agua subterránea, luego se haya trabajado el canal Estructuras Hidráulicas

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subterráneo hasta el siguiente pozo que se debía construir, así de manera sucesiva hasta la cota al nivel del terreno donde construían el canal superficial para terminar en el reservorio, y de ahí se distribuían a los campos de cultivo. Es impresionante y admirable como lograron mantener la dirección sin elementos de comunicación para hacer topografía, pues si le ponían mucha inclinación el agua iba muy rápida y podría erosionar el suelo y con poca inclinación el agua iría lenta con el riesgo de sedimentar. Es un trabajo perfecto que la ciencia actual no lo puede descifrar aún.

¿cuándo fueron construidas estas estructuras? Estos sistemas fueron construidos por la civilización preincaica hace unos 1,600 años (600 a.C. y 400 d.C ) y algunas de ellas siguen en funcionamiento. Otro aspecto que es materia de investigación es cómo fijaron las piedras (canto rodado) entre sí para soportar los embates de la naturaleza, sobre todo los terremotos.

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¿Cuántos acueductos tiene el Perú y cuáles aún funcionan? Tenemos evidencias concretas en la localidad de Nasca, aunque por las publicaciones que hacemos a través de Hidráulica Inca nos indican que en el Cusco también hay algunas muestras de estas tecnologías, que no hemos llegado aún a verificar. Según un estudio del Ing. Luis Delgado Gutarra (UNI, 2003) existen 29 acueductos, de los cuales solo siete funcionan en relativo buen estado. Ellos son Achato, Ocongalla y Cantalloc, y en condiciones regulares Orcona y Huachuca, todas en Nasca. Antiguamente el aprovechamiento del agua era más eficiente debido a la buena gestión y mantenimientos de las estructuras, a diferencia de lo que vemos en la actualidad, donde de 100 litros disponibles, solo 30 van a la planta misma y el resto se pierde por la conducción y la mala aplicación. El sector agrícola es uno de los más ineficientes en el uso de las aguas

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¿cuál era el método de riego que empleaba el antiguo hombre peruano? Nuestros antepasados lograron dominar las alturas, las pendientes y la gravedad. Antes el riego era 100% por gravedad, dejando que el agua discurra de manera suave a través de sus campos de cultivos; para ellos todo tenía vida y debía ser usado con respeto. La madre agua o “yaku mama” regaba sus papas y ollucos, y eso era un momento de fiesta. Los campesinos más que “gestionar el recurso hídrico” criaban el agua, la escuchaban y comprendían sus mensajes. Eso debe ser comprendido por los técnicos y profesionales del ramo.

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4. LOS ACUEDUCTOS EN EL SIGLO XXI En la actualidad es cierto que la tecnología avanzó vertiginosamente y con ellos los avances tecnológicos en la construcción de los acueductos; para abastecer las necesidades de una población que crece vorazmente por ello los ingenieros proveen y diseñan estructuras adecuadas y duraderas. en el siglo XXI gracias a los diseños más modernos y con materiales más sofisticados dan mejores servicios a los consumidores. Algunos ejemplos de la ingeniería en los acueductos tenemos:

A. ACUEDUCTO II DE QUERÉTARO, MODERNIDAD HIDRÁULICA Esta obra hidráulica, que beneficia a más de 900 mil personas, es considerada una de las más modernas de América Latina.

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El Acueducto II es la obra hidráulica más grande del estado de Querétaro desde que se construyó el original en 1738. Con una línea de conducción de 123 kilómetros, lleva el agua a la capital queretana y sus alrededores desde los manantiales del río Moctezuma, cuatro kilómetros abajo de la formación rocosa del Cañón del Infiernillo. El agua de dichos manantiales es de gran calidad. El caudal mínimo en tiempos de estiaje es de 1,500 litros por segundo, que representa un abasto de 50 millones de metros cúbicos anuales, es decir, la cantidad de agua para llenar 50 veces el Estadio Azteca.

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Esta obra cumple con todos los estándares de eficiencia en conducción y uso de energía, además de respetar el medio ambiente y al mismo tiempo beneficiar a más de 900 mil personas. La planta potabilizadora del Acueducto II de Querétaro posee la tecnología más moderna, lo que garantiza la calidad del agua para la población B. ACUEDUCTO LANGDEEL, HOLANDA Cercano a la población de Leeuwarden, pasa por encima de la autopista N31. Construido entre 2004 y 2007, de 110m de longitud, 25m de ancho y una profundidad de 2’78m

C. ACUEDUCTO EDSTONE, REINO UNIDO Se trata del más largo de Inglaterra con una longitud de 145m. Forma parte del canal Stratford-upon-Avon y se encuentra entre las poblaciones de Edstone y Little Alne para salvar las vías de ferrocarril Estructuras Hidráulicas

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D. NAVIDUCTO KRABBERSGAT, HOLANDA Los naviductos son un tipo especial de acueductos navegables ya que incluyen compuertas. Éste en cuestión se encuentra cerca de Enkhuizen y da servicio a los barcos que pretenden pasar del Markermeer al Ijsselmeer.

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E. ACUEDUCTO VELUWEMEER, HOLANDA Este acueducto pasa por encima de la carretera N-302, que une la isla artificial de Flevoland (la mayor isla artificial del mundo) con la tierra firme de la provincia de Gelderland justo en la población de Harderwijk.

F. ACUEDUCTO DEL PONT DU SART, BÉLGICA Estructura de hormigón armado que soporta un tramo de 498m del Centrumkanaal en el oeste de Bélgica por encima de la rotonda de conexión entre la N55 y la N552 ubicada cerca de Houdeng-Goegnies. Un mastodonte de 65.000 toneladas de peso soportado por 28 columnas de 3m de diámetro

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G. ACUEDUCTO RINGVAART HAARLEMMERMEER, HOLANDA El canal Ringvarrt rodea, por lo que ya hacía suponer el término “ring”, el polder de Haarlemermmeer. El acueducto cruza sobre la autopista A4, entre las poblaciones de Vredeburg y Oude Weterig, a medio camino de La Haya y Amsterdam

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H. PUENTE DE MAGDEBURG, ALEMANIA.ACUEDUCTOS EUROPEOS MAGDEBURG El más largo de los acueductos navegables del mundo con 918m El proyecto se inició en 1905, pero evidentemente sufrió un parón en 1942 por la II Guerra Mundial el cual se prolongó durante la denominada Gerra Fría, hasta que en 1997 se retomaron las obras que terminaron en 2003. Su estructura de hormigón armado cruza por encima del río Elba, conectabdo el canal Elbe-Havel con el Mittellandkanal y supuso un ahorro de 12km en el transporte de mercancias y de embarcaciones de pasajeros

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5. TIPOS DE ACUEDUCTOS A. Acueductos a gravedad (1) Sistema de producción Plano de carga Bocatoma Desarenador PTAP

B. Acueductos a gravedad (2) Sistema de producción Plano de carga Bocatoma Desarenador PTAP

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C. Acueductos por bombeo (1) Sistema de producción Plano de carga Bocatoma Desarenador PTAP

D. Acueductos por bombeo (2) Sistema de producción Plano de carga Bocatoma Desarenador PTAP

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E. Acueductos a gravedad. Sistema Almacenamiento Plano de carga PTAP

de

distribución

F. Acueductos por bombeo. Sistema Almacenamiento Plano de carga PTAP

de

distribución

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G. Acueductos mixtos Sistema de distribución Almacenamiento PTAP Almacenamiento Almacenamiento

6. DISEÑO HIDRAULICO DE ACUEDUCTOS GENERALIDADES 1. Análisis Económico, Geográfico y Poblacional 2. Captación 3. Aducción 4. Desarenador 5. Conducción 6. Tratamiento de potabilización 7. Almacenamiento 8. Red de distribución

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A. ANÁLISIS ECONÓMICO, GEOGRÁFICO Y POBLACIONAL

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ESTIMACION DE LA DOTACION NETA Y BRUTA Dotación Neta: Cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un suscriptor o de un habitante, sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto.

Dotación Bruta: Cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante, considerando las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. Pérdidas de agua en el sistema de acueducto: Es la diferencia de entre el volumen de agua tratada y medida a la salida de las plantas potabilizadoras y el volumen de agua entregado a la población y que ha sido medido en las acometidas domiciliarias del municipio (25% Según Resolución 330 de 2017).

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Caudal medio diario (Qmd) : Promedio de los consumos diarios de caudal en un periodo de un año, proyectando al horizonte de diseño.

Caudal máximo diario (QMD) : Consumo máximo registrado durante 24 horas a lo largo de un periodo de un año, mayorado por el coeficiente de consumo máximo

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diario (k1).

Caudal máximo horario (QMH) : Consumo máximo registrado durante una hora en un periodo de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio, mayorado por un coeficiente de consumo máximo horario (k2).

B. CAPTACION a) generalidades: Son estructuras que se colocan directamente sobre fuentes superficiales o subterráneas, con el fin de surtir una red de acueducto, generar energía o desarrollar sistemas de riego. Los tipos de captación son esencialmente diferentes según que se desee captar las aguas de ríos, manantiales, lagos, embalses, pozos profundos o someros. b) criterios de factibilidad y localización: Estructuras Hidráulicas

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1. El caudal del rio o manantial debe ser bastante mayor que el caudal de diseño, y la profundidad del cuerpo de agua no debe ser menor de un cierto valor mínimo. 2. El cauce debe ser estable y tener firmeza en sus orillas, con el fin de que no existan derrumbes, sedimentos o erosiones que puedan interferir en el comportamiento óptimo de la captación. 3. Se debe prever una carga (altura) suficiente para mover el agua hasta el sitio de bombeo; o bien, que se produzca el flujo por gravedad y el gasto estimado en el diseño. 4. Se debe suponer un periodo de diseño de 30 años

c) tipos de obras de captación:  Captación lateral  Captación flotante  Captación sumergida o de fondo  Captación mixta  Captación tipo dique

C. ADUCCIÓN Se define como línea de aducción en un sistema de acueducto al conducto que transporta el agua de la bocatoma, desde la cámara de derivación, hasta el desarenador.

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Características:  Funciona con flujo a superficie libre, solo en épocas de altas aguas funciona a presión.  La línea de aducción se diseña para el caudal máximo diario, con diámetros y velocidades ideales para evitar la sedimentación y la abrasión respectivamente.

D. DESARENADOR Tienen como función remover las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar. Aspectos para un buen proceso de desarenación :  Temperatura y viscosidad del agua  Forma y porcentaje a remover de la partícula de diseño.  Eficiencia de la pantalla deflectora

E. CONDUCCION Componente del sistema de abastecimiento de agua a través del cual se transporta ésta desde el desarenador hasta la planta de tratamiento, al tanque de almacenamiento o directamente a la red de distribución. Tipos de conducciones según comportamiento hidráulico:  Canales abiertos

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 Conductos cerrados sin presión  Conductos cerrados a presión en los cuales el agua se impulsa por gravedad o mediante estaciones de bombeo.  Conducciones mixtas DISPOSITIVOS EN LINEAS DE CONDUCCION  Tanques para quiebre de presión  Válvulas reguladoras de presión  Válvulas o ventosas de aire  Válvulas de purga  atraques

F. ALMECENAMIENTO Funciones de los tanques reguladores o de almacenamiento en un sistema de abastecimiento de agua: 1. Atender las variaciones del consumo de agua. 2. Mantener las presiones de servicio en la red de distribución 3. Almacenamiento del vital líquido para atención de emergencias.

Consideraciones para el diseño: 1. Capacidad 2. Localización de tanques Estructuras Hidráulicas

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3. Tipo de tanque según el soporte 4. Capacidad: 1/3 del total diario según QMD

G. RED DE DISTRIBUCION Es un conjunto de conductos cerrados a través de los cuales se transporta el agua bajo presión a los diferentes puntos de consumo. Tipos de redes: 1. Tipo ramificado 2. Tipo mallado 3. Sistemas de gravedad. 4. Sistemas de bombeo Consideraciones: 1. Las redes deben satisfacer el caudal máximo horario. 2. En ciudades y poblaciones grandes se debe tener en cuenta el caudal de incendios más el del consuno industrial 3. En poblaciones con pendientes escarpadas, se debe diseñar con el diámetro real de la tubería. 4. Es indispensable sectorizar la red de la localidad para mantener las presiones de servicio en un rango tolerable.

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7. EJERCICIO RESUELTO DATOS INICIALES Q= n= S= Q= z= b=

VA 0.014 0.001 4 0.5 1.7 DISEÑO DEL ACUEDUCTO 1 Diseño del canal de riego Según la maxima eficiencia

4% m3/s m

Hallamos el ángulo de Z=0.5 arc tan(0.5)= 26.565 θ= 63.435 b/y= 1.236 b= 1.7 Entonces y= 1.37540453 m Área de la sección trapezoidal A= 3.28405651 m2 Pm= 4.77549803 m Rh=

0.6876888

m

V= 1.75981331

m/s

Borde libre sera: F= 0.45846818 Por lo tanto la altura del canal será: Y+F= 1.83387271 2 Calculo del conducto del Puente Canal En función del Tirante Critico

m

…….(1) ……..(2) Estructuras Hidráulicas

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Yc= 2*Emin/3

Emin=0.97

De 1 y 2:

bc= 1.45450996 3 Se calculan los parámetros críticos de la canaleta yc= 0.91693635 Ac= 1.33369306 m2 Q= Ac*Vc Vc= Q/Ac Vc= 2.99919083 m/s El valor está por debajo de la velocidad de3m/s Se recomienda el 10% más del ancho critico calculado bc= 10%bc+bc bc= 1.59996096 =1.6 m Ahora por manning

Rh= Y/2

Ycanal= 1.4023384 Ahidraulica= 2.24374143 Rh= 0.7011692

m m2 m

Vcanal= 1.78273661 m/s 4 Calculo de la transición de entrada y la de salida: 𝐿=

𝐵 𝐵 ( 2𝑐 − 𝑧ℎ) − 2 tan(12°30")

3.53 1.6 ( 2 − 0.5 ∗ 1.83) − 2 𝐿= tan(12°30")

L= 1.42839103 L= 1.5 5 Calculo de las pérdidas de carga en las transiciones: Tabla N°03: Valores de Ke y Ks según el tipo de transición

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ℎ1−2 = 𝐾𝑒 ∆ℎ𝑣 ∆ℎ𝑣 =

𝑣1 2 𝑣2 2 − 2𝑔 2𝑔

Calculando la diferencia de alturas por perdida: ∆ℎ𝑣 =

1.762 1.782 − 2 ∗ 9.81 2 ∗ 9.81

∆ℎv= -0.00360856 entonces: h1-2= -0.00072171 m 6 Calculo de los efectos de la curva de remanso: Calculo de la diferencia de altura desde el punto 2 al 3: ∆𝑍3−4 = 𝑆𝐿 ∆𝑍3−4 =

0.0086 m 7 Luego se calcula el tirante hidráulico en el punto de salida: 𝐸4 = 𝑌4 +

𝑣4 2 𝑣𝑛 2 = 𝑌𝑛 + 2∗𝑔 2∗𝑔

Aplicando Bernoulli en el punto 4: 𝐸4 = 𝑌4 +

𝑣4 2 𝑣3 2 = 𝑌3 + 2∗𝑔 2∗𝑔

𝐸4 = 𝑌4 +

1.762 1.782 = 1.4 + 2 ∗ 9.81 2 ∗ 9.81

E4= 1.40360856

m

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8. CONCLUSIONES Los acueductos forman parte esencial de ciertos sistemas hidráulicos y su existencia se remonta casi al origen de la ingeniería hidráulica, fueron utilizados por diversas civilizaciones en el mundo, enfocándonos en el PERÚ su uso fue esencial para sistemas de irrigación y abastecimiento de aguas que es la base para la instalación de cualquier población, por ello su uso aún perdura con casi los mismos criterios de diseño y selección, en tanto es necesario para nuestro campo de estudio corroborar dichos criterios de diseño y formular o estudiar nuevos que se adapten a las necesidades de nuestras obras hidráulicas.

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9. BIBLIOGRAFÍA 

“DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS”, EDGAR HURTADO CHÁVEZ, PRIMERA EDICIÓN, PUNO – 2012



https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&ved=2ahU KEwi54oPppsHiAhWCjlkKHU_OBRAQjRx6BAgBEAU&url=http%3A %2F%2Fwww.rtve.es%2Falacarta%2Fvideos%2Fingenieriaromana%2Fingenieria-romanaacueductos%2F3333455%2F&psig=AOvVaw12I68M6p8zpBdS8do0w RX5&ust=1559238667288671, imágenes.

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