Daviddddd
Páginas: 8 (1958 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2010
PRIMER AVANCE: DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO
1. SECCIÓN HIDRÁULICA OPTIMA
* 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, ésta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la sección de máxima eficiencia hidráulica es: siendo que elángulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z)
* Determinación de Mínima Infiltración Hidráulica
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:
La siguiente tabla presenta estas condiciones, ademásdel promedio el cual se recomienda.
Relación plantilla vs. Tirante para máxima eficiencia, mínima infiltración y el promedio de ambas
De todas las secciones trapezoidales, la más eficiente es aquella donde el ángulo a que forma el talud con la horizontal es 60°, además para cualquier sección de máxima eficiencia debe cumplirse: R = y/2 donde:
R = Radio hidráulico
y = Tirante del canalNo siempre se puede diseñar de acuerdo a las condiciones mencionadas, al final se imponen una serie de circunstancias locales que imponen un diseño propio para cada situación.
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:
donde:
Q = Caudal (m3/s)
n = Rugosidad
A = Área (m2)
R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda / Perímetro
Húmedo
S = Pendiente
Relaciones geométricas de las secciones transversales más frecuentes
* Criterios de diseño
Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseño decanales, 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.
a. Rugosidad.- Esta depende delcauce y el talud, dado a las paredes laterales del mismo, vegetación, irregularidad y trazado del canal, radio hidráulico y obstrucciones en el canal, generalmente cuando se diseña canales en tierra se supone que el canal está recientemente abierto, limpio y con un trazado uniforme, sin embargo el valor de rugosidad inicialmente asumido difícilmente se conservará con el tiempo, lo que quiere decir queen la práctica constantemente se hará frente a un continuo cambio de la rugosidad. La siguiente tabla nos da valores de "n" estimados, estos valores pueden ser refutados con investigaciones y manuales, sin embargo no dejan de ser una referencia para el diseño:
Valores de rugosidad "n" de Manning
n | Superficie |
0.010 | Muy lisa, vidrio, plástico, cobre. |
0.011 | Concreto muy liso |0.013 | Madera suave, metal, concreto frotachado |
0.017 | Canales de tierra en buenas condiciones |
0.020 | Canales naturales de tierra, libres de vegetación |
0.025 | Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el fondo |
0.035 | Canales naturales con abundante vegetación |
0.040 | Arroyos de montaña con muchas piedras |
b. Talud apropiado según el tipo dematerial.- La inclinación de las paredes laterales de un canal, depende de varios factores pero en especial de la clase de terreno donde están alojados, la U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda un talud único de 1,5:1 para sus canales, a continuación se presenta un cuadro de taludes apropiados para distintos tipos de material.
Taludes apropiados para distintos tipos de material
MATERIAL | TALUD...
1. SECCIÓN HIDRÁULICA OPTIMA
* 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, ésta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la sección de máxima eficiencia hidráulica es: siendo que elángulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z)
* Determinación de Mínima Infiltración Hidráulica
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:
La siguiente tabla presenta estas condiciones, ademásdel promedio el cual se recomienda.
Relación plantilla vs. Tirante para máxima eficiencia, mínima infiltración y el promedio de ambas
De todas las secciones trapezoidales, la más eficiente es aquella donde el ángulo a que forma el talud con la horizontal es 60°, además para cualquier sección de máxima eficiencia debe cumplirse: R = y/2 donde:
R = Radio hidráulico
y = Tirante del canalNo siempre se puede diseñar de acuerdo a las condiciones mencionadas, al final se imponen una serie de circunstancias locales que imponen un diseño propio para cada situación.
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:
donde:
Q = Caudal (m3/s)
n = Rugosidad
A = Área (m2)
R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda / Perímetro
Húmedo
S = Pendiente
Relaciones geométricas de las secciones transversales más frecuentes
* Criterios de diseño
Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseño decanales, 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.
a. Rugosidad.- Esta depende delcauce y el talud, dado a las paredes laterales del mismo, vegetación, irregularidad y trazado del canal, radio hidráulico y obstrucciones en el canal, generalmente cuando se diseña canales en tierra se supone que el canal está recientemente abierto, limpio y con un trazado uniforme, sin embargo el valor de rugosidad inicialmente asumido difícilmente se conservará con el tiempo, lo que quiere decir queen la práctica constantemente se hará frente a un continuo cambio de la rugosidad. La siguiente tabla nos da valores de "n" estimados, estos valores pueden ser refutados con investigaciones y manuales, sin embargo no dejan de ser una referencia para el diseño:
Valores de rugosidad "n" de Manning
n | Superficie |
0.010 | Muy lisa, vidrio, plástico, cobre. |
0.011 | Concreto muy liso |0.013 | Madera suave, metal, concreto frotachado |
0.017 | Canales de tierra en buenas condiciones |
0.020 | Canales naturales de tierra, libres de vegetación |
0.025 | Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el fondo |
0.035 | Canales naturales con abundante vegetación |
0.040 | Arroyos de montaña con muchas piedras |
b. Talud apropiado según el tipo dematerial.- La inclinación de las paredes laterales de un canal, depende de varios factores pero en especial de la clase de terreno donde están alojados, la U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda un talud único de 1,5:1 para sus canales, a continuación se presenta un cuadro de taludes apropiados para distintos tipos de material.
Taludes apropiados para distintos tipos de material
MATERIAL | TALUD...
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