sistemas computacionales

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

INGENIERÍA CIVIL

HIDRÁULICA DE CANALES

FLUJO UNIFORME

1/11

Diseño de canales no revestidos
El comportamiento del flujo en un canal erosionable está influido por una gran variedad de factores
físicos y de condiciones de campo complejas e inciertas. La ecuación de flujo uniforme, la cual es
apropiada para el diseño de canales estables noerosionables, no da una condición suficiente para el
diseño de canales erosionables. Esto se debe a que la estabilidad de canales erosionables, la cual
gobierna el diseño, depende principalmente de las propiedades del material que forma el cuerpo del
canal más que de la hidráulica de flujo en el canal. Sólo después de que se obtiene una sección
estable para el canal erosionable puede utilizarse laecuación de flujo uniforme para calcular la
velocidad de flujo y el caudal. En este contexto, una sección estable del canal es aquella en la cual
no ocurre una socavación o sedimentación objetable. Hay tres tipos de secciones inestables:
1. Socavación sin sedimentación.
Este caso puede ocurrir cuando el canal lleva agua sin sedimento o agua con muy poco
sedimento, pero con suficiente energía paraerosionar el canal.
2. Sedimentación sin erosión.
Esta situación resulta cuando el agua lleva una carga alta de sedimentos a una velocidad
que permite la sedimentación.
3. Sedimentación y erosión.
Este caso ocurre cuando el material de excavación es susceptible a la erosión y el agua
acarrea una carga significativa de sedimento.
Existen fundamentalmente dos tipos de problemas en el diseñode canales erosionables, de
acuerdo con las condiciones que deben cumplir y para su estabilidad:
a. Canales transportando agua limpia o material fino en suspensión.
b. Canales transportando material sólido de arrastre en el fondo.
Aquí solo se tratará del diseño de canales erosionables que presentan las características del
primer tipo. Los del segundo tipo son objeto de estudio detallado en laHidráulica Fluvial.
Pueden mencionarse dos métodos que sirven de guía para el diseño de canales en tales
condiciones:
Método de la velocidad máxima permisible.
Método de la fuerza tractiva.
Velocidad máxima permisible
La velocidad máxima permisible o velocidad no erosionante es la mayor velocidad promedio que
no causará erosión en el cuerpo del canal. Esta velocidad es muy incierta yvariable, y sólo
puede estimarse con base en experiencia y criterio. En general, los canales viejos y que han
soportado muchos períodos hidrológicos permiten velocidades mucho más altas que los canales
nuevos, debido a que un lecho viejo a menudo se encuentra mejor estabilizado, en particular
con la sedimentación de material coloidal.___________________________________________________________________________________________________
ING. J. ALFONSO MARÍN BARRERA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

INGENIERÍA CIVIL

HIDRÁULICA DE CANALES

FLUJO UNIFORME

2/11

En 1925, S. Fortier y F. C. Scobey publicaron la tabla de “Velocidades permisibles en canales”
(Tabla 1). Con respecto a los datos que aparecen en esta tabla, debe notarse lo siguiente:
1° Las cifras dadas son paracanales con tangentes largas, recomendándose una reducción
del 25% en la velocidad máxima permisible para canales con un alineamiento sinuoso.
2° Estas cifras son para tirantes menores de 0.9 m. Para tirantes mayores, la velocidad
máxima permisible debe aumentarse en 0.15 m/s.
3° La velocidad de flujo en canales que acarrean abrasivos (p. ej. basaltos), debe reducirse
en 0.15 m/s.
4° Los canalesde derivación de ríos con carga alta de arcillas deben diseñarse para
velocidades medias de 0.3 a 0.6 m/s, mayores a las permitidas para el mismo material
perimetral si el agua no transportara sedimento.
El trabajo de S. Fortier y F. C. Scobey sirvió como base del diseño de canales por muchos años,
aunque es una metodología basada primordialmente en la observación y experiencia más que
en...