1 Canales Conceptos Mec

,.
Canales: Definiciones y
principios básicos
Definición
Los canales son conductos en los que el agua circula debido a la
acción de gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del
líquido está en contacto con la atmósfera.
Los canales pueden ser naturales (ríos o arroyos) o artificiales
(construidos por le hombre). Dentro de estos últimos, pueden
incluirse aquellos conductoscerrados que trabajan parcialmente
llenos (alcantarillas, tuberías).

Secciones transversales

mas frecuentes

La sección transversal de un canal natural es generalmente de forma
muy irregular y varía de un lugar a otro. Los canales artificiales,
usualmente se diseñan con formas geométricas regulares
(prismáticos), las más comunes son las siguientes:

Máximo Villón " página (16)

Secciones abierta~Sección trapezoiQal. Se usa siempre en canales de tierra y en
canales revestidos.

Sección rectangular. Se emplea para acueductos de madera, para
canales excavados en roca y para canales revestidos.

Sección triangular. Se usa para cunetas revestidas en las
carreteras,
también
en
canales
de
tierra
pequeños,
fundamentalmente por facilidad de trazo, por ejemplo los surcos.
Sección parabólica. Seemplea a veces para canales revestidos y
es la forma que toman aproximadamente muchos canales naturales y
canales viejos de tierra.
La figura 1.1 muestra algunas secciones transversales abiertas más
frecuentes.

Secciones cerradas
Sección circular y sección de herradura. Se usan comúnmente
para alcantarillas y estructuras hidráulicas importantes. La figura 1.2
muestra algunas secciones cerradas.Elementos geométricos de la sección
transversal de un canal
Nomenclatura
Los elementos de un canal se muestran en la figura 1.3.

1+-- T1---oj
Sección triangular

1+-T = b-..j

1<--

T

¡

bordo libre
y

y

I+--b---l
Secciónrectangular

lo--

b

>f

Sección trapezoidal

Figura 1.1 Secciones transversales abiertas más frecuentes

k

T

.t

It--

T ---tI

Ty

1
Figura 1.2 Secciones transversalescerradas

¡'-C-ft

1

A = área hidráulica, es la superficie ocupada por el liquido
en una
sección transversal normal cualquiera (figura
1.5)

b

Figura 1.3 Elementos geométricos de la sección transversal de un
canal

donde:
y = tirante de agua, es la profundidad máxima del agua en el
canal
b = ancho de solera, ancho de plantilla, o plantilla, es el
ancho de la base de un canal
T = espejo de agua, esel ancho de la superficie libre del
agua
e = ancho de corona
H = profundidad total del canal
H - Y = bordo libre
8 = ángulo de inclinación de la paredes laterales con la
horizontal
Z = talud, es la relación de la proyección horizontal a la
vertical de la pared lateral (se llama también talud de
las paredes laterales del canal). Es decir Z es el valor
de la proyección horizontal cuando la verticales 1
(figura 1.4)

Figura 1.4 Talud.
Aplicando relaciones trigonométricas, se tiene:

Z = ctg8.

Figura 1.5 Área hidráulica
p = perímetro mojado, es la parte del contorno del conducto
que está en contacto con el líquido (figura 1.6)

Figura 1.6 Perímetro mojado
R = radio hidráulico, es la dimensión característica de la
sección transversal, hace las funciones del diámetro
en tuberías, se obtienede la siguiente relación:
R=A
p
Y = Profundidad media, es la relación
hidráulica y el espejo de agua, es decir:

entre

el

área

y=-

A
T

A = (b+Zy)y = by +Zy2
R=A
P

Relaciones geométricas de las secciones
transversales mas frecuentes
A continuación se determinan las relaciones geométricas
correspondientes al área hidráulica (A), perímetro mojado (p), espejo
de agua (1) y radio hidráulico(R), de las secciones transversales
mas frecuentes.

R=

by+Zy2
b + 2y-Jl + Z2

Sección rectangular

Sección trapezoidal

f--

T

t;;->1

~z~.

T

~

j

~

---'
y

l.

b

~

Figura 1.8 Sección rectangular

b

~

Figura 1.7 Sección trapezoidal
De la figura 1.7, se tiene:

T

= b + 2Zy

p=b+2y-Jl+Z2
A=(T+b)y
2
A= (b+2Zy+b) y
2

De la figura 1.8, se obtiene:

T=b
p = b + 2y
A=by
R=

by
b+2y

Sección...