Diseño de canales pluviales

SOCIEDAD ESTÁNDARES DE INGENIERÍA PARA AGUAS Y SUELOS LTDA.

MÓDULO 5 DISEÑO EN CANALES DE EVACUACIÓN DE AGUAS LLUVIAS
Autores: Dr. Ing. Roberto Pizarro T. Ing. Juan Pablo Flores V. Ing. Claudia Sangüesa P. Ing. Enzo Martínez A.

SOCIEDAD ESTÁNDARES DE INGENIERÍA PARA AGUAS Y SUELOS LTDA. 1. INTRODUCCIÓN: En las distintas actividades de desarrollo de áreas rurales, que abordan lasinstituciones y organismos públicos, adquiere una singular importancia, el accionar que pueda llevarse a cabo con el recurso hídrico, toda vez que infiere especiales limitantes al desarrollo de las zonas áridas. Si a lo anterior, se adiciona el hecho de que la recolección de agua, a nivel de ladera o cauce, es un trabajo costoso en sectores con economías de subsistencia, además de involucrar alto riesgo enla conducción del recurso, se enfrenta un esquema de trabajo que exige una optimización fina de las posibilidades de protección del agua, derivado de que ésta ofrece las mayores potencialidades de desarrollo productivo en zonas áridas. En función de lo expuesto, el presente documento, pretende entregar una visión pragmática acerca del diseño y construcción de canales para conducción de agua. 2.DISEÑO DE CANALES. Cuando se llega a intentar el diseño de un canal, debe considerarse un aspecto previo, que dice relación con el tipo de sección transversal que se elegirá, para llevar a cabo el proceso. Así, la que ofrece las mejores perspectivas de construcción, es la sección trapezoidal, en función de diseño, replanteo y aspectos de costos. En este contexto, a continuación se definen loselementos de diseño de un canal trapezoidal, mediante dos metodologías que serán analizadas. La primera, dice relación con un método que contempla caudal y velocidad de diseño conocidas, en tanto la segunda, utiliza como elemento base de diseño la ecuación de Manning, para estimación de caudales. Sin embargo, ambas presentan como denominador común, ciertas consideraciones de diseño, referidas al valorque debe adoptar el radio hidráulico.. Así, un efectivo diseño deberá contemplar, la maximización del valor del radio hidráulico, es decir, Fig.1. Sección transversal de un canal trapezoidal. R ∼ máx R Si el radio hidráulico se define, como el cuociente entre el área de la sección (A) y el perímetro mojado (Pm),

R=

A Pm

se desprende que el radio ideal estará definido por el perímetromojado mínimo, situación que llega a definir para este caso.

R=
donde, R= radio hidráulico. h= tirante o altura efectiva del canal

h 2

Las consideraciones matemáticas sobre este punto, se presenta en el anexo 1 de este documento, en tanto la figura 1, representa la sección transversal del canal en comento.

SOCIEDAD ESTÁNDARES DE INGENIERÍA PARA AGUAS Y SUELOS LTDA. 2.1. Diseño convelocidad del agua conocida. 2.1.1. Cálculo del caudal a conducir. El caudal a ser encauzado por una obra hidráulica de este tipo, es una información fundamental en el diseño. Así, este gasto puede ser conocido con antelación, no obstante que lo más común, es enfrentarse a un monto desconocido. En la circunstancia de realizar el cálculo, éste puede ser ejecutado como sigue, pensando en un caudalcontinuo, y la obtención del agua desde una toma fluvial, o derivación fluvial. Así, Asimismo, deben considerarse otros factores como eficiencia de aplicación del riego, y pérdida por conducción, los cuales serán incorporados por el ingeniero a la luz de los antecedentes que posea. Por otra parte, es conveniente definir un caudal de diseño con un margen de seguridad, en función de la superficie que elcanal debe abastecer, dado que en ocasiones se producen cambios en los patrones cultivos, para lo cual se puede utilizar la tabla que entrega Hidalgo Granados, que permite ponderar el valor de caudal ya estimado, como un factor de seguridad. CUADRO Nº1. Coeficiente de seguridad para dimensionamiento de canales frente a dos o más cultivos, en función de superficie. Superficie (há) Coeficiente de...