hidraulica

Canales con rugosidad compuesta
Canales con rugosidad compuesta Para determinar el coeficiente de rugosidad equivalente n de Manning en el caso de canales compuesto por secciones con diferente cobertura, el área mojada se divide imaginariamente en N partes de las cuales los perímetros mojados P1, P2, P3...PN y los coeficientes de rugosidad n1, n2, n3,... nN son conocidos. Existen variasexpresiones para su cálculo, entre ellas las propuestas por Horton y Einstein y por Lotter.

Horton y Einstein supusieron que cada parte del área tiene la misma velocidad media, la cual al mismo tiempo es igual a la velocidad media de la sección completa, es decir V1=V2=V3,.... =VN=V y la ecuación resultante es la siguiente:

Ni = Coeficiente de rugosidad de Manning de la sección i.
Pi = Perímetromojado de la sección i.
Lotter asumió que la descarga total del flujo es igual a la suma de los caudales de las áreas subdivididas, lo cual es una mejor aproximación a la realidad y la ecuación resultante es:

Ri = radio hidráulico de la sección i.

Los perfiles del flujo gradualmente variado en canales prismáticos de sección compuesta se pueden determinar mediante la integración de lallamada ecuación dinámica, pero usando el número de Froude definido por Blalock y Sturm para este tipo de canales. Cuando no son prismáticos, también se aplica la ecuación de la energía por tramos y el cálculo sigue un proceso iterativo una vez definidos los tirantes críticos múltiples y la zona en que se desarrolla el perfil.



DISEÑO DE CANALES REVESTIDOS
Para la creación de canales revestidosse deben considerar los siguientes factores:
•Pendiente longitudinal
•Sección Transversal
•Curvatura y velocidades permisibles
•Revancha
•Condiciones del escurrimiento.


PENDIENTE LONGITUDINAL
La pendiente de fondo está generalmente ligada a la topografía del terreno ay a la pendiente de la línea de energía (pérdida de carga unitaria); en muchos casos depende también del propósito parael que se diseña el canal. Para canales de regadío o de proyectos hidroeléctricos se usan generalmente pendientes pequeñas (menores que 0.001) con el objeto de mantener las pérdidas de carga en un valor mínimo.

SECCIÓN TRANSVERSAL
La sección transversal del canal se determinará de acuerdo a un criterio económico, sujeto a las restricciones de escurrimiento y disponibilidad de carga que sedefinan en el trazado del canal. La sección más económica de un canal corresponde a la de menor perímetro mojado, por cuanto es la que requiere la menor cantidad de material de revestimiento. En definitiva, en la elección de la sección más conveniente deben cumplirse ciertas condiciones de tipo constructivo e hidráulica, procurando a la vez el máximo de uniformidad en el empalme de los distintostramos. Esto último podría implicar alejarse algo del óptimo teórico en algunos casos, pero la simplificación del diseño de conjunto lleva implícito una reducción de costos que compensa en gran parte lo anterior.

Desde el punto de vista constructivo, se deben analizar al menos dos soluciones: la primera, que considera una sección con el talud más empinado que permite la estabilidad del terreno y queconduce a menores excavaciones y la segundo, que adopta un talud relativamente tendido que permite el uso de hormigón colocado como pavimento sin necesidad de moldaje, y que lleva a espesores mínimos. Para este último caso, el U.S.Bureau of Reclamation ha normalizado el valor 1.5 (H):1(V).Desde el punto de vista hidráulico, se deben estudiar las condiciones de escurrimiento en cada sección. Demodo de asegurar un escurrimiento suficientemente alejado de la crisis (al menos 10%).



CURVATURA Y VELOCIDADES PERMISIBLES.
El valor de la velocidad en canalizaciones revestidas, está limitado por la velocidad que produzca erosión en el revestimiento. La erosión depende del material en suspensión en el agua. De acuerdo a Davis – Sorensen en revestimientos de hormigón que conduzcan aguas con...