Ingeniero

Universidad Católica de Córdoba
Facultad de Ingenieria

XIV. Diseño de Canales

Contenido de la Materia
HIDRÁULICA I
PRIMERA PARTE: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES
i. Propiedades de los fluidos. ii. Estática de los fluidos. iii. Ecuaciones básicas y conceptos de flujo en fluidos. iv. Análisis dimensional y similitud dinámica. v. Flujo viscoso, tuberías y canales. vi. Flujos externos. vii.Flujo de un fluido ideal. viii.Mediciones de fluidos. ix. Turbomaquinaria. x. Régimen permanente en conductos cerrados.

SEGUNDA PARTE: HIDRÁULICA EN CANALES ABIERTOS
xi. Principios de energía y cantidad de movimiento xii. Conceptos y cálculos del flujo uniforme. xiii. Teoría y análisis del flujo gradualmente variado. xiv. Diseño de Canales. xv. Métodos Computacionales

UCC – Hidráulica IContenido: Flujo en canales abiertos; Diseño de Canales. Diseño de canales revestidos.

Diseño de canales de tierra estables, no revestidos.

Diseño de canales con pasto.
Ing. Carlos G. Catalini UCC – Hidráulica I

Canales No Erosionables
Son aquellos revestidos con un material resistente a la acción erosiva. La mayor parte de los canales artificiales revestidos pueden resistir la acciónerosiva de manera satisfactoria. En el diseño de canales no erosionables, factores como la velocidad permisible máxima y la fuerza tractiva (tensión de corte) no hacen parte del criterio de diseño a considerar. El diseñador simplemente calcula las dimensiones del canal mediante la ecuación de flujo uniforme y luego decide acerca de las dimensiones finales con base a la eficiencia hidráulica o reglasempíricas de sección optima.

Ing. Carlos G. Catalini

UCC – Hidráulica I

Canales No Erosionables
Los factores que se consideran en el diseño del canal son: Clase del material que conforma el cuerpo del canal, el cual, determina el coeficiente de rugosidad. La velocidad mínima permisible, la cual, evita el depósito de sedimentos. La pendiente del fondo del canal y las pendienteslaterales. El borde libre. La sección más eficiente (Hidráulica o Empírica) Material y revestimientos no erosionables: Concreto, Mampostería, Acero, Hierro fundido, vidrio, etc. Propósito: 1. Evitar la erosión. 2. Prevenir perdidas por infiltración.
Ing. Carlos G. Catalini UCC – Hidráulica I

Canales No Erosionables
Velocidad Mínima Permisible: Es la menor velocidad que no permite el inicio de lasedimentación y no induce al crecimiento de plantas acuáticas y musgos. En general se adoptan valores medios de 0,60 ~ 1,00 [m/s] Pendientes del Canal: La pendiente longitudinal por lo general está dada por la topografía y por la altura de energía requerida para el flujo de agua. Las pendientes laterales depende principalmente de la clase de material el método constructivo, la condición de pérdidaspor infiltración, los cambios climáticos, el tamaño del canal, etc.

Ing. Carlos G. Catalini

UCC – Hidráulica I

Canales No Erosionables
Borde Libre: Es la distancia vertical desde la parte superior del canal hasta la superficie del agua en la condición de diseño. Está longitud debe ser lo suficientemente grande para prevenir que ondas o fluctuaciones del agua causen rebases por encima delos lados. En el diseño es común el uso de bordes libres que varían desde menos del 5% a más del 30% de la profundidad del flujo. El borde libre de un canal “no revestido” por lo general, estará gobernado por consideraciones de tamaño y localización del canal, caudal de excedentes pluviales entrantes, fluctuaciones de nivel freático, acción del viento etc. El U.S Bureau or Reclamation recomiendaque las estimaciones preliminares de borde libre requerido bajo condiciones ordinarias se haga de acuerdo a:

donde: F: es la altura del borde libre. y: La profundidad del canal. C: 1,5 para Q=0,60 [m³/s] a 2.5 para Q= 85 [m³/s]
Ing. Carlos G. Catalini UCC – Hidráulica I

Canales No Erosionables
Sección hidráulica óptima: La conductividad de una sección se incrementa con el aumento del...