Metodo De La Velocidad Critica

MÉTODO DE LA VELOCIDAD MEDIA CRÍTICA: DISEÑO DE CANALES NO REVESTIDOS
Para el diseño formal de los canales excavados en tierra, la aplicación de la fórmula de flujo uniforme debe considerar el cálculo de una sección estable, por lo que el diseño, no sólo depende de los parámetros hidráulicos, sino también de las propiedades de los materiales que forman el fondo y los taludes del canal, además delos sedimentos acarreados por el agua, es decir, se debe evitar la acumulación de los materiales de acarreo y que el flujo no erosione el lecho y las paredes del canal.
Para canales pequeños (Q < 0.20 m3/s) el método más sencillo y práctico es el de la velocidad máxima permisible. Este método surge a mediados de la década de 1920 con la encuesta aplicada por el Comité Especial de RiegoHidráulico de la Sociedad Americana de Hidráulica a diversos ingenieros, cuya experiencia los calificaba para dar opiniones autorizadas sobre la estabilidad de canales excavados en diversos materiales (cuadro 6.19). La hipótesis de este trabajo es: existe una relación entre la velocidad media del flujo, el material del perímetro del canal y su estabilidad.
Cuadro 6.19 Velocidades máximas permisiblesrecomendadas por Fortier y Scobey (1926) para canales rectos con pendientes pequeñas
Material | Velocidad permisible (m/s) |
| Agua limpia | Agua con limos coloidales |
Arenas finas, no coloidales | 0.457 | 0.762 |
Franco arenoso, no coloidal | 0.533 | 0.762 |
Franco limoso, no coloidal | 0.610 | 0.914 |
Limos aluviales, no coloidales | 0.610 | 1.070 |
Tierra negra firme común | 0.762| 1.070 |
Ceniza volcánica | 0.762 | 1.070 |
Arcilla dura, muy coloidal | 1.140 | 1.520 |
Limos aluviales coloidales | 1.140 | 1.520 |
Pizarra y tepetate | 1.830 | 1.830 |
Grava fina | 0.762 | 1.520 |
Tierra negra graduada a piedritas cuando no es coloidal | 1.140 | 1.520 |
Limos graduados a piedritas cuando es coloidal | 1.220 | 1.680 |
Grava gruesa no coloidal | 1.220 | 1.830 |Piedritas y ripio | 1.520 | 1.680 |

Fuente: Richard, H. F. (1988) |
Antes de decidir la conveniencia de construir canales excavados en tierra, el proyectista debe considerar:
-       Tipo de suelo donde se alojará el canal (suelos altamente permeable, existencia de arcillas expansivas donde sea necesario remover y reemplazar por otro material, etc.).
-       Topografía del terreno.-       Costos de conservación por conceptos de deshierbe y desazolve.
-       Situación económica y cultural del agricultor.
-       Cantidad y calidad del agua.
-       Disponibilidad de materiales para la construcción.
El procedimiento de cálculo de estos canales es similar al de canales revestidos, el cual se describe a continuación.
1.     Los datos básicos para el cálculo son el gasto (Q), ancho deplantilla (b), talud (K), pendiente (S) y el coeficiente de rugosidad (n), información del material de excavación del canal y la calidad del agua. La variable independiente es el tirante normal del canal (y).
2.     Con la información del material de excavación del cuadro 6.16 se selecciona el valor del coeficiente de rugosidad de Manning (n) y del cuadro 6.19 el valor de la velocidad máximapermisible (VM).
3.     Aplicar el procedimiento descrito para el diseño hidráulico de canales revestidos.
4.     Con la información del tipo de material en suspensión en el agua, del cuadro 6.12 seleccionar la expresión para calcular la velocidad mínima de sedimentación.
5.     Verificar que la velocidad del canal diseñado se encuentre dentro del rango de valores permisibles de velocidad máxima(VM) y de velocidad mínima (Vm).
Vm > V > Vm Ejemplo
En el pozo 10 de la unidad de riego de Atlacahualoya, Mor., se requiere construir un canal excavado en tierra, de sección uniforme y con presencia de grava, para conducir un gasto de 0.20 m3/s, con plantilla b = 0.4 m, talud k = 1.5 y una pendiente S = 0.001. El agua del pozo contiene pequeñas cantidades de limo en suspensión....