Riego Presurizado

Contenido

INTRODUCCION 3

OBJETIVOS 4

DISEÑO DE UN CANAL REVESTIDO 5

1. Definición 5

2. Clasificación 6

3. Antecedentes 7

4. Criterios y aspectos a considerar 7

5. CANALES REVESTIDOS 9

6. Elementos Geométricos de los Canales 10

7. DISEÑO DE CANAL: 13

DATOS PARA EL DISEÑO HIDRÁULICO: 13

DATOS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL: 13

1. DISEÑO HIDRAULICO 14

1.1 MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA 14

1.2 TIRANTE NORMAL 14

1.3 Verificar velocidad, número de Froude y número de Reynolds. 15

1.4 BORDE LIBRE 17

2. DISEÑO ESTRUCTURAL 18

2.1. Espesor de la losa lateral (eL),espesor de la losa de piso (ep) 18

2.2 . Momento de Vuelco 18

2.3 . Momento resistente 20

2.4 . DISEÑO DEL REVESTIMIENTO CON REFUERZO 21

A. LOSA LATERAL 21

1. MOMENTO DE VUELCO 21

2. MOMENTO RESISTENTE (va a ser diferente por el refuerzo) 21

3. MOMENTO FELXIONANTE, M 21

4. PERALTE EFECTIVO, d 21

5. AREA DEL ACERO, AS 23

6. CHEQUEO POR ESFUERZO DE CORTE 24

7. CHEQUEO POR ESFUERZO DE ADHERENCIA,μ 25

8. LONGITUD DE ANCLAJE, La 26

9. ACERO DE TEMPERATURA, Ast 26

B. LOSA APOYADA EN EL PISO 27

1. MOMENTO, M 27

2. PERALTE EFECTIVO, d 28

3. AREA DEL ACERO, As 28

4. CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE, V 29

5. CHEQUEO POR ESFUERZO DE ADHERENCIA, μ 30

6. LONGITUD DE ANCLAJE, La 31

7. ACERO DE TEMPERATURA, Ast 31

2.5. DISEÑO DEL REVESTIMIENTO SIN REFUERZO 32

CONCLUSIONES 37

ANEXOS 38

INTRODUCCION

En el presente trabajo encargado buscaremos llegar a la realización y construcción de un canal revestido, mediante los alcances y clases dadas en aula, para estar así en condiciones a futuro, ya con mayor experiencia y conocimientos, para poder realizar una real construcción de un canal, gracias a lo aprendido en el presente curso de Diseño de Infraestructura de Riego.

Los canales de riego tienen la función de conducir el agua desde la captación hasta el campo o huerta donde será aplicado a los cultivos.

Son obras de ingeniería importantes, que deben ser cuidadosamente diseñadas para no provocar daños a los sectores colindantes y para lograr una eficiente distribución de agua. Están estrechamente vinculados a las características del terreno, generalmente siguen aproximadamente las curvas de nivel de este, descendiendo suavemente hacia cotas más bajas (dándole una pendiente descendente, para que el agua fluya más rápidamente). Las dimensiones de los canales de riego son muy variadas, y van desde grandes canales para transportar varias decenas de m3/s, los llamados canales principales, hasta pequeños canales con capacidad para unos pocos l/s, son los llamados canales de campo.

OBJETIVOS

Objetivo General

Realizar un diseño de un canal abierto a superficie libre.

Objetivos Específicos

Aplicar los conocimientos adquiridos en clase.

Realizar el diseño hidráulico del canal morrope.

Realizar el diseño estructural del canal morrope.

Determinar las dimensiones económicas y fiables para un buen diseño.

DISEÑO DE UN CANAL REVESTIDO

1. Definición

Los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está en contacto con la atmósfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.

2. Clasificación

De acuerdo con su origen los canales se clasifican en:

a) Canales naturales: Incluyen todos los cursos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas, hasta quebradas, ríos pequeños y grandes, arroyos, lagos y lagunas. Las corrientes subterráneas que transportan agua con una superficie libre también son consideradas como canales abiertos naturales. La sección transversal de un canal natural es generalmente de forma muy irregular y variable durante su recorrido, lo mismo que su alineación y las características y aspereza de los lechos.

Sección transversal irregular

b) Canales artificiales: Los canales artificiales son todos aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo de la mano del hombre, tales como: canales de riego, de navegación, control de inundaciones, canales de centrales hidroeléctricas, alcantarillado pluvial, sanitario, canales de desborde, canaletas de madera, cunetas a lo largo de carreteras, cunetas de drenaje agrícola y canales de modelos construidos en el laboratorio. Los canales artificiales usualmente se diseñan con forma geométricas regulares (prismáticos), un canal construido con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismático. El término sección de canal se refiere a la sección transversal tomado en forma perpendicular a la dirección del flujo. Las secciones transversales más comunes son las siguientes:

Sección trapezoidal: Se usa en canales de tierra debido a que proveen las pendientes necesarias para estabilidad, y en canales revestidos.

Sección rectangular: Debido a que el rectángulo tiene lados verticales, por lo general se utiliza para canales construidos con materiales estables, 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. También se emplean revestidas, como alcantarillas de las carreteras.

Sección parabólica: Se emplea en algunas ocasiones para canales revestidos y es la forma que toman aproximadamente muchos canales naturales y canales viejos de tierra.

3. Antecedentes

El estado actual del canal es malo, desechos de basura dejados por los pobladores, presenta abundante vegetación y está en mal estado por el poco cuidado que se le brinda, además sus taludes está llenos de vegetación, ello conllevará a que se realice el revestimiento de este canal, se debe realizar charlas a los pobladores para que cuiden esta obra de arte y ellos mismos le puedan dar un mantenimiento o exigirlo cuando sea debido.

En el presente informe de práctica se escogió el canal “MORROPE”, el cual tiene una longitud de 3 km sin revestir, el cual conduce un caudal máximo de 7.00 m³/s de riego.

4. Criterios y aspectos a considerar

El diseño hidráulico se ha planteado considerando que:

El flujo es uniforme y permanente: por lo que el tirante es el normal y la formula que rige esta condición es la de Manning.

El estado del flujo es turbulento y subcritico: este tipo de estado es determinado mediante el número de Reynolds y el número de froude.

Por lo cual se basa en los siguientes criterios de diseño:

Máxima eficiencia hidráulica: Que para un canal revestido de concreto la filtración del agua se considera casi nula, por lo que el diseño se ha elaborado aproximándose a obtener una sección de máxima eficiencia hidráulica la cual se obtiene cuando el radio medio hidráulico es máximo y el perímetro mojado es mínimo.

Velocidad mínima de sedimentación: Pues velocidades bajas crean problemas de sedimentación de las partículas en suspensión especialmente arcillas y limos, originando gastos mayores de conservación y disminución de la capacidad de conducción. Siendo esta velocidad mínima que no produce sedimentación de 0.9 m/seg.

Velocidad máxima de erosión: Pues velocidades altas producen erosión en las paredes y en el fondo del canal, modifican la pendiente y crean dificultades de funcionamiento de la estructura. Siendo esta velocidad máxima que no produce erosión de 3.0 m/seg.Entre estos dos valores extremos se estima la velocidad óptima que es aquella que no produce sedimentación ni erosión que es aproximadamente de 1.5 m/seg.

Coeficiente de rugosidad: Pues depende del tipo del material del canal con el que este revestido o no y de la conservación del mismo, esto es porque con el tiempo, la rugosidad de las paredes producida por la erosión del agua y el crecimiento de yerbas en el canal (especialmente en las juntas) aumenta el valor de n, disminuyendo la capacidad de conducción. Para el diseño de canales revestido de concreto n varía entre 0.013 y 0.015. Por lo que generalmente se emplea un “n” igual a 0.014 que supone un mantenimiento aceptable del canal.

Taludes: Pues la inclinación de las paredes de los canales depende de la geología de los materiales de excavación y relleno por las que atraviese el canal.

Espesor del revestimiento: Aumenta la eficiencia de conducción, evitando perdidas excesivas de agua por filtración, también disminuye los efectos perjudiciales que generan las filtraciones al elevar el nivel freático; así como también se obtienen menores costos de mantenimiento.

Borde libre: Se ha tenido en cuenta el criterio práctico que para canales revestidos puede ser el 20% o el 25% del tirante de agua.

El diseño estructural se ha planteado considerando

...