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PROCESOS CONSTRUCTIVOS DE UN CANAL 2015

PROCESOS CONSTRUCTIVOS DE UN CANAL RECTANGULAR

1. INTRODUCCIÓN El diseño de un canal específicamente es un procedimiento en el cual intervienen muchos factores para la elaboración de este como un buen estudio de suelo, buenos materiales para la construcción, buena economía, así como un buen diseño, muchos factores más. El agua necesaria para un proyecto de irrigación la parte que comprende el diseño de los canales y obras de arte, si bien es cierto que son de vital importancia en el costo de la obra, no es lo más importante puesto que el caudal, factor clave en el diseño y el más importante en un proyecto de riego, es un parámetro que se obtiene sobre la base del tipo de suelo, cultivo, condiciones climáticas, métodos de riego, etc., es decir mediante la conjunción de la relación agua – suelo – planta y la hidrología, de manera que cuando se trata de una planificación de canales, el diseñador tendrá una visión más amplia y será más eficiente, motivo por lo cual el ingeniero agrícola destaca y predomina en un proyecto de irrigación.Los canales tienen una gran importancia en el desarrollo de las actividades económicas de una zona y su población, contribuyendo al progreso y la mejora en el abastecimiento adecuado de recursos hídricos para la realización de actividades, principalmente la agricultura.

Fig 1.- Canal rectangular típico como parte de una irrigación agrícola

MAMANI ZÚÑIGA ERICK MICHEL Página 1INGENIERÍA CIVIL


2. OBJETIVOS Desarrollar los procedimientos y procesos constructivos a realizar como parte

de la construcción de un canal rectangular. Analizar, conocer y explicar de manera directa y minuciosa los detalles

correspondientes a cada proceso constructivo. Reconocer la secuencia en el orden de los procesos constructivos.

3. MARCO TEÓRICO Los canales son una parte fundamental en los sistemas de utilización de agua para riego y para generar energía, entre otros. La construcción de éstos puede hacerse utilizando diferentes métodos, materiales y diversas formas geométricas: rectangulares, trapezoidales, etc.Los canales pueden ser:

En tierra (sin revestimiento)

Fig 2.- Canal de tierra

Revestidas, con un material

Fig 3.- Canal de concreto Mixtas



CANALES DE RIEGO POR SU FUNCIÓN

Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes denominaciones:

a) Canal de primer orden .- Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

b) Canal de segundo orden .- Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub – laterales, el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

c) Canal de tercer orden .- Llamados también sub – laterales y nacen de los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas del solar, el área de riego que sirve un sub – lateral se conoce como unidad de rotación.

De lo anterior de deduce que varias unidades de rotación constituyen una unidad de riego, y varias unidades de riego constituyen un sistema de riego, este sistema adopta el nombre o codificación del canal madre o de primer orden.

Elementos básicos en el diseño de canales

a. El caudal, que es la cantidad de agua por unidad de tiempo que circulará por el canal.

b. Tipo de suelo: determinará la inclinación de las paredes del taludc. La pendiente del terreno

También se consideran algunos elementos topográficos, secciones, velocidades permisibles, entre otros.

Trazo de canales

Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario recolectar la siguiente información básica:

Fotografías aéreas, para localizar los poblados, caseríos, áreas decultivo, vías de comunicación, etc.

Planos topográficos y catastrales. Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda

conjugarse en el trazo de canales.

Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando un trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo.

En el caso de no existir información topográfica básica se procede a levantar el relieve del canal, procediendo con los siguientes pasos:



a. Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona, anotándose todos los detalles que influyen en la determinación de un eje probable de trazo, determinándose el punto inicial y el punto final.

b. Trazo preliminar .- Se procede a levantar la zona con una brigada topográfica, clavando en el terreno las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento con teodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelará la poligonal y se hará el levantamiento de secciones transversales, estas secciones se harán de acuerdo a criterio, si es un terreno con una alta distorsión de relieve, la sección se hace a cada 5 m, si el terreno no muestra muchas variaciones y es uniforme la sección es máximo a cada 20 m.

c. Trazo definitivo .- Con los datos de (b) se procede al trazo definitivo, teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la topografía de la zona y de la precisión que se desea:

Terrenos con pendiente transversal mayor a 25%, se recomienda escala de 1:500.

Terrenos con pendiente transversal menor a 25%, se recomienda escalas de 1:1000 a 1:2000.

d. Radios mínimos en canales .- En el diseño de canales, el cambio brusco de dirección se sustituye por una curva cuyo radio no debe ser muy grande, y debe escogerse un radio mínimo, dado que al trazar curvas con radios mayores al mínimo no significa ningún ahorro de energía, es decir la curva no será hidráulicamente más eficiente, en cambio sí será más costoso al darle una mayor longitud o mayor desarrollo.

4. PROCESOS CONSTRUCTIVOS A. OBRAS PROVISIONALES a. Establecimiento y demarcación de los límites del área del proyecto.b. Disponer accesos vehiculares a las diversas zonas del proyectoc. Disponer de servicios básicos necesarios para el proyecto, tales como:

Oficinas, SS.HH, suministro eléctrico, etc.)d. Realizar la limpieza del terreno

Se retira la capa vegetal y maleza existente en el área de incumbencia del proyecto



Fig. 4.- Retiro de la cubierta vegetal.

Equipos utilizados: Bulldozer: usado comúmente para excavaciones superficiales, en este caso

para el retiro de la cubierta vegetal.

Herramientas de mano tales como: trinches, picos, lampas, sierra eléctrica, pico, carretillas, etc.

B. OBRAS PRELIMINARES a. Trazo del eje del canal



Fig. Procedimiento de Trazo del eje del canal

Fig.- Trazo del eje del canal

Marcamos en el terreno el eje principal del canal a construir. Para ello utilizamos los siguientes equipos y herramientas: Equipos topográficos: Nivel de ingeniero, Teodolito, Estación total.



Miras, Prismas, Jalones, estacas, etc.

b. Trazo de los bordes del canal De igual forma con ayuda de los equipos anteriormente nombrados se marcan en el terreno los bordes del canal a construir.

C. EXCAVACIONES Seguidamente se realiza el proceso de excavaciones de acuerdo a la profundidad que se especifica en el Expediente Técnico, según el diseño del canal.

Fig.- Proceso de Excavación

Para este proceso utilizamos los siguientes equipos Excavadora (sobre llantas neumáticas, oruga, o retroexcavadora)



Fig.- Excavadora tipo oruga

Asimismo es importante señalar la construcción de las miras de nivelación en campo, construidas de acuerdo a la profundidad de excavación proveniente del diseño del canal.

D. ESTABILIZACIÓN DE LOS TALUDES DE LA EXCAVACIÓN De ser necesario, utilizar algún método idóneo para estabilizar el talud de la excavación. Este método podría ser el tabla-estacado.



Fig.- Tabla- estacado

E. REVESTIMIENTO DEL CANAL Si el diseño del canal especifica un revestimiento para el canal, ha de realizarse. Este podría ser de concreto, piedra, etc.

a. Construcción de un canal revestido de hormigón Cuando es fácil conseguir tierra, gravilla y cemento Portland, normalmente se prefieren los revestimientos de hormigón colado a los materiales prefabricados o al ladrillo, por su larga duración. Su construcción requiere también llenos esfuerzo.

Es fácil hacer pequeños revestimientos de hormigón cubriendo las superficies del canal con argamasa, una vez que se ha excavado la zanja con las dimensiones previstas (añadiendo de 2,5 a 5 cm más, teniendo en cuenta el grosor de la argamása) (véase Construcción, Sección 3.3). Otra posibilidad es utilizar mezcla de cemento con suelo natural, si las condiciones del suelo lo permiten. Cuando se trata de revestir canales de mayores dimensiones, conviene recurrir al encofrado. En tal caso, el hormigón de cemento se coloca entre el encofrado y las paredes de tierra. Recodar las siguientes indicaciones:



(a) El grosor del revestimiento oscila entre 5 y 7,5 cm, según las dimensiones del canal.

(b) Las pendientes laterales pueden ser de 1:1 en los suelos rocosos, pero en la mayor parte de los demás suelos es preferible una pendiente de 1,5:1.

(c) Excavar el canal de tierra como se ha explicado antes, aumentado las dimensiones según el grosor del hormigón.

Para echar el hormigón se pueden utilizar encofrados de metal o de madera. (g) Recubrir las paredes del canal después de fijar bien los encofrados.Procure que el empalme con el bloque del fondo sea firme.



(h) Deje que los revestimientos se endurezcan durante varios días

Nota: Para evitar grietas resultantes de la expansión o contracción del hormigón como consecuencia de los cambios de temperatura y de humedad, deberán construirse juntas entre los distintos tramos de hormigón colado, a intervalos de 2 a 4 m.

Junta entallada y relleno de masilla

Junta plegada de cobre rellena de asfalto

Junta a tope con soporte de base y relleno de másilla

b. Construcción de un canal revestido de ladrillos o bloques

Se pueden construir pequeños canales revestidos de ladrillos o de bloques tanto de forma rectangular como trapezoidal. El revestimiento puede ser de ladrillos o de hormigón. Para evitar infiltraciones, se puede colocar un revestimiento de, plástico detrás de las paredes y por debajo del suelo.

En los canales de dimensiones considerables se suele utilizar normalmente la forma trapezoidal; sus paredes laterales se apoyan en el terraplén excavado o en el relleno lateral, que deben ser firmes y estar bien compactados para evitar su hundimiento y el agrietamiento de los ladrillos.



Nota: Los ladrillos se ponen o en las convencionales capas horizontales, con la cara o el lado hacia abajo, o díagonalmente en forma de espinapez, introducidos en 10 a 15 mm de mortero de cemento de 1:5, con mortero para juntas de 1:3.

Rectangular

Trapezoidal

c. Utilización de un revestimiento de losas de piedra o de cemento

Para el revestimiento, se pueden utilizar también unidades de cemento prefabricadas o losas de piedra, que se dispondrán sobre suelos de losas, ladrillo u hormigón. Esta práctica es más habitual en los canales trapezoidales, con apoyo lateral en el borde superior. Lo mismo que con los ladrillos, si los materiales de la base son de escasa calidad pueden aparecer grietas en el mortero y en las mismas losas.

Normalmente en las paredes laterales se utilizan losas. Estas limitan la altura efectiva de la pared y por lo tanto la profundidad del canal. Suele utilizarse un relleno de mortero de 5 a 10 mm, y el borde inferior de las losas de la pared deberá estar bien asentado en la base, para evitar su caída. Como en las paredes de ladrillo, se puede utilizar un revestimiento plástico exterior para reducir el deterioro debido al agrietamiento.



Revestimiento de losas de cemento prefabricadas

Revestimiento de losas de piedra labradas

d. Utilización de revestimientos prefabricados

Actualmente se produce una gran variedad de revestimientos prefabricados de hormigón para su utilización en la agricultura, el desagüe y la eliminación de aguas residuales. Si no hay problemas de adquisición, pueden constituir una solución práctica. Normalmente se fabrican en bloques de una sola pieza, y pueden utilizarse rellenados (posteriormente), en terraplenes o exentos. Pueden presentarse ligeramente reforzados o sin reforzar. Los revestimientos no reforzados son más débiles y pueden ser algo más permeables si se utilizan agregados de mala calidad. En este caso, se recomienda revocarlos por dentro o recubrirlos por fuera con politeno. Ahora se fabrican también unidades en plástico de vidrio reforzado (fibra de vidrio) —material ligero, fuerte y liso, pero relativamente caro— y en cemento reforzado con fibra de vidrio, que es más barato pero también más pesado. En algunos lugares se producen también recubrimientos de cemento de amianto.


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