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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería

4-2017

Comparación de la eficiencia hidráulica de un canal escalonado Comparación de la eficiencia hidráulica de un canal escalonado

revestido en concreto y en material reciclable neumático usado a revestido en concreto y en material reciclable neumático usado a

partir de un modelo físico partir de un modelo físico

Mayerly Johana Garcia Becerra Universidad de La Salle, Bogotá

Oscar David Bravo Montenegro Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Garcia Becerra, M. J., & Bravo Montenegro, O. D. (2017). Comparación de la eficiencia hidráulica de un canal escalonado revestido en concreto y en material reciclable neumático usado a partir de un modelo físico. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/123

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COMPARACIÓN DE LA EFICIENCIA HIDRÁULICA DE UN CANAL

ESCALONADO REVESTIDO EN CONCRETO Y EN MATERIAL RECICLABLE

(NEUMÁTICO USADO) A PARTIR DE UN MODELO FÍSICO.

MAYERLY JOHANA GARCIA BECERRA

OSCAR DAVID BRAVO MONTENEGRO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C

2017

II

COMPARACIÓN DE LA EFICIENCIA HIDRÁULICA DE UN CANAL

ESCALONADO REVESTIDO EN CONCRETO Y EN MATERIAL RECICLABLE

(NEUMÁTICO USADO) A PARTIR DE UN MODELO FÍSICO

MAYERLY JOHANA GARCIA BECERRA

OSCAR DAVID BRAVO MONTENEGRO

Trabajo de grado para optar el título de Ingeniero civil

Director

LUIS EFREN AYALA ROJAS

Ingeniero Civil, MS Gestión y auditorías ambientales

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C

2017

III

Nota de aceptación

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

Firma del Director

Firma del Jurado

Firma del Jurado

Bogotá D.C. abril de 2017

IV

Dedicatoria

Gracias a dios y a mi madre Martha lucia Montenegro quien me brindo su amor,

confianza y ganas te terminar esta carrera, a mi padre Reynel Bravo quien me brindo consejos y

a los dos quienes con su sacrificio y apoyo incondicional hicieron que este sueño fuera realidad,

a mi hermano Jerson camilo bravo quien fue un ejemplo para seguir con mi carrera, a mi

hermano Sergio Andrés bravo a quien quiero brindarle todo mi conocimiento y ejemplo.

A mi novia Mayerly Johana García con quien compartí toda la carrera quien estuvo en

los momentos de alegría y tristeza con quien trasnochamos estudiando y comparti momentos

felices y quien es mi compañera de tesis gracias.

A mis amigos con quien estudiamos fuerte para que este sueño fuese realidad y a mi

primo pipas quien me colaboro en momentos duros.

Oscar Davis Bravo Montenegro

V

Dedico este proyecto principalmente a Dios y a mis padres Ignacio García Tarazona y Carmen

Cecilia Becerra Vega que me dieron la vida y han estado conmigo en todo momento; por sus

consejos, sus valores, su motivación y sobre todo por su comprensión, porque ellos son el motor

de mi vida.. Gracias por apoyarme en esta etapa de mi vida, por darme los mejores concejos en

los momentos difíciles y sobre todo por darme una carrera para mi futuro, sin usted este logro

nunca hubiera sido posible. Los amos con todo mi corazón.

A mis amigos de la universidad principalmente a Daniela tirano, Alejandra Velosa, Jair

Calderón, Carlos Vanegas, Javier Guarnizo, Cesar Moyano y sobre todo a mi novio Oscar

Bravo por el apoyo, comprensión y colaboración en este proceso. Les dedico este proyecto por

estar conmigo en todo, en las noches de largos trabajos, en los momentos buenos, malos, felices,

tristes de esta etapa tan maravillosa que vivimos, gracias ingenieros por el equipo que

formamos, por esa bonita amistad que traspaso más allá de los salones de clase. Siempre los

llevare en mi corazón con los mejores recuerdos de mi paso por la universidad.

A mi novio Oscar Davis Bravo, que más que mi novio es mi amigo, compañero de tesis y

mi colega. Por brindarme su apoyo incondicional, por la bella persona que es conmigo, por

aguantarme y tenerme toda la paciencia del mundo durante estos años. David gracias por

culminar esta etapa de nuestras vidas juntos, por crecer como personas y profesionales.

Mayerly García Becerra

VI

Agradecimientos

Agradecemos a Dios principalmente por darnos la fuerza en los momentos difíciles y por

todas las bendiciones que nos ha dado en nuestras vidas.

A nuestros profesores del programa de ingeniería civil que nos enseñaron a tomarle

amor y respeto a esta hermosa carrera, gracias por haber sido parte de este proceso de

aprendizaje para nuestras vidas por los buenos concejos, dedicación y sobre por el conociendo

que nos trasmitieron desde cada una de sus áreas contribuyeron en nuestra formación

académica.

Agradecemos al Ingeniero Luis Efrén Ayala Rojas nuestro director temático de tesis que

nunca dudo de nosotros y nos brindó un apoyo incondicional. Por su orientación, dedicación y

colaboración durante todo el desarrollo del proyecto “comparación de la eficiencia hidráulica

de un canal escalonado revestido en concreto y en material reciclable (neumático usado) a

partir de un modelo físico”.

Martha Tovar laboratorista de hidráulica de la universidad de la Salle por el apoyo y

colaboración en este proyecto,

A la Universidad de la Salle y en especial al programa de ingeniería civil por

permitirnos hacer párate de esta gran familia de ingenieros lasallistas

Gracias a todas esas personas que no nombramos, pero hicieron posible este proyecto de

todo corazón muchas gracias.

VII

Contenido 1 Introducción ............................................................................................................................. 1

2 Planteamiento del problema..................................................................................................... 2

2.1 Descripción del problema ............................................................................................ 2

2.2 Formulación del problema ........................................................................................... 4

2.3 Justificación del proyecto............................................................................................. 4

2.4 Delimitación ................................................................................................................. 5

3 Objetivos .................................................................................................................................. 5

3.1 General ......................................................................................................................... 5

3.2 Específicos ................................................................................................................... 6

4 Marco de referencia ................................................................................................................. 6

4.1 Antecedentes teóricos .................................................................................................. 6

4.2 Marco teórico- conceptual ........................................................................................... 8

4.2.1 Disipado de energía. ........................................................................................... 8

4.2.2 Canal escalonado. ............................................................................................... 9

4.2.3 Flujo. ................................................................................................................... 9

4.2.4 Resalto hidráulico. ............................................................................................ 11

4.2.5 Eficiencia. ......................................................................................................... 12

4.2.6 Perdida de energía. ........................................................................................... 13

4.2.7 Energía especifica. ............................................................................................ 13

4.2.8 Fuerza específica. ............................................................................................. 15

4.2.9 Potencia del resalto. .......................................................................................... 18

4.2.10 No biodegradable. ............................................................................................. 18

4.2.11 Neumático ......................................................................................................... 18

4.2.12 Principios de similitud. .................................................................................... 20

4.2.13 Escala. ............................................................................................................... 20

4.2.14 Modelación hidráulica. ..................................................................................... 21

4.2.15 Modelo físico. ................................................................................................... 21

4.2.16 Modelo sin distorsión. ...................................................................................... 22

4.3 Marco normativo ........................................................................................................ 23

5 Metodologia ........................................................................................................................... 23

5.1 Diseño de investigación ............................................................................................. 23

5.2 Fases del proyecto ...................................................................................................... 23

5.2.1 Fase 1: Estado del arte y análisis de información ............................................. 23

VIII

5.2.2 Fase 2: Recolección, selección y análisis de información ................................ 23

5.2.3 Fase 3. Modelación física. ................................................................................ 24

5.2.4 Fase 4 Ensayo y toma de datos ......................................................................... 25

5.3 Canal escalonado real (vía Bogotá – Villavicencio) .................................................. 26

5.3.1 Localización...................................................................................................... 26

5.3.2 Registro fotografico .......................................................................................... 27

5.3.3 Dimensiones ..................................................................................................... 29

5.4 Modelación 3D ........................................................................................................... 30

5.4.1 modelo a escala reducida .................................................................................. 30

5.4.2 modelo real ....................................................................................................... 31

5.5 Calculo de caudal de diseño ....................................................................................... 32

5.6 Escala de caudal ......................................................................................................... 36

5.7 Canal escalonado (modelo a escala) .......................................................................... 37

5.7.1 Dimensiones ..................................................................................................... 37

5.7.2 Construcción ..................................................................................................... 38

6 Toma de datos ........................................................................................................................ 43

6.1 Registro fotográfico usado ......................................................................................... 44

6.2 Caudales ..................................................................................................................... 46

6.3 Concreto ..................................................................................................................... 47

6.4 Neumático usado ........................................................................................................ 56

7 Tipo de flujo........................................................................................................................... 65

7.1 Concreto ..................................................................................................................... 65

7.2 Neumático usado ........................................................................................................ 67

8 Evaluación del costo real del canal escalonado ..................................................................... 69

8.1 Concreto ..................................................................................................................... 69

8.2 Neumático usado ........................................................................................................ 71

9 Presupuesto del proyecto ....................................................................................................... 72

10 Análisis de resultados ............................................................................................................ 74

11 Conclusiones .......................................................................................................................... 77

12 Recomendaciones .................................................................................................................. 78

13 Bibliografía ............................................................................................................................ 78

14 Anexos ................................................................................................................................... 83

IX

Lista de tablas

Tabla 1 Antecedentes teóricos ........................................................................................... 6

Tabla 2 Variables del proyecto ........................................................................................ 25

Tabla 3 Dimensiones del canal real ................................................................................ 29

Tabla 4 Datos estación de Chipaque ................................................................................ 35

Tabla 5 Dimensiones del modelo a escala ...................................................................... 37

Tabla 6 Caudales de estudio............................................................................................. 46

Tabla 7 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QMax .................... 47

Tabla 8 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QDiseño.................. 50

Tabla 9 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QMin ...................... 53

Tabla 10 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMax ....... 56

Tabla 11 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QDiseño ... 59

Tabla 12 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMin ....... 62

Tabla 13 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QMax ................... 65

Tabla 14 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QDiseño ................. 65

Tabla 15 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QMin ..................... 66

Tabla 16 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMax ....... 67

Tabla 17 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QDiseñp .... 68

Tabla 18 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMin ...... 68

Tabla 19 Costos preliminares del canal escalonado revestido en concreto ..................... 69

Tabla 20 Costos preliminares del canal escalonado revestido en neumático usado ........ 71

Tabla 21 Gastos de insumos de papelería ........................................................................ 72

Tabla 22 Gastos de insumos tecnológicos ....................................................................... 73

X

Tabla 23 Gastos de recursos humanos ............................................................................. 73

Tabla 24 Gastos de Materiales de construcción ............................................................... 73

Tabla 25 Costo total proyecto .......................................................................................... 74

Tabla 26 sumatorias de las variables evaluadas ............................................................... 74

Tabla 27 Características del resalto hidráulico con Q de diseño ..................................... 76

Tabla 28 Características del resalto hidráulico con caudal máximo. ............................... 76

Tabla 29 Características del resalto hidráulico con caudal mínimo................................ 77

XI

Lista de figuras

Figura 1. Curva de energía específica (Marbello, s.f.) .................................................... 14

Figura 2. Curva de fuerza específica (Marbello, s.f.) ...................................................... 17

Figura 3. Fuente Propia Ensayo en concreto .................................................................. 25

Figura 4. Fuente Propia Ensayo neumático usado ........................................................... 26

Figura 5. Fuente Google earth Ubicación del canal escalonado modelo ......................... 26

Figura 6 Fuente Google earth Localización del canal escalonado modelo ...................... 27

Figura 7. Fuente propia Pendiente del canal modelo ....................................................... 27

Figura 8. Fuente propia Canal escalonado frontal ........................................................... 28

Figura 9. Fuente propia Estado actual del canal modelo ................................................. 28

Figura 10. Fuente propia Altural del canal modelo ......................................................... 29

Figura 11. Fuente propia modelación 3D modelo escalado revestido en concreto ......... 30

Figura 12 Fuente propia modelación 3D modelo escalado revestido en neumática ........ 31

Figura 13 Fuente propia modelación 3D canal real revestido en concreto ...................... 31

Figura 14 Fuente propia modelación 3D canal real revestido en neumático ................... 32

Figura 15. Coeficiente de escorrentía .............................................................................. 33

Figura 16. periodos de retorno o grado de protección ................................................... 34

Figura 18. Fuente Google Earth Área de drenaje ............................................................ 36

Figura 19. Fuente propia Formaleta del modelo a estácala ............................................. 38

Figura 20. Fuente propia Aforo del caudal ...................................................................... 39

Figura 21. Fuente propia Selección del agregados y curado del modelo a escala ........... 40

Figura 22. Fuente propia Muros laterales del modelo a escala ........................................ 40

Figura 23. Fuente propia Tanques Hidráulicos del canal a escala ................................... 41

XII

Figura 24. Fuente propia sellaron las juntas del canal a escala ....................................... 42

Figura 25. Fuente propia Instalación de la tableta de neumático usado .......................... 43

Figura 27 Fuente propia comparación de flujo Q max ................................................... 44

Figura 28 Fuente propia comparación de flujo con Q diseño .......................................... 45

Figura 29 Fuente propia comparación de flujo con Q min ............................................. 46

Figura 30. Fuente propia Curva de energía especifica concreto Q Max .......................... 49

Figura 31. Fuente propia Curva de fuerza especifica concreto Q MAX ............................ 49

Figura 32. Fuente propia curva de energía especifica concreto Q DISEÑO ........................ 52

Figura 33. Fuente propia curva de fuerza especifica concreto Q DISEÑO ........................ 52

Figura 34. Fuente propia curva de energía especifica concreto Q MIN ............................. 55

Figura 35. Fuente propia Curva de fuerza especifica concreto Q MIN ............................. 55

Figura 36. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q MAX .............. 58

Figura 37. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q MAX ................ 58

Figura 38. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q DISEÑO ........... 61

Figura 39. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q DISEÑO............. 61

Figura 40. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q MIN ............... 64

Figura 41. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q MIN ................. 64

1

1 Introducción

El presente proyecto “Comparación de la eficiencia hidráulica de un canal escalonado

revestido en concreto y en material reciclable (neumático usado) a partir de un modelo físico”,

está orientado a estudiar el comportamiento hidráulico de un canal escalonado por medio de las

variables de caudal y material de revestimiento mediante un modelo a escala, se tomó como

referencia un canal escalonado ubicado en el km 11 de la vía Bogotá -Villavicencio.

Se construyeron dos modelos a escala en los cuales se alternaron las variables

anteriormente mencionadas para simular posibles sucesos que pueda presentar la estructura real

ante la posible variación de precipitación en la zona y con ello mirar el comportamiento bajo los

dos tipos de revestimiento (neumático usado y concreto), para estudiar el comportamiento

hidráulico, se evaluó fuerza específica, energía específica, potencia y eficiencia. Se calcularon

los costos estimados que conlleva la implementación de este proyecto en el modelo real.

Se busca innovar e implementar un nuevo tipo de revestimiento (neumático usado) para

canales escalonado el cual sea amigable al medio ambiente, con el fin de mitigar el aumento

indiscriminado de neumáticos usados abandonado. Pero a su vez se busca que sea un

revestimiento el cual logre que la estructura cumpla su función de disipación de energía similar o

mejor que las estructuras revestidas en concreto para así evitar posibles daños de la malla vial de

las carreteras del país.

La investigación permitió comparar la eficiencia hidráulica, la disipación de energía,

perdidas de energía y comportamiento del flujo del modelo a escala ante los dos tipos de

revestimientos anteriormente mencionados y así ver los beneficios económicos e hidráulicos del

revestimiento en neumático usado.

2

2 Planteamiento del problema

2.1 Descripción del problema

El aumento en las últimas décadas en el proceso de urbanización e industria han causado

un incremento indiscriminado de diferentes materiales de origen natural, así como la generación

en mayor proporción de estos residuos, los cuales no se logran eliminar en su totalidad de una

forma natural. A esta realidad se agrega el sentir y actuar de la sociedad, debido a que han ido

surgiendo movimientos ambientales, que demandan sea respetado el espacio de interacción

sociedad-medio ambiente.

Diferentes países con mayor grado de desarrollo, han comenzado a aumentar los

esfuerzos para el aprovechamiento de los desechos no biodegradables los cuales son

principalmente materiales reciclables. En Colombia, se han generado diferentes políticas con el

fin de mitigar los efectos negativos provocados por el aumento progresivo de materiales no

biodegradables, con el fin de proteger la diversidad e integridad del ambiente, así como

conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación para el logro de

estos fines.

A partir de la innovación del neumático desmontable a base de caucho en 1981 por los

hermanos Michelin y su potente impacto en la industria automotriz, los neumáticos se han ido

desarrollando para satisfacer las necesidades de vehículos más modernos; sin embargo, las

diferentes industrias encargadas de la producción y suministro del insumo no tuvieron en cuenta

la importancia en el deterioro ambiental producido por el material una vez terminada su vida útil,

debido a que sus componentes no biodegradables tardan aproximadamente 100 en años para su

degradación total.

3

Aunque la resolución 6981 de 2011 de la Secretaría Distrital de Movilidad y la Secretaría

Distrital de Ambiente establece los lineamientos para el aprovechamiento de llantas y

neumáticos usados en obras de infraestructura; y a pesar de que existen alternativas de reciclaje

para las llantas recolectadas en la ciudad de Bogotá como materia prima para obras de ingeniería

civil, principalmente en la elaboración de vías, las empresas prefieren continuar utilizando

productos convencionales, ya que existe una cierta desconfianza por el uso de productos nuevos

y principalmente productos que provienen de un proceso de aprovechamiento o reciclaje de un

residuo que tuvo un previo ciclo de vida (Muñoz, 2015) Por lo tanto, es necesario identificar

otras alternativas de aprovechamiento de neumáticos en desuso para su utilización en ingeniería

civil.

Los disipadores de energía hidráulica en Colombia representan también un reto para la

ingeniería contemporánea debido a que genera desafíos para el manejo de las altas velocidades

del flujo pluvial, estos sistemas de drenaje son relevantes para el desarrollo urbano evitando

deslizamientos u otros daños a la infraestructura vial. Gran parte del territorio colombiano, así

como las zonas donde se concentra un importante porcentaje de población civil se encuentra

ubicado en zonas montañosas por este motivo se hace indispensable la utilización de este tipo de

estructuras; (Velandia, Rangel, & Sanchez, 2015) Sin embargo, los canales disipadores de

energía actuales implican elevados costos al Estado, y no asumen una contribución activa en

cuanto a las nuevas directrices del gobierno orientadas a sus políticas de impacto ambiental.

De tal manera, el propósito de este estudio fue comparar la eficiencia hidráulica y la

relación costo –beneficio de un disipador de energía hidráulico o canal escalonado en base a

material reciclable (Neumáticos usados) y un disipador de energía escalonada convencional a

través de la construcción de un modelo a escala reducida.

4

2.2 Formulación del problema

¿Cuál es la eficiencia y la relación costo –beneficio de un canal escalonado en

base a material reciclable (Neumáticos usados) con relación a un disipador de energía

escalonada convencional a través de un modelo físico a escala?

2.3 Justificación del proyecto

Por medio de este proyecto se buscó innovar e implementar materiales reciclables

(Neumáticos usados) específicamente en el área de la construcción de obras hidráulicas

que correspondan adecuadamente a los desafíos que implica el cuidado del medio

ambiente, así como a las políticas ambientales, de desarrollo territorial y de transporte

que rigen al territorio colombiano.

Es inherente la necesidad y la importancia de contemplar diferentes alternativas

que generen un impacto en la disminución a las cargas contaminantes del planeta desde

todas las áreas del conocimiento, siendo el sector de la construcción uno de los

principales causantes de la afectación del entorno partiendo de la fabricación de cementos

entre otros. La industria de la construcción es un consumidor prioritario de recursos no

renovables y causante de múltiples elementos contaminantes para el aire, suelo y agua.

Así mismo en Colombia el aumento de Neumáticos usados continua en un

acelerado crecimiento causado por la tendencia de incremento vehicular, al año se

producen en el país cerca de 4,5 millones de llantas, se calcula que, al año, se consume un

promedio de entre 4,5 y 5,5 millones de llantas en el país, de las cuales se recicla por

incineración y en rellenos sanitarios un 72 por ciento, se reencaucha un 17 por ciento, El

6 por ciento tiene un destino artesanal y a un 5 por ciento se le da otros usos, como el

'regrabado', de acuerdo con las cifras que maneja Mundo Limpio, empresa recicladora de

5

neumáticos. Sin embargo, la acumulación y quema de neumáticos de manera inadecuada ha

venido creando problemas ambientales y sanitarios, en perjuicio a la salud de las personas y el

medio ambiente.

Por tal motivo, para el buen uso de este material reciclable y contemplando la

recuperación del residuo desde el punto de vista y como aporte de la ingeniería civil a los

factores ambientales, y en busca a la necesidad de otros materiales que proporcionen la

disipación y amortiguamiento del flujo que se presentan en las diferentes zonas montañosas del

país, el “canal escalonado no biodegradable a partir de neumáticos usados ” Si en consecuencia

este estudio a escala presenta buenos resultado en cuanto a eficacia podría considerarse como

una opción amigable al medio ambiente contribuyendo a la ingeniería desde una perspectiva que

disminuya tanto costos económicos, como a la huella ambiental que se reflejaría en el futuro de

la población.

2.4 Delimitación

El alcance de este proyecto comprende la modelación a escala reducida, construcción y

cálculo de un canal escalonado revestido en concreto y neumático usado. Tomando como

referencia un canal ubicado el km 11 de la vía Bogotá Villavicencio. En el modelo a escala se

evaluó la energía específica, fuerza específica, potencia, eficiencia, resalto hidráulico y

presupuesto de obra, de modo experimental realizando gráficas y cálculos para poder comparar y

evaluar mejor alternativa a implementar.

3 Objetivos

3.1 General

Estudiar la eficiencia hidráulica de un disipador de energía escalonado en material

reciclable (Neumático usado) y material convencional a partir de un modelo físico a escala.

6

3.2 Específicos

Construir un modelo físico a escala reducida de un disipador de energía escalonado;

tomando como referencia la estructura ubicada en el Km 11 vía Bogotá – Villavicencio.

Analizar y comparar la eficiencia, energía, fuerza, potencia y pérdidas de energía del

resalto hidráulico, mediante la variación del caudal con un sistema convencional y reciclado.

Evaluar la relación costo –beneficio de un disipador de energía hidráulico escalonado de

acuerdo a los resultados obtenidos en relación a la eficiencia.

4 Marco de referencia

4.1 Antecedentes teóricos

Se realizó una consulta previa a la ejecución del proyecto, para obtener conocimiento del

tema y de más investigaciones realizadas a canales escalonados e implementación de neumático

usado.

Tabla 1

Antecedentes teóricos

TITULO AUTOR SINTESIS

Vertederos

escalonados, abordaje

teórico, experimental y

numérico

(Latessa,

Sabarots, s.f)

La universidad de Buenos Aires realizo

un estudio de un vertedero escalonado el cual se

realizó a escala para luego ser comparado

numéricamente con un determinado programa

llegando así a una conclusión directa frente al

modelo físico y matemático.

Diseño hidráulico de

vertederos escalonados

con pendientes

(Gonzalez &

Chanson, 2007)

En la universidad de Queensland en

Australia se realizó una tesis en la cual da a

conocer cómo se realiza el diseño hidráulico de

7

moderadas:

metodología basada en

un estudio experimental

vertederos escalonados estudiando las diferentes

características y problemas que tienen como lo es

la pendiente, huella, contra huella, resalto,

disipación de energía y logrando así disminuir la

presencia de cavitación y erosión.

Modelo experimental

para el estudio de la

disipación de energía

mediante el uso de

gaviones en canales

homogéneos en el

control de inundaciones

(Ayala, 2010)

Da a conocer un modelo experimental de

disipación de energía la cual es una estructura en

gaviones; realizando una comparación cualitativa

y cuantitativa entre la estructura de gaviones y

las escalonadas en concreto, midiendo resistencia

de las estructuras y otras variables que influyen

en su comportamiento.

Modelación hidráulica

de gradas escalonadas

con pantallas como

estructura de disipación

y amortiguamiento

(Velandia,

Rangel, &

Sanchez, 2015)

Este artículo presenta las características

hidráulicas y descripción de una estructura tipo

gradas escalonadas con pantallas obra que

permitiría realizar considerables transiciones de

nivel en cortas distancias y amortiguar el caudal

que transita por la estructura.

Modelo físico y

matemático para el

procesamiento de datos

en el estudio de la

disipación de la energía

(Ramírez &

Silva, 2008)

la universidad de la Salle realizo una

investigación del estudio de disipadores de

energía, está orientada a establecer el

comportamiento de las variables de caudal,

pendiente y altura en un modelo, estudiando así

las diferencias y similitudes que tiene un modelo

físico y matemático.

La recolección y

utilización de

neumáticos desechados

como combustible

(Quezada V,

2001)

Se realizó un estudio en la Universidad de

Talca en Chile en el cual muestra otra alternativa

para reutilizar las llantas brindando una mejor

opción de aprovechamiento en las fábricas de

8

alternativo en fábrica

de cemento

cemento, reemplazando productos

convencionales los cuales tiene elevados costos.

Estructuras hidráulicas

en el control de la

erosión

(Mejía, 2013)

Mejía indica que por el crecimiento de la

población y su asentamiento en lugares

montañosos se han construido vías en lugares de

difícil acceso generado destrucciones y daños a la

infraestructura vital por la hidrología e

inestabilidad del terreno, se implementa las obras

hidráulicas como vertederos, canales, etc. para

mitigar esta problemática.

formulación de un plan

de negocio para la

reutilización de

neumáticos fuera de

uso en Colombia

(Benavides,

2012)

Benavides pretende formular una idea de

negocio técnica y ecológicamente viable donde

se priorice la utilización de del polvo del

neumático, fomentando más alternativas para el

uso de los materiales derivados del reciclaje de

los neumáticos, convirtiendo estos materiales en

materias primas para otros usos.

Fuente: Diseño Propio

4.2 Marco teórico- conceptual

4.2.1 Disipado de energía.

Los disipadores de energía son estructuras hidráulicas las cuales son utilizadas para disipar o

disminuir el exceso de energía cinética del flujo de agua, La energía cinética se manifiesta en

forma de altas velocidades que si se trata de disminuirlas producen grandes presiones

(Zambrano, 2014), estas estructuras son empleadas para generar fricción entre el agua y la

superficie de la estructura hidráulica, produciendo saltos hidráulicos e impactos o golpes de agua

los cuales disipan la energía cinética del flujo previniendo posibles erosiones aguas abajo.

(Trujillo, Requena, Cerron & Sanchez, 2015).

9

4.2.2 Canal escalonado.

Son rampas con gradas o escalones donde, a la vez que se conduce el agua, se va disipando la

energía cinética del flujo por impacto con los escalones, llegando el agua al pie de la rápida con

energía disipada, por lo que no se hace necesaria alguna estructura adicional, o, dado el caso, una

estructura pequeña. Primero, se debe definir el régimen preferencial del flujo para el caudal de

diseño, en cuanto así este sería saltante (se caracteriza por una sucesión de chorros en caída libre

que chocan en el siguiente escalón, seguidos por un resalto hidráulico parcial o totalmente

desarrollado) o rasante (en él, el agua fluye sobre los escalones como una corriente estable

rasando sobre ellos y amortiguándose por el fluido re circulante atrapado entre los escalones),

teniendo en cuenta que la disipación de la energía, en el régimen saltante, se produce en cada

escalón, al romperse el chorro en el aire, al mezclarse en el escalón o por formación de resaltos

hidráulicos; y en el régimen rasante, se produce en la formación de vórtices en las gradas, debido

a que las gradas actúan como una macro rugosidad en el canal .( Villamarín, 2013).

4.2.3 Flujo.

Un flujo es el estudio del movimiento de un fluido, involucrando las leyes del movimiento de

la física, las propiedades del fluido y características del medio ambiente y conducto por el cual

fluyen. (Ramírez, 2014).

4.2.3.1 Tipo de flujo en un canal escalonado.

En un canal escalonado, existen dos tipos de flujo el flujo escalónalo o saltante (Nappe flow) y el

flujo rasante (Skimming flow) los cuales tienen dos formas diferentes de disipar la energía:

flujo escalonado o saltante (nappe flow). Se caracteriza por una sucesión de caída libre, es

decir, el flujo sale de un escalón como una lámina libre e impacta en el peldaño

10

siguiente pudiendo ocurrir, o no, un resalto hidráulico en la huella del escalón,

dependiendo de su longitud. (Tobar, 2013)

Dentro de este tipo de flujo se puede realizar una subdivisión de tres flujos.

­ Flujo escalón por escalón con un salto hidráulico completamente desarrollado. para

un rango bajo de gasto y profundidades pequeñas, que también se puede asociar a

huellas de escalón amplias. (Rendón, 2011)

­ Flujo escalón por escalón con un salto hidráulico parcialmente desarrollado. para

un rango bajo de gasto y profundidades pequeñas, que también se puede asociar a

huellas de escalón amplias. (Rendón, 2011)

­ Flujo escalón por escalón sobre escalones que se caracteriza típicamente por la

presencia de saltos. ocurre para grandes descargas antes de la aparición del flujo

rasante, se observa más frecuentemente en plantillas de escalón inclinadas.

(Rendón, 2011)

flujo rasante (skimming flow). Se caracteriza por una corriente con elevada

concentración de aire que fluye rasante a los vértices de los escalones, por encima de un

flujo secundario delimitado por las aristas de los escalones (pseudo – fondo). En dicho

pseudo – fondo se produce un intercambio de cantidad de movimiento con el flujo

superior gracias a la elevada turbulencia. Este flujo secundario, se considera una zona

de separación del flujo, y es el responsable de la disipación de energía a lo largo del

aliviadero. (Tobar, 2013).

Para caudales grandes el flujo del canal escalonado se convierte en un régimen de flujo

rasante (es decir flujo turbulento extremadamente rugoso). Posteriores análisis de estudios en

modelos (Chason, 1995) sugiere que la transición del flujo saltante a flujo rasante es una función

11

de la altura del escalón y de la pendiente del canal, lo cual ocurre para el régimen de flujo

saltante:

𝑑𝑐

ℎ< 1.05 − 0.465

ℎ

𝑙 ( 1 )

4.2.4 Resalto hidráulico.

El resalto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal

abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad

y pasa a una zona de baja velocidad. Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio,

en el que tiene lugar un cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a Subcritico.

(Universidad del Cauca)

Los resaltos hidráulicos se utilizan para disipar la energía del flujo aguas abajo de

estructuras de flujo supercríticos ejemplo en vertederos. La selección de un resalto fuerte

requiere un cuidadoso análisis de los riesgos de erosión del lecho. (Chason, 2002)

Para caracterizar el tipo de flujo y de resalto es indispensable realizar el cálculo del

número de froude el cual está dado por la ecuación:

𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 = 𝑉

√𝑔 ∗ 𝐷 ( 2 )

Donde:

V = Velocidad

g = Gravedad

D = Profundidad hidráulica

12

Según (Chow, 1995) los tipos de resalto se clasifican, según el número de Froude en:

F=1; el flujo es crítico y por tanto no hay resalto.

F= 1 a 1.7: Resalto ondulante, su principal característica es que presenta ondulaciones en

la superficie del agua.

F= 1.7 a 2.5: Resalto débil, se caracteriza por presentar un remolino en la superficie del

resalto, sin embargo, aguas abajo la superficie del agua permanece uniforme.

F= 2.5 a 4.5: Resalto oscilante, desde el fondo y hasta la superficie se presenta un chorro

oscilante que regresa sin periodicidad.

F= 4.5 a 9: Resalto estable: disipa la energía entre un 45 – 70 %, gracias a su buen

comportamiento su posición y acción es de las más balanceadas.

F=≤9: Resalto fuerte, disipa la energía hasta en un 85%, el chorro producido por la

velocidad colisiona contra los colchones producidos por el agua intermitente que corre aguas

abajo a lo largo de la cara frontal del resalto.

Las características de un resalto están en función del número de froude, y están dadas

como:

4.2.5 Eficiencia.

La relación entre la energía especifica antes y después del resalto se define como la eficiencia del

resalto. Puede mostrarse que la eficiencia es:

E1

E2=

(8F12 + 1)3 2⁄ − 4F1 + 1

8F12(2 + F1

2) ( 3 )

13

Donde:

E1: Energía especifica antes del resalto hidráulico

E2: Energía especifica después del resalto hidráulico

F: número de Froude

Esta ecuación indica que la eficiencia de un resalto es una función adimensional

4.2.6 Perdida de energía.

En el resalto la pérdida de energía es igual a la diferencia de energías específicas antes y después

del resalto puede demostrarse que la perdida de energía es:

∆E = E1 − E2 =(y2 − y1)3

4y1 ∗ y2 ( 4 )

Donde:

ΔE: Perdida de energía

E1: Energía especifica antes del resalto hidráulico

E2: Energía especifica después del resalto hidráulico

Y1 y Y2: Profundidades secuentes o conjugadas

4.2.7 Energía especifica.

La energía específica, E, en la sección de un canal, se define como la energía que posee el flujo,

por unidad de peso del agua que fluye a través de la sección, medida con respecto al fondo del

canal, (Marbello, s.f.) y se expresa así:

𝐸 = 𝑌 𝐶𝑂𝑆𝛳𝛼𝑉2

2𝑔 ( 5 )

14

O, para un caudal de pendiente pequeña y α = 1:

𝐸 = 𝑌 +𝑉2

2𝑔 ( 6 )

Donde:

Y = Altura de lámina de agua

V = Velocidad

g = Gravedad

Figura 1. Curva de energía específica (Marbello, s.f.)

La profundidad crítica Yc, es la profundidad para la cual en número de froude toma como

valor uno, se caracteriza por que en este punto la energía específica alcanza su mínimo valor (Ec)

en un caudal específico o determinado (Chow, 1995). Para calcular el Yc en un canal rectangular

se utilizará la siguiente expresión:

Yc = (q2

g)

13⁄

( 7 )

15

Donde:

q: Caudal unitario

g: Gravedad

Entonces, para encontrar la energía crítica en un canal rectangular tenemos:

Ec =3

2YC ( 8 )

4.2.8 Fuerza específica.

La fuerza específica según es la suma del flujo que pasa a través de la sección de un canal

rectangular por unidad de tiempo y por unidad de peso del agua y el segundo es la fuerza por

unidad de peso del agua (Chow, 1995).

Lo cual significa que la fuerza específica es constante en cada sección, siempre y cuando

las fuerzas de resistencia externa, así como el peso del fluido en la dirección del movimiento, en

el tramo puedan despreciarse. (Fuerza específica, s.f.)

Para un caudal dado Q, la fuerza específica es únicamente función del tirante, de manera

similar la energía específica. Su representación geométrica en un plano F-y consiste en una curva

similar a la que se obtiene en el plano E-y, con la única diferencia que tiene asíntota

exclusivamente en la rama inferior, correspondiente a y= 0. La rama superior se eleva y extiende

indefinidamente a la derecha. Asimismo, para un valor dado de la función F, la curva tiene dos

posibles tirantes y1, y2 que reciben el nombre de tirantes conjugados, y que, de acuerdo con la

ecuación 5-26, corresponden a los tirantes antes y después del resalto, excepto cuando F es

16

mínima al cual le corresponde un único valor del tirante, llamado tirante crítico. (Fuerza

específica, s.f.)

Ecuación para cualquier sección del canal, función general:

F = Y̅ A +Q2

gA ( 9 )

Donde:

F = Fuerza especifica

�̅�= distancia del centroide del área mojada

A= Área mojada

Q = caudal

g= gravedad

Reemplazando para un canal rectangular la ecuación será:

F =Y2

2+

q2

gY ( 10 )

Donde:

F = Fuerza especifica

q= Caudal unitario

A= Área mojada

Y = Altura de la lámina de agua

g= gravedad

La fuerza especifica mínima:

17

𝐹𝑚𝑖𝑛 =3

2𝑌𝑐

2 ( 11 )

Para que se forme un resalto hidráulico es necesario las profundidades de flujo Y1 agua arriba y

Y2 aguas abajo

Dos profundidades son secuentes o conjugadas si tiene el mismo valor de Fuerza específica:

𝐹1 = 𝐹2

𝑌12

2+

𝑞2

𝑔𝑌1=

𝑌22

2+

𝑞2

𝑔𝑌2

𝑌2 =𝑌1

2∗ (−1 + √8 ∗ 𝐹2) ( 12 )

Donde:

Y1: profundidad de flujo antes del resalto.

Y2: profundidad después del resalto de flujo.

F: número de Froude

Figura 2. Curva de fuerza específica (Marbello, s.f.)

18

4.2.9 Potencia del resalto.

𝑃 = ϒ𝑄∆𝐸1−2 ( 13 )

Donde:

P= Potencia disipada del resalto

Q= caudal

∆𝐸1−2= perdidas de energía

ϒ = Densidad del agua

4.2.10 No biodegradable.

Los residuos no biodegradables son aquellos que no se descomponen fácilmente y su duración

para descomponerse es de gran tiempo y la mezcla de otro componente no hace que reacciones

su descomposición como lo hace los residuos biodegradables. Como objetos electrónicos,

plástico, metal, vidrio y pilas. La mejor forma de reducir este tipo de residuo es el reciclaje,

(llantas, plástico, metales entre otros). (OCIO Ultimate Magazine, s.f.)

4.2.11 Neumático

Un neumático es una pieza toroidal de caucho que se coloca en las ruedas de diversos vehículos

y máquinas. Su función principal es permitir un contacto adecuado por adherencia y fricción con

el pavimento, posibilitando el arranque, el frenado y la guía. La parte de caucho blando que se

infla y llena de aire es la cámara (tubo con forma toroidal que se infla y va entre el neumático y

la llanta o rin, es una cámara de aire). Hay neumáticos que no llevan cámara, es decir, que el aire

a presión está contenido directamente por el neumático y la llanta. (automóvil, 2011).

19

4.2.11.1 Problemática de los neumáticos usados.

Al año se producen en el país cerca de 4,5 millones de llantas. Con el parque automotor

creciendo cada año el problema de acumulación y mal reciclaje de neumáticos usados se ha

convertido en una de las prioridades del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

Territorial. Se calcula que, al año, se consume un promedio de entre 4,5 y 5,5 millones de llantas

en el país, de las cuales se recicla por incineración y en rellenos sanitarios un 72 por ciento, se

reencaucha un 17 por ciento, el 6 por ciento tiene un destino artesanal y a un 5 por ciento se le da

otros usos, como el 'regrabado', de acuerdo con las cifras que maneja Mundo Limpio, empresa

recicladora de neumáticos. Automóvil, camioneta, camión y buseta se estima en 61 mil toneladas

al año. (Vásquez, 2011)

Por esta razón, y para hacer frente a éste y otros problemas que atacan al medio ambiente

en Colombia y el resto del mundo, el Ministerio emitió, en julio del 2010, la Resolución 1457,

mediante el cual se obliga a "presentar e implementar los 'Sistemas de recolección selectiva y

gestión ambiental de llantas usadas', con el propósito de prevenir y controlar la degradación

ambiental". 100 años es el tiempo de degradación de una llanta, sin hablar de las enfermedades

que acumulan el almacenamiento inadecuado de estas en patios o potreros. (Vásquez, 2011).

4.2.11.2 Reciclaje de neumáticos.

El proceso consiste en la trituración y separación de los materiales de la llanta para que luego

sean utilizados como materia prima en otros procesos. (Definición de reciclaje de residuos, s.f.).

20

4.2.12 Principios de similitud.

El empleo de modelos en el ambiente del laboratorio para la solucion de problemas de ingenieria

hidraulica requiere un entendimiento claro y presiso de los principios de similitud se tiene 3

puntos de vista distintos. (French, 1988)

Similitud geométrica. dos objetos son geometricamente similares si las razones de sus

dimensiones correspondientes son iguales. Por esto este principio se vasa en la similitud

de forma. (French, 1988)

El modelo y el prototipo son geometricamente similires si y solo si todas las

dimensiones del cuerpo en cada una de los tres ejes cooerdenados, se relacionan

mediante la misma escala de longitud. (Flores, 2015)

Similitud cinemática. Dos movimientos son cinematicamente similatres a) los patrones

o trayectorias del movimiento son geometricamente similares y b) las razones de las

velocidades de las particulas involucradas en los dos movimientos son iguales. (French,

1988)

la similitud cinemática obliga a que modelo y prototipo tengan una escala de líneas y

también una escala de tiempos. Con ello se logra una escala única de velocidades.

(Flores, 2015)

Similitud dinámica. Dos movimientos son dinamicamente similares si a) la razon de

las masas de los objetos involucrados son iguales y b) las razones de las fuerzas que

afectan el movimiento son iguales. (French, 1988)

4.2.13 Escala.

La escala es una indicación sobre cuántas veces está reducido (o aumentado) aquello que se

representa en el plano o prototipos. Esta indicación está normalizada lo que significa, que todo el

21

mundo que maneja y realiza planos, mapas o prototipos lo hace con la misma regla de escalas

para que sean entendidos por todo el mundo. Emplean un “idioma común”. Se podría decir, que

la escala es: La relación que tiene el objeto representado con la realidad, expresada en las veces

que se ha reducido (o aumentado) el tamaño de la representación gráfica respecto a la unidad.

(Oscarabo, 2009).

4.2.14 Modelación hidráulica.

La modelación se ha desarrollado notablemente en el campo de la hidráulica, existen evidencias

de estudios de diseños hidráulicos realizados desde tiempos antiguos, mediante pequeñas

representaciones de estructuras y máquinas, en donde se evidencia que la experimentación

hidráulica se ha llevado a cabo habitual mente a escala real ya sea en vertederos, canales,

tuberías y presas; por tal motivo se ha podido evidenciar los problemas que presentan las

estructuras hidráulicas en modelos a una escala reducida ya que es posible predecir su conducta.

El sistema semejante reducido o simplificado es lo que llamamos modelo, frente a la realidad que

llamamos prototipo. Se sabe que en la actualidad no se construyen estructuras hidráulicas

importantes sin antes hacer un estudio preliminar de un modelo a escala. (Vergara, 1993)

4.2.15 Modelo físico.

Es la simulación física de un fenómeno hidráulico, que ocurre en relación con una obra de

ingeniería, en un sistema semejante simplificado que permite observarlo y controlarlo con

facilidad, además confirmar la validez del diseño de la obra, optimizarla o tomar nota de los

efectos colaterales, que deberán ser considerados durante la operación de la misma; es

importante destacar que la modelación física, al lograr representar el flujo tridimensional de

cualquier estructura, garantiza con mayor confiabilidad el diseño de la estructura real ya que el

cálculo teórico no garantiza la sostenibilidad ni el comportamiento que vaya a tener dicha

22

estructura, ya que se reduce el índice económico y jurídico que tendría ciertos efectos si llegara a

colapsar una estructura de cierta magnitud ya sea en cuanto al valor monetario o lo que es peor

vidas humanas por tal motivo la modelación hidráulica genera una importante herramienta para

el diseño de obras hidráulicas. (Vergarag, 1993).

Tipos de modelos físicos

Modelos de fondo fijo. Se emplean para reproducir fenómenos en donde la variación de

niveles y las velocidades del flujo son parámetros determinantes. También es importante

estudiar fenómenos locales sobre estructuras, y conocer el comportamiento hidráulico

de vertedores, compuertas, obras de toma y de descarga, estructuras sumergidas y varias

estructuras hidráulicas en donde el patrón de flujo y niveles del agua son fundamentales.

(Flores, 2015)

Modelos de fondo móvil. Se emplea para estudiar los problemas relacionados con

estabilización de cauces de ríos o canales y playas. Por este motivo es importante

reproducir las variables de flujo combinadas con la del sedimento y la mecánica del

transporte. (Flores, 2015)

Modelos con distorsión. Se presenta cuando existen por lo menos dos escalas de líneas

diferentes, por ejemplo, una para longitudes horizontales (Ex) y otra para longitudes

verticales (Ey). (Flores, 2015)

4.2.16 Modelo sin distorsión.

Se presenta cuando las escalas de magnitudes lineales horizontales, verticales e inclinadas

son iguales, se dice que el modelo es similarmente geométrico. (Flores, 2015).

23

4.3 Marco normativo

En este proyecto de investigación no se utilizaron normas en el diseño del modelo a escala.

5 Metodologia

5.1 Diseño de investigación

En el presente proyecto de investigación se relaciona la variación del caudal, para evaluar la

eficiencia y comportamiento del resalto hidráulico en un canal escalonado revestido en

neumático usado y en concreto; por ello este proyecto está basado en la investigación

experimental la cual está definida por (Sampieri, 2003) “La investigación experimental se refiere a

un estudio de investigación en el que se manipulan deliberadamente una o más variables

independientes (supuestas casusas) para analizar las consecuencias de esa manipulación sobre una o

más variables dependientes (supuestos efectos) dentro de una situación de control para el

investigador”.

5.2 Fases del proyecto

El proyecto se desarrolló en cuatro fases o etapas:

5.2.1 Fase 1: Estado del arte y análisis de información

se realizó una recopilación de informativa relacionada con canales y vertederos

escalonados, tipos de flujo, problemática de neumáticos usados, proceso de reciclaje de

neumáticos usados, demás temas de interés relacionados al proyecto de investigación.

5.2.2 Fase 2: Recolección, selección y análisis de información

se efectuaron dos visita de campo, la primera fue de reconocimiento de los diversos

canales escalonados localizados en la vía Bogotá- Villavicencio, posteriormente se seleccionó el

canal localizado en el Km 11 de la vía por su gran tamaño, en la segunda visita se realizó una

24

toma de datos como la pendiente, huellas, contrahuellas de cada escalón del canal, se realizó una

medida del área aferente y de la topografía del terreno, verificando la recolección de las aguas

lluvias que vierten a dicho canal.

Se seleccionó el tipo de material el cual fue piso Power Deck negro, es una tableta de 50

X 50 cm cuya base es ripio (grano de caucho provenientes del reciclaje de neumático usados) se

escogió por su facilidad de manejo en la instalación del modelo a escala.

5.2.3 Fase 3. Modelación física.

Para la elaboración del modelo físico fue necesario utilizar el método de similitud

geométrica para calcular la escala del modelo, para ello se utilizó dos escalas la vertical 1:10 y

horizontal 1:2.5 para brindarle mayor estabilidad al modelo. Se construyó una especie de

formaleta en madera simulando el terreno para luego así realizar el revestimiento con cada uno

de los materiales respectivamente, primero se construyó el modelo revestido en concreto el cual

cuenta con malla electro soldada de 4 mm de diámetro y concreto de 3000 psi con un espesor de

1.5 cm, al terminar los ensayos en concreto se construyó el modelo en tableta de ripio (piso

Power Deck) el cual es un derivado del reciclaje de neumático usado, tenía un espesor de 1 cm.

En las paredes del canal fueron instalado en acrílico garantizando una mejor visibilidad del

comportamiento del flujo para una mejor precisión en la toma de datos.

Para garantizar la recirculación el caudal en el modelo se instaló un tanque al final del

mismo, el cual contaba con una bomba sumergible adaptada a una manguera la cual subía hacia

un tanque localizado en la parte superior del modelo, el cual cumplía una función como

vertedero y remanso.

25

5.2.4 Fase 4 Ensayo y toma de datos

Se realizaron diez tomas de datos para aforos gravimétricos de la bomba sumergible, se

promediaron para conocer el caudal máximo (Q1) de la misma, posteriormente se aforo 10 tomas

de datos respectivamente para conocer el caudal de diseño (Q2) y caudal mínimo (Q3)

El ensayo consiste en la toma de alturas antes del resalto hidráulico en cada escalón del

modelo variando el caudal (Q1, Q2 y Q3), este ensayo se realiza para el revestimientos en

concreto (M1) y neumatico usado (M2).

Tabla 2

Variables del proyecto

Caudal (m3) Altura (m) Material

Q1, Q2 y Q3 Y1, Y2, Y3 ….Y15 M1 y M2

Fuente: Diseño propio

En la figura 3 se puede observar el esquema de desarrollo de los ensayos de laboratorio

para el revestimiento en concreto

Figura 3. Fuente Propia Ensayo en concreto

En la figura 3 se puede observar el esquema de desarrollo de los ensayos de laboratorio

para el revestimiento en neumático usado.

M1

Q1

Y(1-15)

Q2

Y(1-15)

Q3

Y(1-15)

26

Figura 4. Fuente Propia Ensayo neumático usado

5.3 Canal escalonado real (vía Bogotá – Villavicencio)

5.3.1 Localización

Se escogió como modelo el canal escalonado ubicado en el municipio de Chipaque

Cundinamarca (figura 5) entre la vía Chipaque - Bogotá y Bogotá - Villavicencio. El canal se

encuentra localizado exactamente en el Km 11 en la vía Bogotá –Villavicencio (figura 6).

Figura 5. Fuente Google earth Ubicación del canal escalonado modelo

M2

Q1

Y(1-15)

Q2

Y(1-15)

Q3

Y(1-15)

27

Figura 6 Fuente Google earth Localización del canal escalonado modelo

5.3.2 Registro fotografico

Figura 7. Fuente propia Pendiente del canal modelo

En la (Figura 7) se evidencia el alta pendiente que presenta el canal de estudio la cual es

de 82%, se ve su alto impacto que tiene la estructura sobre la vía Bogotá – Villavicencio por su

cercanía.

28

Figura 8. Fuente propia Canal escalonado frontal

En la (Figura 8) se puede evidenciar que dicho canal solo recolecta el agua que se genera

por encima del mismo teniendo un área de drenaje de 3,737 m2, también se observa la estructura

de estabilización (gaviones) del terreno la cual es necesaria por su alta pendiente.

Figura 9. Fuente propia Estado actual del canal modelo

En la (figura 9) se aprecia el estado actual del canal, el material de revestimiento y sus

dimensiones reales

29

Figura 10. Fuente propia Altural del canal modelo

La (figura 10) muestra la altura que tiene el canal tomando como referencia una persona,

también se evidencia que en el costado superior del canal se presenta una vía secundaria

Chipaque – Bogotá.

5.3.3 Dimensiones

Tabla 3

Dimensiones del canal real

Pendiente 82 %

Ancho 0,80 m

Alto 13,7 m

# Escalón Contra huella

(m)

Huella

(m)

1 0,76 1,25

2 0,83 1,23

3 0,86 1,1

4 0,74 1,15

5 0,8 1,3

6 0,94 1,07

7 0,9 1,4

8 0,9 0,98

9 1,24 1,22

10 1,25 1

30

11 0,73 1,1

12 0,65 1,2

13 1,3 1

14 0,9 0,9

15 0,9 0,9

Fuente: Diseño Propio

5.4 Modelación 3D

5.4.1 Modelo a escala reducida

Figura 11. Fuente propia modelación 3D modelo escalado revestido en concreto

31

Figura 12 Fuente propia modelación 3D modelo escalado revestido en neumática

5.4.2 modelo real

Figura 13 Fuente propia modelación 3D canal real revestido en concreto

32

Figura 14 Fuente propia modelación 3D canal real revestido en neumático

5.5 Calculo de caudal de diseño

Se empleó el método racional para la evaluación de caudal de diseño ya que se puede

emplear en cualquier modelo de lluvia-escorrentía, para superficies menores de 1300 (ha) debido

a su simplicidad. Se establece que el caudal superficial producido en una precipitación es:

𝑄𝑟 = 2.78 ∗ C ∗ I ∗ A ( 14 )

33

Donde

Qr = caudal superficial o real (l/s)

C = coeficiente de escorrentía

I = intensidad promedio de la lluvia (l/s.ha)

A = área de drenaje (ha)

El coeficiente de escorrentía se obtuvo de la (figura 17), el cual se relacionan los valores

del coeficiente para diferentes tipos de superficies.

Figura 15. Coeficiente de escorrentía (Velez, Botero, Parra, Aristizabal, & Marulanda, 2013) Pag 17

Coeficiente escorrentía: 0,88

Para el valor del coeficiente de escorrentía del proyecto se tuvieron en cuenta la

superficie del canal escalonado real, la cual es en concreto y el periodo de retorno para este tipo

de estructuras el cual es de 25 años de acuerdo al (RAS,15) para canales abierto en zonas

34

montañosas o con alta pendiente, se tomó como referencia el valor minino ya que el área drenada

no es mayor a 1000 ha.

Figura 16. periodos de retorno o grado de protección ( Ras reglamento tecnico del sector de agua potable y

saneamiento basico. Titulo D, 2015) Tabla 4.2

Periodo de retorno: 25 años

De igual forma fue necesaro obtener el dato de intesidad promedio de lluvias, el cual se

obtuvo de la curva IDF (Intensidad, Duracion, Frecuencia) proporcionada por (HIDROPLAN,

2006) de la estacion de Chipaque Cod 3502005.

35

Figura 17. Curva IDF estación de Chipaque (HIDROPLAN, 2006)

Tabla 4

Datos estación de Chipaque

Estación Chipaque Cód.: 3502005

Duración Periodo de retorno, años

Minutos 3 5 10 25 50 100

15 34,1 41,56 50,96 62,79 71,58 80,31

30 25,03 29,58 35,31 42,55 47,91 53,24

60 17,44 20,31 23,92 28,49 31,87 35,23

120 11,21 12,89 15,01 17,68 19,66 21,62

360 5,06 5,82 6,77 7,98 8,87 9,76 Fuente: (HIDROPLAN, 2006)

Intensidad de lluvias: 62,79 mm/h

Finalmente, para determinar el área de drenaje de la estructura (figura 18), se realizó una

visita de campo en la cual se apreció la topografía de la zona donde se identificó la posible zona

que podían vertí sus aguas al canal modelo se tuvo en cuenta el sistema de drenaje natural para

hacer las delimitaciones del área, prácticamente abarca una la vía Chipaque - Bogotá.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

INT

EN

SID

AD

( m

m/h

)

DURACION (Minutos)

CURVAS DE INTENSIDAD-DURACION-FRECUENCIA

ESTACION CHIPAQUE (CUNDINAMARCA)-COD: 3502005

100

50

25

10

5

3

Tr (años)

36

Figura 18. Fuente Google Earth Área de drenaje

Área de drenaje: 0,38 ha

Por lo tanto, el cálculo del caudal de diseño (ecuación 14), queda como se indica a

continuación:

Qr = 2.78 ∗ 0.88 ∗ 62.79mm

h ∗ 0.38 ha

Q𝑟 = 58,4 L/Seg

Q𝑟 = 0,0584 m3/Seg

5.6 Escala de caudal

Esta escala se puede calcular ya sea como la escala de velocidades por la escala de aéreas

(Ayala, 2010):

𝐸𝑄 = 𝐸𝑣 × 𝐸𝑎 = 𝐸𝑙

12⁄

× 𝐸𝑙2 ( 15 )

37

O como la escala de volumen dividida por la escala del tiempo:

𝐸𝑄 =𝐸𝑣𝑜𝑙

𝐸𝑡=

𝐸𝑙3

𝐸𝑙

12⁄

= 𝐸𝑙

52⁄ ( 16 )

𝑄𝐸 = 𝑄𝑟

52⁄ ( 17 )

Donde:

QE= Caudal escalado (m3/seg)

Qr =Caudal real (m3/seg)

𝑄𝐸 = (0,0584 𝑚3/𝑆𝑒𝑔)5

2⁄

𝑄𝐸 = 0,00082 𝑚3/𝑆𝑒𝑔

𝑄𝐸 = 0,82 𝐿/𝑆𝑒𝑔

5.7 Canal escalonado (modelo a escala)

5.7.1 Dimensiones

Tabla 5 Dimensiones del modelo a escala

Alto 1,37

Ancho 0,32 m

Profundidad 1,77 m

Escala vertical

1:10

Escala horizontal

1:2.5

#

Escalón

Contra

huella Huella

1 0,076 0,125

2 0,083 0,123

3 0,086 0,11

4 0,074 0,115

38

5 0,08 0,13

6 0,094 0,107

7 0,09 0,14

8 0,09 0,098

9 0,124 0,122

10 0,125 0,1

11 0,073 0,11

12 0,065 0,12

13 0,13 0,1

14 0,09 0,09

15 0,09 Fuente: Diseño Propio

5.7.2 Construcción

Para la elaboración del modelo, se requirió la utilización de una formaleta en madera que

simulara todos los escalones de la estructura, es la base del revestimiento del modelo a escala

(Figura 19).

Figura 19. Fuente propia Formaleta del modelo a estácala

39

A continuación, el procedimiento que se siguió para la elaboración del modelo a escala

del canal escalonado

Paso 1: Simultáneamente a la elaboración de la formaleta se realizó un aforo gravimétrico

(Figura 20) para calcular el caudal máximo, diseño y mínimo de la bomba sumergible

Figura 20. Fuente propia Aforo del caudal

Paso 2: se figuró la malla electro soldada de cada huella y contrahuella para garantizar la

adherencia del material y evitar fisuras en el modelo.

Paso 3: Se cubico para sacar las cantidades de agregados y cemento necesarias para la

mezcla del modelo a escala, posteriormente se fundió la huella y contrahuella de la estructura

verificando que todas las zonas quedaran revestidas en su totalidad evitando hormigueo en el

modelo. Se dejó fraguar el mismo durante 28 días para garantizar la resistencia de 21 MPa. La

(figura 21) muestra la selección de agregado y el revestimiento en tiempo de curado

40

Figura 21. Fuente propia Selección del agregados y curado del modelo a escala

Paso 4: se realizó el montaje de los muros laterales del canal (Figura 21), los cuales

fueron en acrílico para garantizar una mejor visibilidad a la hora de tomar datos y observar el

comportamiento del flujo en ciertas zonas del canal.

Figura 22. Fuente propia Muros laterales del modelo a escala

41

Paso 5: se realizó la instalación de los tanques hidráulicos (Figura 22) los cuales se

ubicaron en la parte alta y baja del canal garantizando una recirculación del flujo con la bomba

sumergible.

Figura 23. Fuente propia Tanques Hidráulicos del canal a escala

Paso 6: con silicona se sellaron las juntas entre el revestimiento en concreto y las paredes

del modelo (Figura 23), evitando posibles fugas de agua. Se garantizó una buena circulación del

fluido y se procedió a la toma de datos parta el revestimiento en concreto.

42

Figura 24. Fuente propia sellaron las juntas del canal a escala

Paso 7: se instaló de la tableta de neumático usado, se tomó la medida de cada huella y

contrahuella y posterior se realizó corte y se pegó pieza por pieza, con pegante pl285,

posteriormente se realizó el sellado de juntan con silicona para evitar filtraciones.

43

Figura 25. Fuente propia Instalación de la tableta de neumático usado

6 Toma de datos

Para la toma de datos se realizaron dos tipos de tablas la primera fue para el cálculo y

aforo del caudal y la segunda tabla fue donde se registraron los datos para determinarlas

variables a evaluar en los modelos a escala. Tabla de aforo

44

6.1 Registro fotográfico

El las figuras 27, 28 y 29 se evidencia la comparación del comportamiento del flujo entre

los dos tipos de revestimiento. En la figura 27 se aprecia el flujo con caudal max el cual es el

más crítico por sus altas velocidades.

Figura 26 Fuente propia comparación de

45

En la figura 28 se aprecia el fijo con caudal escalado

Figura 27 Fuente propia comparación de flujo con Q diseño

En la figura 29 se puede apreciar el comportamiento del flujo con caudal mínimo

46

Figura 28 Fuente propia comparación de flujo con Q min

6.2 Caudales

Tabla 6

Caudales de estudio

Caudal m3/seg Caudal L/Seg

Caudal máximo 0,00129 1,286

Caudal escalado 0,00081 0,812

Caudal mínimo 0,00042 0,421

Fuente: Diseño Propio

47

6.3 Concreto

Tabla 7 Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QMax

Fuente: Diseño propio

Canal escalonado en concreto (Q Max)

Caudal 0,00129 m3/seg Base 0,34 m Yc 0,01134 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,00378 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

1 0,007 0,0024 0,540 2,062 Supercritico 0,017 0,0059 0,220 0,535 Subcritico

2 0,007 0,0025 0,516 1,923 Supercritico 0,017 0,0056 0,228 0,564 Subcritico

3 0,008 0,0028 0,454 1,587 Supercritico 0,015 0,0051 0,252 0,657 Subcritico

4 0,006 0,0020 0,630 2,598 Supercritico 0,019 0,0065 0,196 0,452 Subcritico

5 0,006 0,0022 0,597 2,396 Supercritico 0,019 0,0063 0,204 0,479 Subcritico

6 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

7 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

8 0,007 0,0024 0,540 2,062 Supercritico 0,017 0,0059 0,220 0,535 Subcritico

9 0,008 0,0026 0,493 1,799 Supercritico 0,016 0,0055 0,236 0,594 Subcritico

10 0,010 0,0033 0,391 1,270 Supercritico 0,013 0,0045 0,287 0,797 Subcritico

11 0,008 0,0026 0,493 1,799 Supercritico 0,016 0,0055 0,236 0,594 Subcritico

12 0,006 0,0022 0,597 2,396 Supercritico 0,019 0,0063 0,204 0,479 Subcritico

13 0,007 0,0025 0,516 1,923 Supercritico 0,017 0,0056 0,228 0,564 Subcritico

14 0,009 0,0031 0,420 1,414 Supercritico 0,014 0,0048 0,269 0,725 Subcritico

15 0,007 0,0025 0,516 1,923 Supercritico 0,017 0,0056 0,228 0,564 Subcritico

48

Tabla 7

Continuación

Fuente: Diseño propio

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica

Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0219 0,0170 0,0197 0,00023 0,00019 0,00023 0,8991 0,0022 0,0278

2 0,0209 0,0170 0,0193 0,00023 0,00019 0,00023 0,9216 0,0016 0,0207

3 0,0188 0,0170 0,0182 0,00021 0,00019 0,00021 0,9686 0,0006 0,0075

4 0,0262 0,0170 0,0212 0,00026 0,00019 0,00026 0,8083 0,0050 0,0635

5 0,0245 0,0170 0,0206 0,00025 0,00019 0,00025 0,8425 0,0039 0,0487

6 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

7 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

8 0,0219 0,0170 0,0197 0,00023 0,00019 0,00023 0,8991 0,0022 0,0278

9 0,0201 0,0170 0,0189 0,00022 0,00019 0,00022 0,9405 0,0012 0,0151

10 0,0175 0,0170 0,0174 0,00020 0,00019 0,00020 0,9951 0,0001 0,0011

11 0,0201 0,0170 0,0189 0,00022 0,00019 0,00022 0,9405 0,0012 0,0151

12 0,0245 0,0170 0,0206 0,00025 0,00019 0,00025 0,8425 0,0039 0,0487

13 0,0209 0,0170 0,0193 0,00023 0,00019 0,00023 0,9216 0,0016 0,0207

14 0,0180 0,0170 0,0177 0,00020 0,00019 0,00020 0,9858 0,0003 0,0032

15 0,0209 0,0170 0,0193 0,00023 0,00019 0,00023 0,9216 0,0016 0,0207

Sumatoria 0,3149 0,2551 0,2878 0,0034 0,0029 0,0034 92,0% 0,0271 0,3419

49

Figura 29. Fuente propia Curva de energía especifica concreto Q Max

Figura 30. Fuente propia Curva de fuerza especifica concreto Q MAX

0,004

0,008

0,012

0,016

0,020

0,015 0,017 0,019 0,021 0,023 0,025 0,027

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA CONCRETO Q MAX

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,002

0,007

0,012

0,017

0,022

0,00018 0,00020 0,00022 0,00024 0,00026

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICA CONCRETO Q MAX

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

50

Tabla 8

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QDiseño

Fuente: Diseño Propio

Canal escalonado en concreto (Q Diseño)

Caudal 0,00081 m3/seg Base 0,34 m Yc 0,00834 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,00239 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

1 0,005 0,0017 0,477 2,156 Supercritico 0,013 0,0044 0,184 0,517 Subcritico

2 0,006 0,0019 0,421 1,787 Supercritico 0,012 0,0040 0,203 0,597 Subcritico

3 0,006 0,0019 0,421 1,787 Supercritico 0,012 0,0040 0,203 0,597 Subcritico

4 0,005 0,0016 0,512 2,391 Supercritico 0,014 0,0046 0,175 0,480 Subcritico

5 0,005 0,0016 0,512 2,391 Supercritico 0,014 0,0046 0,175 0,480 Subcritico

6 0,007 0,0023 0,358 1,400 Supercritico 0,010 0,0035 0,232 0,731 Subcritico

7 0,005 0,0018 0,448 1,957 Supercritico 0,012 0,0042 0,194 0,557 Subcritico

8 0,005 0,0017 0,477 2,156 Supercritico 0,013 0,0044 0,184 0,517 Subcritico

9 0,006 0,0022 0,377 1,512 Supercritico 0,011 0,0037 0,222 0,684 Subcritico

10 0,006 0,0022 0,377 1,512 Supercritico 0,011 0,0037 0,222 0,684 Subcritico

11 0,007 0,0023 0,358 1,400 Supercritico 0,010 0,0035 0,232 0,731 Subcritico

12 0,006 0,0020 0,398 1,640 Supercritico 0,011 0,0038 0,212 0,640 Subcritico

13 0,006 0,0020 0,398 1,640 Supercritico 0,011 0,0038 0,212 0,640 Subcritico

14 0,007 0,0025 0,326 1,214 Supercritico 0,009 0,0032 0,253 0,831 Subcritico

15 0,006 0,0019 0,421 1,787 Supercritico 0,012 0,0040 0,203 0,597 Subcritico

51

Tabla 8

Continuación

Fuente: Diseñó Propio

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0166 0,0125 0,0147 0,00013 0,00010 0,00013 0,8834 0,00194 0,01543

2 0,0147 0,0125 0,0139 0,00012 0,00010 0,00012 0,9422 0,00085 0,00677

3 0,0147 0,0125 0,0139 0,00012 0,00010 0,00012 0,9422 0,00085 0,00677

4 0,0180 0,0125 0,0152 0,00014 0,00010 0,00014 0,8433 0,00282 0,02246

5 0,0180 0,0125 0,0152 0,00014 0,00010 0,00014 0,8433 0,00282 0,02246

6 0,0132 0,0125 0,0130 0,00011 0,00010 0,00011 0,9869 0,00017 0,00137

7 0,0155 0,0125 0,0142 0,00012 0,00010 0,00012 0,9162 0,00130 0,01038

8 0,0166 0,0125 0,0147 0,00013 0,00010 0,00013 0,8834 0,00194 0,01543

9 0,0136 0,0125 0,0133 0,00011 0,00010 0,00011 0,9768 0,00032 0,00251

10 0,0136 0,0125 0,0133 0,00011 0,00010 0,00011 0,9768 0,00032 0,00251

11 0,0132 0,0125 0,0130 0,00011 0,00010 0,00011 0,9869 0,00017 0,00137

12 0,0141 0,0125 0,0135 0,00011 0,00010 0,00011 0,9622 0,00053 0,00424

13 0,0141 0,0125 0,0135 0,00011 0,00010 0,00011 0,9622 0,00053 0,00424

14 0,0127 0,0125 0,0127 0,00011 0,00010 0,00011 0,9973 0,00003 0,00027

15 0,0147 0,0125 0,0139 0,00012 0,00010 0,00012 0,9422 0,00085 0,00677

Sumatoria 0,2234 0,1877 0,2079 0,0018 0,0016 0,0018 93,6% 0,01544 0,1230

52

Figura 31. Fuente propia curva de energía especifica concreto Q DISEÑO

Figura 32. Fuente propia curva de fuerza especifica concreto Q DISEÑO

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

0,014

0,012 0,014 0,015 0,017 0,018

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA CONCRETO Q DISEÑO

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

0,014

0,00010 0,00011 0,00011 0,00012 0,00012 0,00013 0,00013 0,00014 0,00014

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICA CONCRETO Q DISEÑO

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

53

Tabla 9

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en Concreto QMin

Canal escalonado en concreto (Q Min)

Caudal 0,00042 m3/seg Base 0,34 m Yc 0.00539 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,00123529

4 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área

Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

1 0,004 0,0014 0,310 1,563 Supercritico 0,007 0,0024 0,175 0,666 Subcritico

2 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

3 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

4 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

5 0,005 0,0017 0,248 1,118 Supercritico 0,006 0,0020 0,214 0,897 Subcritico

6 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

7 0,008 0,0027 0,155 0,553 Subcritico 0,003 0,0012 0,362 1,976 Supercritico

8 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

9 0,008 0,0027 0,155 0,553 Subcritico 0,003 0,0012 0,362 1,976 Supercritico

10 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

11 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

12 0,005 0,0017 0,248 1,118 Supercritico 0,006 0,0020 0,214 0,897 Subcritico

13 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

14 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

15 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

Fuente: Diseño propio

54

Tabla 9 Continuación

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica

Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0089 0,0081 0,0086 0,000047 0,000044 0,000047 0,9714 0,00025 0,00105

2 0,0086 0,0081 0,0088 0,000047 0,000044 0,000047 1,0265 -0,00023 -0,00094

3 0,0100 0,0081 0,0121 0,000058 0,000044 0,000058 1,2154 -0,00215 -0,00887

4 0,0082 0,0081 0,0082 0,000044 0,000044 0,000044 1,0018 -0,00001 -0,00006

5 0,0081 0,0081 0,0081 0,000044 0,000044 0,000044 0,9995 0,00000 0,00002

6 0,0100 0,0081 0,0121 0,000058 0,000044 0,000058 1,2154 -0,00215 -0,00887

7 0,0092 0,0081 0,0101 0,000052 0,000044 0,000052 1,0951 -0,00088 -0,00362

8 0,0086 0,0081 0,0088 0,000047 0,000044 0,000047 1,0265 -0,00023 -0,00094

9 0,0092 0,0081 0,0101 0,000052 0,000044 0,000052 1,0951 -0,00088 -0,00362

10 0,0100 0,0081 0,0121 0,000058 0,000044 0,000058 1,2154 -0,00215 -0,00887

11 0,0082 0,0081 0,0082 0,000044 0,000044 0,000044 1,0018 -0,00001 -0,00006

12 0,0081 0,0081 0,0081 0,000044 0,000044 0,000044 0,9995 0,00000 0,00002

13 0,0082 0,0081 0,0082 0,000044 0,000044 0,000044 1,0018 -0,00001 -0,00006

14 0,0100 0,0081 0,0121 0,000058 0,000044 0,000058 1,2154 -0,00215 -0,00887

15 0,0086 0,0081 0,0088 0,000047 0,000044 0,000047 1,0265 -0,00023 -0,00094

Sumatoria 0.1337 0.1212 0.1445 0.00074 0.00065 0.00074 107.4% -0.0108 -0.0446

Fuente: Diseño propio

55

Figura 33. Fuente propia curva de energía especifica concreto Q MIN

Figura 34. Fuente propia Curva de fuerza especifica concreto Q MIN

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,012 0,013

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA CONCRETO Q MIN

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,00004 0,00005 0,00005 0,00006 0,00006

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICACONCRETO Q MIN

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

56

6.4 Neumático usado

Tabla 10

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMax

Canal escalonado en neumático usado (Q Max)

Caudal 0,00129 m3/seg Base 0,34 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m Yc 0.01134 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,003781792 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

1 0,007 0,0023 0,567 2,218 Supercritico 0,018 0,0061 0,212 0,507 Subcritico

2 0,006 0,0022 0,597 2,396 Supercritico 0,019 0,0063 0,204 0,479 Subcritico

3 0,007 0,0023 0,567 2,218 Supercritico 0,018 0,0061 0,212 0,507 Subcritico

4 0,007 0,0025 0,516 1,923 Supercritico 0,017 0,0056 0,228 0,564 Subcritico

5 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

6 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

7 0,007 0,0023 0,567 2,218 Supercritico 0,018 0,0061 0,212 0,507 Subcritico

8 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

9 0,009 0,0032 0,405 1,339 Supercritico 0,014 0,0046 0,278 0,760 Subcritico

10 0,006 0,0019 0,667 2,831 Supercritico 0,020 0,0068 0,189 0,426 Subcritico

11 0,009 0,0029 0,436 1,497 Supercritico 0,015 0,0049 0,261 0,691 Subcritico

12 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

13 0,011 0,0037 0,344 1,047 Supercritico 0,012 0,0040 0,324 0,956 Subcritico

14 0,008 0,0027 0,473 1,687 Supercritico 0,016 0,0053 0,244 0,625 Subcritico

15 0,007 0,0025 0,516 1,923 Supercritico 0,017 0,0056 0,228 0,564 Subcritico

57

Tabla 10

Continuación

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica

Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0231 0,0170 0,0201 0,00024 0,00019 0,00024 0,8728 0,0029 0,0370

2 0,0245 0,0170 0,0206 0,00025 0,00019 0,00025 0,8425 0,0039 0,0487

3 0,0231 0,0170 0,0201 0,00024 0,00019 0,00024 0,8728 0,0029 0,0370

4 0,0209 0,0170 0,0193 0,00023 0,00019 0,00023 0,9216 0,0016 0,0207

5 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

6 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

7 0,0231 0,0170 0,0201 0,00024 0,00019 0,00024 0,8728 0,0029 0,0370

8 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

9 0,0177 0,0170 0,0175 0,00020 0,00019 0,00020 0,9913 0,0002 0,0019

10 0,0284 0,0170 0,0218 0,00027 0,00019 0,00027 0,7700 0,0065 0,0823

11 0,0184 0,0170 0,0180 0,00021 0,00019 0,00021 0,9784 0,0004 0,0050

12 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

13 0,0170 0,0170 0,0170 0,00019 0,00019 0,00019 1,0000 0,0000 0,0000

14 0,0194 0,0170 0,0185 0,00021 0,00019 0,00021 0,9560 0,0009 0,0107

15 0,0209 0,0170 0,0193 0,00023 0,00019 0,00023 0,9216 0,0016 0,0207

Sumatoria 0.3139 0.2551 0.2866 0.00337 0.00289 0.00337 92.2% 0.027 0.3440

Fuente: Diseño Propio

58

Figura 35. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q MAX

Figura 36. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q MAX

0,004

0,008

0,012

0,016

0,020

0,015 0,017 0,019 0,021 0,023 0,025 0,027 0,029

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q MAX

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,002

0,007

0,012

0,017

0,022

0,00018 0,00020 0,00022 0,00024 0,00026 0,00028

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q MAX

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

59

Tabla 11

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QDiseño

Canal escalonado en neumático usado (Q Diseño)

Caudal 0,00081 m3/seg Base 0,34 m Yc 0,00834 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,00239 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de flujo Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

1 0,006 0,0020 0,398 1,640 Supercritico 0,011 0,0038 0,212 0,640 Subcritico

2 0,005 0,0017 0,477 2,156 Supercritico 0,013 0,0044 0,184 0,517 Subcritico

3 0,006 0,0022 0,377 1,512 Supercritico 0,011 0,0037 0,222 0,684 Subcritico

4 0,007 0,0023 0,358 1,400 Supercritico 0,010 0,0035 0,232 0,731 Subcritico

5 0,007 0,0023 0,358 1,400 Supercritico 0,010 0,0035 0,232 0,731 Subcritico

6 0,006 0,0020 0,398 1,640 Supercritico 0,011 0,0038 0,212 0,640 Subcritico

7 0,005 0,0018 0,448 1,957 Supercritico 0,012 0,0042 0,194 0,557 Subcritico

8 0,006 0,0022 0,377 1,512 Supercritico 0,011 0,0037 0,222 0,684 Subcritico

9 0,007 0,0023 0,358 1,400 Supercritico 0,010 0,0035 0,232 0,731 Subcritico

10 0,005 0,0018 0,448 1,957 Supercritico 0,012 0,0042 0,194 0,557 Subcritico

11 0,006 0,0022 0,377 1,512 Supercritico 0,011 0,0037 0,222 0,684 Subcritico

12 0,005 0,0018 0,448 1,957 Supercritico 0,012 0,0042 0,194 0,557 Subcritico

13 0,008 0,0028 0,286 1,002 Supercritico 0,008 0,0028 0,286 0,998 Subcritico

14 0,007 0,0024 0,341 1,301 Supercritico 0,010 0,0033 0,242 0,780 Subcritico

15 0,005 0,0018 0,448 1,957 Supercritico 0,012 0,0042 0,194 0,557 Subcritico

Fuente: Diseño propio

60

Tabla 11

Continuación

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica

Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0141 0,0125 0,0135 0,00011 0,00010 0,00011 0,9622 0,0005 0,0042

2 0,0166 0,0125 0,0147 0,00013 0,00010 0,00013 0,8834 0,0019 0,0154

3 0,0136 0,0125 0,0133 0,00011 0,00010 0,00011 0,9768 0,0003 0,0025

4 0,0132 0,0125 0,0130 0,00011 0,00010 0,00011 0,9869 0,0002 0,0014

5 0,0132 0,0125 0,0130 0,00011 0,00010 0,00011 0,9869 0,0002 0,0014

6 0,0141 0,0125 0,0135 0,00011 0,00010 0,00011 0,9622 0,0005 0,0042

7 0,0155 0,0125 0,0142 0,00012 0,00010 0,00012 0,9162 0,0013 0,0104

8 0,0136 0,0125 0,0133 0,00011 0,00010 0,00011 0,9768 0,0003 0,0025

9 0,0132 0,0125 0,0130 0,00011 0,00010 0,00011 0,9869 0,0002 0,0014

10 0,0155 0,0125 0,0142 0,00012 0,00010 0,00012 0,9162 0,0013 0,0104

11 0,0136 0,0125 0,0133 0,00011 0,00010 0,00011 0,9768 0,0003 0,0025

12 0,0155 0,0125 0,0142 0,00012 0,00010 0,00012 0,9162 0,0013 0,0104

13 0,0125 0,0125 0,0125 0,00010 0,00010 0,00010 1,0000 0,0000 0,0000

14 0,0129 0,0125 0,0128 0,00011 0,00010 0,00011 0,9935 0,0001 0,0007

15 0,0155 0,0125 0,0142 0,00012 0,00010 0,00012 0,9162 0,0013 0,0104

sumatoria 0,2127 0,1877 0,2029 0,00173 0,00157 0,00173 95,7% 0,0098 0,0777

Fuente: Diseño Propio

61

Figura 37. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q DISEÑO

Figura 38. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q DISEÑO

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

0,014

0,012 0,013 0,014 0,015 0,016 0,017

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q DISEÑO

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

0,014

0,00010 0,00011 0,00012 0,00013

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q DISEÑO

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

62

Tabla 12

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMin

Canal escalonado en neumático usado (Q Min)

Caudal 0,00042 m3/seg Base 0,34 m Yc 0,00539 m

Gravedad 9,81 m/seg2 Ancho superficial 0,34 m

Agua 9810 n/m3 Caudal unitario 0,00124 (m3/seg)/m

Escalón Y1

(m)

Área Y1

(m2)

Velocidad

Y1

(m/seg)

Froude Tipo de

flujo

Y2

(m)

Área Y2

(m2)

Velocidad

Y2

(m/seg)

Froude Tipo de flujo

1 0,003 0,0010 0,413 2,406 Supercritico 0,009 0,0030 0,140 0,477 Subcritico

2 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

3 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

4 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

5 0,005 0,0017 0,248 1,118 Supercritico 0,006 0,0020 0,214 0,897 Subcritico

6 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

7 0,008 0,0027 0,155 0,553 Subcritico 0,003 0,0012 0,362 1,976 Supercritico

8 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

9 0,008 0,0027 0,155 0,553 Subcritico 0,003 0,0012 0,362 1,976 Supercritico

10 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

11 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

12 0,005 0,0017 0,248 1,118 Supercritico 0,006 0,0020 0,214 0,897 Subcritico

13 0,006 0,0020 0,206 0,851 Subcritico 0,005 0,0016 0,257 1,183 Supercritico

14 0,009 0,0031 0,138 0,463 Subcritico 0,003 0,0010 0,425 2,512 Supercritico

15 0,007 0,0024 0,177 0,675 Subcritico 0,004 0,0014 0,306 1,537 Supercritico

Fuente: Diseño Propio

63

Tabla 12

Continuación

Escalón

energía

especifica

Y1

(m)

energía

especifica

E min

(m)

energía

especifica

Y2

(m)

fuerza

especifica

Y1

(m2)

fuerza

especifica

F min

(m2)

fuerza

especifica Y2

(m2)

Eficiencia

Perdida

de

energía

(m)

Potencia

(W)

1 0,0117 0,0081 0,0098 0,00006 0,00004 0,00006 0,8407 0,0019 0,0077

2 0,0086 0,0081 0,0088 0,00005 0,00004 0,00005 1,0265 -0,0002 -0,0009

3 0,0100 0,0081 0,0121 0,00006 0,00004 0,00006 1,2154 -0,0021 -0,0089

4 0,0082 0,0081 0,0082 0,00004 0,00004 0,00004 1,0018 0,0000 -0,0001

5 0,0081 0,0081 0,0081 0,00004 0,00004 0,00004 0,9995 0,0000 0,0000

6 0,0100 0,0081 0,0121 0,00006 0,00004 0,00006 1,2154 -0,0021 -0,0089

7 0,0092 0,0081 0,0101 0,00005 0,00004 0,00005 1,0951 -0,0009 -0,0036

8 0,0086 0,0081 0,0088 0,00005 0,00004 0,00005 1,0265 -0,0002 -0,0009

9 0,0092 0,0081 0,0101 0,00005 0,00004 0,00005 1,0951 -0,0009 -0,0036

10 0,0100 0,0081 0,0121 0,00006 0,00004 0,00006 1,2154 -0,0021 -0,0089

11 0,0082 0,0081 0,0082 0,00004 0,00004 0,00004 1,0018 0,0000 -0,0001

12 0,0081 0,0081 0,0081 0,00004 0,00004 0,00004 0,9995 0,0000 0,0000

13 0,0082 0,0081 0,0082 0,00004 0,00004 0,00004 1,0018 0,0000 -0,0001

14 0,0100 0,0081 0,0121 0,00006 0,00004 0,00006 1,2154 -0,0021 -0,0089

15 0,0086 0,0081 0,0088 0,00005 0,00004 0,00005 1,0265 -0,0002 -0,0009

Sumatoria 0,1365 0,1212 0,1457 0,00075 0,00065 0,00075 106.5% -0,0092 -0,0380

Fuente: Diseño Propio

64

Figura 39. Fuente propia curva de energía especifica neumático usado Q MIN

Figura 40. Fuente propia curva de fuerza especifica neumático usado Q MIN

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,012 0,013

Pro

fun

did

ad (

m)

Energia especifica (m)

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q MIN

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,000040 0,000045 0,000050 0,000055 0,000060

Pro

fun

did

ad (

m)

Fuerza especifica (m2)

CURVA DE FUERZA ESPECIFICA NEUMATICO USADO Q MIN

Escalon 1

Escalon 2

Escalon 3

Escalon 4

Escalon 5

Escalon 6

Escalon 7

Escalon 8

Escalon 9

Escalon 10

Escalon 11

Escalon 12

Escalon 13

Escalon 14

Escalon 15

65

7 Tipo de flujo

7.1 Concreto

Tabla 13

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QMax

TIPO DE FLUJO

CANAL ESCALONADO EN CONCRETO (Q Max)

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,0038 (m3/seg)/m

Yc 0,01134

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2h/l Tipo de

flujo

1 0,076 0,125 0,14920 0,7743 Saltante

2 0,083 0,123 0,13661 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,13185 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,15323 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,14174 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,12063 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,12599 0,7581 Saltante

8 0,09 0,098 0,12599 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,09144 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,09071 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,15533 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,17445 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,08722 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,12599 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,12599 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

Tabla 14

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QDiseño

TIPO DE FLUJO

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,0024 (m3/seg)/m

66

Yc 0,00834

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2*h/l Tipo de

flujo

1 0,076 0,125 0,10979 0,7743 Saltante

2 0,083 0,123 0,10053 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,09702 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,11276 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,10430 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,08877 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,09271 0,7581 Saltante

8 0,09 0,098 0,09271 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,06729 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,06675 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,11430 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,12837 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,06418 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,09271 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,09271 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

Tabla 15

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en concreto QMin

TIPO DE FLUJO

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,0012 (m3/seg)/m

Yc 0,00539

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2h/l Tipo de

flujo

1 0,076 0,125 0,0709 0,7743 Saltante

2 0,083 0,123 0,0649 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,0626 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,0728 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,0673 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,0573 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,0599 0,7581 Saltante

67

8 0,09 0,098 0,0599 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,0434 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,0431 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,0738 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,0829 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,0414 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,0599 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,0599 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

7.2 Neumático usado

Tabla 16

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMax

TIPO DE FLUJO

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,00378 (m3/seg)/m

Yc 0,01134

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2h/l Tipo de

flujo

1 0,076 0,125 0,14920 0,7743 Saltante

2 0,083 0,123 0,13661 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,13185 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,15323 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,14174 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,12063 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,12599 0,7581 Saltante

8 0,09 0,098 0,12599 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,09144 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,09071 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,15533 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,17445 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,08722 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,12599 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,12599 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

68

Tabla 17

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QDiseñp

TIPO DE FLUJO

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,00239 (m3/seg)/m

Yc 0,00834 m

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2h/l Tipo de

flujo

1 0,076 0,125 0,10979 0,7743 Saltante

2 0,083 0,123 0,10053 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,09702 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,11276 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,10430 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,08877 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,09271 0,7581 Saltante

8 0,09 0,098 0,09271 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,06729 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,06675 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,11430 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,12837 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,06418 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,09271 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,09271 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

Tabla 18

Hoja de cálculo en Microsoft Excel para canal en neumático usado QMin

TIPO DE FLUJO

GRAVEDAD 9,81 m/seg2

CAUDAL UNITARIO 0,0012 (m3/seg)/m

Yc 0,00539

C1 1,057 C2 0,465

ESCALON h L Yc/h C1-C2h/l Tipo de flujo

1 0,076 0,125 0,07088 0,7743 Saltante

69

2 0,083 0,123 0,06490 0,7432 Saltante

3 0,086 0,11 0,06264 0,6935 Saltante

4 0,074 0,115 0,07279 0,7578 Saltante

5 0,08 0,13 0,06733 0,7708 Saltante

6 0,094 0,107 0,05731 0,6485 Saltante

7 0,09 0,14 0,05985 0,7581 Saltante

8 0,09 0,098 0,05985 0,6300 Saltante

9 0,124 0,122 0,04344 0,5844 Saltante

10 0,125 0,1 0,04309 0,4758 Saltante

11 0,073 0,11 0,07379 0,7484 Saltante

12 0,065 0,12 0,08287 0,8051 Saltante

13 0,13 0,1 0,04144 0,4525 Saltante

14 0,09 0,09 0,05985 0,5920 Saltante

15 0,09 0,18 0,05985 0,8245 Saltante

Fuente: Diseño Propio

8 Evaluación dl costo real del canal escalonado

8.1 Concreto

Tabla 19

Costos preliminares del canal escalonado revestido en concreto

Construcción disipadora de energía escalonado vía Bogotá Villavicencio km 11

"concreto"

Ítem Concepto Unidad Cantidad V/unitario

ayp V/total

1 Preliminares de obra

1,1 Replanteo de obra M2 187 $ 3.647 $ 681.989

1,2

Cerramiento de obra en

polisombra y parales de

madera H: 2.4m

ML 100 $ 18.681 $ 1.868.100

1,3 Descapote de capa vegetal

e=10 cm M2 187,00 $ 9.816 $ 1.835.592

1,4 Instalaciones provisionales de

obra Glb 1 $ 161.330 $ 161.330

1,5 Adecuación campamento

provisional Glb 1 $ 160.454 $ 160.454

70

1,6

Manejo y control de aguas.

Incluye todos los elementos

necesarios, solo se paga una

vez y se paga por ml de

estructura construida.

ml 31 $ 28.664 $ 874.252

2 Movimiento de tierras

2,1

Excavación manual en material

heterogéneo, bajo cualquier

grado de humedad, dureza y

profundidad, medido en sitio.

m3 13 $ 26.550 $ 345.150

2,2 Entibados para la excavación ml 62 $ 16.464 $ 1.020.768

2,3 cargue, transporte y botada de

material vjs 2 $ 283.058 $ 566.116

2,4

Suministro, transporte y

construcción de filtro en material

granular, geotextil, triturado,

tubería PVC 4” DE 1.5* 0.4 m de

acuerdo con el diseño

m2 187 $ 15.362 $ 2.872.694

3 Obra civil

3,1 cargue, transporté, vertida de

recebo vjs 1 $ 449.816 $ 449.816

3,2 nivelación y compactación del

recebo h=30 cm m2 33 $ 17.932 $ 591.756

3,3 Suministro, armado y figurado de

hierro de refuerzo para muros kg 253 $ 3.643 $ 922.462

3,4

Suministro, armado y figurado de

hierro de refuerzo para huella y

contra huella

kg 487,6 $ 3.643 $ 1.776.192

3,5 armado de formaletas ML 92,0 $ 10.558 $ 971.336

3,6

Suministro y fundida de concreto

4000 PSI para huella y

contrahuella

m3 13 $ 450.454 $ 5.855.902

3,7 Suministro y fundida de concreto

4000 PSI para muros m3 6 $ 450.454 $ 2.702.724

3,8 desencofrado m2 92 $ 3.185 $ 293.020

4 Varios

4,1

Retiro de material sobrante de

excavación con disposición a

botadero

vjs 2 $ 279.816 $ 559.632

4,2 Limpieza y aseo general Glb 1 $ 213.805 $ 213.805

SUBTOTAL $ 24.723.090

Administración 12% $ 2.966.771

Imprevistos 5% $ 1.236.155

Utilidad 8% $ 1.977.847

71

IVA/utilidad 16% $ 316.456

TOTAL $ 31.220.318

Fuente: Diseño propio

8.2 Neumático usado

Tabla 20

Costos preliminares del canal escalonado revestido en neumático usado

Construcción disipadora de energía escalonado vía Bogotá Villavicencio km 11

"Neumático Usado"

Ítem Concepto Unidad Cantidad V/unitario

ayp V/total

1 Preliminares de obra

1,1 Replanteo de obra M2 187 $ 3.647 $ 681.989

1,2

Cerramiento de obra en poli

sombra y parales de madera

H: 2.4m

ML 100 $ 18.681 $ 1.868.100

1,3 Descapote de capa vegetal

e=10 cm M2 187,00 $ 9.816 $ 1.835.592

1,4 Instalaciones provisionales de

obra Glb 1 $ 161.330 $ 161.330

1,5 Adecuación campamento

provisional Glb 1 $ 160.454 $ 160.454

1,6

Manejo y control de aguas.

Incluye todos los elementos

necesarios, solo se paga una

vez y se paga por ml de

estructura construida.

ml 31 $ 28.664 $ 874.252

2 Movimiento de tierras

2,1

Excavación manual en

material heterogéneo, bajo

cualquier grado de humedad,

dureza y profundidad, medido

en sitio.

m3 13 $ 26.550 $ 345.150

2,2 Entibados para la excavación ml 62 $ 16.464 $ 1.020.768

2,3 cargue, transporte y botada de

material vjs 2 $ 283.058 $ 566.116

2,4

Suministro, transporte y

construcción de filtro en

material granular, geotextil,

triturado, tubería PVC 4” DE

1.5* 0.4 m de acuerdo con el

diseño

m2 187 $ 15.362 $ 2.872.694

72

3 Obra civil

3,1 cargue, transporte, vertida de

recebo vjs 1 $ 449.816 $ 449.816

3,2 nivelación y compactación

del recebo h=30 cm m2 33 $ 17.932 $ 591.756

3,3 nivelación y entibado

permanente de terreno ML 33 $ 18.523 $ 611.259

3,4 anclajes para neumático

usado M2 28 $ 37.157 $ 1.040.396

3,5 cargue, transporte de

neumático usado VJS 1 $ 283.058 $ 283.058

3,6 suministro, armado y figurado

de neumático usado M2 90 $ 56.015 $ 5.041.350

3,7 sellado de juntas (SILICONA

ESPECIAL) UND 40,0 $ 24.816 $ 992.640

4 Varios

4,1 Retiro de material sobrante

con disposición a botadero vjs 2 $ 279.816 $ 559.632

4,2 Limpieza y aseo general Glb 1 $ 213.805 $ 213.805

SUBTOTAL $ 20.170.157

Administración 12% $ 2.420.419

Imprevistos 5% $ 1.008.508

Utilidad 8% $ 1.613.613

IVA/utilidad 16% $ 258.178

TOTAL $ 25.470.874

Fuente: Diseño propio

9 Presupuesto del proyecto

Para la ejecución del proyecto de investigación fue necesario utilizar:

Tabla 21

Gastos de insumos de papelería

Concepto Unidad Cantidad V/unitario V/total

Tinta Und 6 $ 15.000 $ 90.000

Marcadores Und 4 $ 1.500 $ 6.000

Resma de papel Und 2 $ 9.800 $ 19.600

Cd Und 3 $ 1.200 $ 3.600

Bisturí Und 4 $ 3.200 $ 12.800

73

Costo total $ 184.500,00 Fuente: Diseño propio

Tabla 22

Gastos de insumos tecnológicos

Fuente:

Diseño

propio

Tabla 23

Gastos de

recursos humanos

cargo Horas

semana Semanas

Total de

horas V/hora V/total

Director de

tesis 3 10 30 $ 15.000 $ 450.000

Jurado 1 2 7 14 $ 12.000 $ 168.000

Jurado 2 2 7 14 $ 12.000 $ 168.000

Total $ 786.000 Fuente: Diseño propio

Tabla 24

Gastos de Materiales de construcción

Concepto Unidad Cantidad V/unitario ayp V/total

Madera m2 5 $ 40.000 $ 200.000

Malla m2 1,5 $ 10.000 $ 15.000

Concreto m3 0,5 $ 60.000 $ 30.000

Puntilla kg 1 $ 2.000 $ 2.000

Llanta usada m2 1,5 $ 45.000 $ 67.500

Silicona Und 4 $ 9.000 $ 36.000

Acrílico Und 2 $ 100.000 $ 200.000

Bomba hidráulica Und 1 $ 60.000 $ 60.000

Costo total $ 610.500 Fuente: Diseño propio

Concepto Unidad Cantidad V/unitario V/total

Impresora Und 1 $ 260.000 $ 260.000

Portátil Hora 300 $ 900 $ 270.000

Ubs Und 2 $ 25.000 $ 50.000

Calculadora Und 2 $ 32.000 $ 64.000

Cámara Hora 20 $ 7.000 $ 140.000

Costo total $ 784.000

74

Tabla 25

Costo total proyecto

Concepto V/total

Insumos de papelería $ 184.500

Insumos tecnológicos $ 784.000

Recursos humanos $ 786.000

Materiales de construcción $ 610.500

Total costo $ 2.365.000

Administración 12% $ 283.800

Imprevistos 5% $ 14.190

Utilidad 8% $ 1.135

IVA/utilidad 16% $ 181

Costo total $ 2.664.306,83

Fuente: Diseño propio

10 Análisis de resultados

• Después de evaluar las pérdidas de energía con caudal máximo y comprarl

los de revestimientos, se evidencio que con neumático usado se presenta mayores

pérdidas de energía que en concreto del orden de 0,7% de diferencia; por tratarse de una

baja escala en el modelo los resultados obtenidos presentan el mismo orden de magnitud

en sus resultados.

• En caudal mínimo se presenta un estancamiento, razón por la cual los

valores obtenidos resultado de la investigación son negativos en cuanto a disipación se

refiere; por lo cual no se tienen en cuenta en este estudio.

• después de realizado el estudio de costos para las dos estructuras se obtivo

que para el canal escalonado en neumático usada se presenta un reducción del 18,45%

con respecto a la estructura en concreto.

75

• El tipo de resalto que se presentó en las dos estructuras evaluadas

(concreto y neumático usado) son de tipo ondulante, el número de froude oscila entre 1 -

1,7 mostrando ondulaciones en la superficie del agua.

• De acuerdo a los cálculos realizados (tabla 13 - 18) se evidencia que el tipo

de flujo que predomina en las estructuras es saltante” nappe flow”.

Tabla 26 Hoja de cálculo en Microsoft Excel comparación de la sumatorias de las variables evaluadas Q max Q diseño Q min

Concreto Neumático Concreto Neumático Concreto Neumático

Energía especifica

Y1 (m) 0,3149 0,3139 0,2234 0,2127 0,1337 0,1365

Energía especifica E

min (m)

0,2551 0,2551 0,1877 0,1877 0,1212 0,1212

Energía especifica

Y2 (m) 0,2878 0,2866 0,2079 0,2029 0,1445 0,1457

fuerza especifica Y1

(m2) 0,0034 0,0034 0,0018 0,0017 0,00074 0,00075

fuerza especifica

F min (m2) 0,0029 0,0029 0,0016 0,0016 0,00065 0,00065

fuerza especifica Y2

(m2) 0,0034 0,0034 0,0018 0,0017 0,00074 0,00075

Eficiencia 92,0% 92,2% 93,6% 95,7% 107,4% 106,5%

Perdidas de energía

(m) 0,0271 0,0273 0,0154 0,0098 -0,0108 -0,0092

Potencia (W) 0,3419 0,3440 0,123 0,0777 -0,0446 -0,0380

Fuente: Diseño Propio

• La evaluación de las variables no muestra diferencia relevantes por lo que se realizó un

prueba estadística (T-test para muestras independientes) para identificar diferencias

significativas entre variables y como resultado se obtuvo se evidencia que no hay

diferencias significativas entre variables. stata 11.

76

Tabla 27

Características del resalto hidráulico con Q de diseño según tipo de revestimiento

Concreto Neumático Valor p

Energía especifica Y1 (m) Sumatoria 0,21271 0,22335 0,259

Energía especifica E min (m) Sumatoria 0,18774 0,18774 1

Energía especifica Y2 (m) Sumatoria 0,20295 0,20791 0,141

Fuerza especifica Y1 (m2) Sumatoria 0,00173 0,00179 0,088

Fuerza especifica F min (m2) Sumatoria 0,00157 0,00157 1

Fuerza especifica Y2 (m2) Sumatoria 0,00173 0,00179 0,085

Perdidas de energía (m) Sumatoria 0,00976 0,01544 0,197

Potencia (W) Sumatoria 0,07772 0,12297 0,198

Eficiencia % Promedio 93,64 95,71 0,213

Fuente: Diseño Propio Realizo con prueba de T-test para muestras independientes.

• Para el caudal de diseño la eficiencia, la fuerza específica, energía específica, las pérdidas

de energía y la potencia son mayores en el revestimiento en neumático usado con

respecto al revestimiento en concreto a pesar que estadísticamente no se presenten

diferencias significativas.

Tabla 28

Características del resalto hidráulico con caudal máximo según tipo de revestimiento.

Concreto Neumático Valor p

Energía especifica Y1 (m) Sumatoria 0,31489 0,3139 0,849

Energía especifica E min (m) Sumatoria 0,25513 0,25513 1

Energía especifica Y2 (m) Sumatoria 0,28779 0,28663 1

Fuerza especifica Y1 (m2) Sumatoria 0,00338 0,00337 0,785

Fuerza especifica F min (m2) Sumatoria 0,00289 0,00289 1

Fuerza especifica Y2 (m2) Sumatoria 0,00338 0,00337 0,785

Perdidas de energía (m) Sumatoria 0,0271 0,02727 0,987

Potencia (W) Sumatoria 0,34189 0,34404 0,985

Eficiencia % Promedio 91,99 92,16 0,939

Fuente: Diseño Propio Realizo con prueba de T-test para muestras independientes.

77

Tabla 29

Características del resalto hidráulico con caudal mínimo según tipo de revestimiento.

Concreto Neumático Valor p

Energía especifica Y1 (m) Sumatoria 0,13653 0,13374 0,579

Energía especifica E min (m) Sumatoria 0,1212 0,1212 1

Energía especifica Y2 (m) Sumatoria 0,14573 0,14454 0,912

Fuerza especifica Y1 (m2) Sumatoria 0,00075 0,00074 0,826

Fuerza especifica F min (m2) Sumatoria 0,00065 0,00065 1

Fuerza especifica Y2 (m2) Sumatoria 0,00075 0,00074 0,826

Perdidas de energía (m) Sumatoria -0,0092 -0,01081 0,78

Potencia (W) Sumatoria -0,03799 -0,04463 0,78

Eficiencia % Promedio 106,51 107,38 0,817 Fuente: Diseño Propio Realizo con prueba de T-test para muestras independientes.

11 Conclusiones

Se logró comprobar que el canal escalonado modelo cumple con el tipo de flujo al

cual fue diseñado “nappe flow”.

Con respectó a costos el canal escalonado en neumático usado es viable en

ejecución de proyectos de disipación de energía por su costo más económico con relación al

canal revestido en concreto.

Respecto a la finalidad de este proyecto se concluye que el implementar

materiales reciclables (neumático usado) en estructuras hidráulicas como canales escalonados es

viable ya que muestran un comportamiento del flujo similar a la estructura revestida en concreto.

pero al innovar con el neumático usado más que controlar un problema hidráulico esta genera un

impacto ambiental positivo

Se identificó que a mayor caudal mayor disipación de energía teniendo en cuenta

que en este caso no se es necesario el material de revestimiento ya que los dos tuvieron un

comportamiento similar con respecto a las características evaluadas.

78

Al realizar las gráficas de energía y fuerza específica se pudo comprobar que para

cada profundidad cambia proporcionalmente con respecto al anterior, pasando de una transición

de régimen de supercrítico a Subcritico; se comprobó de forma experimental la formación del

resalto hidráulico.

En la toma de datos se pudo obtener una sola altura “Y2 aguas abajo” se obtuvo de

forma analítica y “Y1, aguas arriba” se obtuvo de forma experimental, las dimensiones del canal

no garantizaban el espacio suficiente para una lectura clara aguas arriba

12 Recomendaciones

• Se recomienda que en al momento de la elaboración del canal con llanta usada se

garantice una perfecta unión en las juntas para prevenir filtraciones en la estructura con el fin de

garantizar el caudal que se está evaluando y tener mejores resultados a la hora de analizarlos.

• Al realizar estructuras escalonadas en concreto es necesario impermeabilizar el

revestimiento para prevenir filtraciones esto con el fin de garantizar el caudal que se está

utilizando en su totalidad y no tener problemas a la hora de analizar los resultados.

• Para la elaboración de dicho canal a escala se tiene que garantizar que las paredes

laterales del canal “acrílico” garanticen la suficiente altura para que el fluido no salpique y forme

chacos por fuera del modelo a escala.

• Para una nueva investigación de este canal se recomienda que la estructura a

realizar a una mayor escala con el fin de garantizar una mejor visualización del comportamiento

del flujo y poder detallar el resalto experimental.

79

• Para mejorar la exactitud en la toma de datos es necesario tener herramientas de

calibración para garantizar una mejor información y precisión a la hora de analiza estos datos.

• se sugiere la implementación de un colchón de agua en la estructura en neumático

para evitar que salpique el flujo hacia otros espacios del lugar de evaluación.

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83

13 Anexos

Anexo 1 APUS Neumático usados

ítem: 1,1 Replanteo de obra

unidad: m2

I. herramienta y equipo

descripción unidad tarifa / dia rendi

miento

valor

parcial

herramienta menor gl $ 25.835 20,00 $ 1.292

estación gl $ 70.000 40,00 $ 1.750

sub-total $ 1.291,75

II. materiales

descripción unidad cantidad precio

unitari

valor

parcial

-

valor parcial $ -

desp. = 0% $ -

sub-total $ -

III. mano de obra

trabajador jornal prestacion

es

jornal

total

rendi

miento

valor

parcial

topógrafo $ 80.000 54,95% $ 123.960 0,010 $ 1.240

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,010 $ 465

oficial $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,007 $ 651 sub-total $ 2.355 Total costo directo : $ 3.647

ITEM: 1,2 Cerramiento de obra en polisombra y parales de madera H:

2.4m

UNIDAD: ML

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA Valor Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 10,00 $ 2.584

Sub-Total 2.583,50

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

84

Madera un 1 $ 4.000,00 $ 4.000,00

Polisombra ml 1 $ 2.400,00 $ 2.400,00

puntilla kg 0,2 $ 2.000,00 $ 400,00

Valor parcial $ 6.800,00

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 6.800

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaci

ones Jornal total Rendimiento Valor Parcial

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 18.681

ITEM: 1,3 Descapote de capa vegetal e=10 cm

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimie

nto/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial $ -

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaci

ones Jornal total

Rendimie

nto

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 9.816

ITEM: 1,4 Instalaciones provisionales de obra

UNIDAD: GL

85

ITEM: 1,5 Adecuacion campamento provisional

UNIDAD: GL

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Teja de zinc Gl 1 $ 120.000 $ 120.000

puntilla Gl 0,4 $ 20.000 $ 8.000

madera Gl 0,6 $ 30.000 $ 18.000

Valor parcial $ 146.000

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA Valor Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 1,00 $ 25.835

Sub-Total $ 25.835

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

luz Gl 1 $ 60.000 $ 60.000

agua Gl 1 $ 60.000 $ 60.000

Valor parcial $ 120.000

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 120.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestac

iones Jornal total Rendimiento Valor Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

tecnico en

hidraulica $ 70.000 54,95% $ 108.465 0,05 $ 5.423

tecnico

electricista $ 70.000 54,95% $ 108.465 0,05 $ 5.423

Sub-Total $ 15.495

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 161.330

86

Desp. = 0% $ -

Sub-Total 146.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacio

nes Jornal total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970

0,05 $ 4.649

Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 160.464

ITEM: 1,6 Manejo y control de aguas. Incluye todos los elementos

necesarios UNIDAD: ml

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,2 $ 2.000 $ 400

tubon pvc 3pul ml 0,6 $ 7.000 $ 4.200

pegante gal 0,2 $ 20.000 $ 4.000

limpiador gal 0,2 $ 20.000 $ 4.000

Valor parcial $ 14.200

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 14.200

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649 Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 28.664

87

ITEM: 2,1 Excavación manual en material heterogéneo

UNIDAD: m3

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0%

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,10 $ 4.649

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,10 $ 4.649

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,13 $ 12.086

Sub-Total $ 21.383

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 26.550

ITEM: 2,2 Entibados para la excavación

UNIDAD: ml

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,2 $ 2.000 $ 400

Valor

parcial $ 2.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 2.000

III. MANO DE OBRA

88

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649 Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 16.464

ITEM: 2,3 cargue, transporte y botada de material

UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

volqueta Gl $250.000 1 $ 250.000

Herramienta menor

Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 255.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0%

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946 Sub-Total $ 27.891

TOTAL COSTO DIRECTO : $283.058

ITEM: 2,4 Suministro, transporte y construcción de filtro en

material granular UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

89

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

tubería pvc 4pul ml 0,4 $ 7.000 $ 2.800

pegante gal 0,15 $ 20.000 $ 3.000

limpiador gal 0,15 $ 20.000 $ 3.000

Valor parcial $ 8.800

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 8.800

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

técnico hidráulico $ 60.000 54,95% $92.970 0,01 $ 930

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $46.485 0,01 $ 465

Sub-Total $ 1.395

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 15.362

ITEM: 3,1 cargue, transporte y vertida de recebo

UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

volqueta

Gl

$260.000 1 $260.000

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $265.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

recebo vjs 1 $ 180.000 $180.000

Valor parcial $180.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $180.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $449.816

90

ITEM: 3,2 Nivelación y compactación del recebo h=30 cm

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Compactador mini und $ 35.000 10 $ 3.500

Herramienta

menor Gl $ 25.835 10 $ 2.584

Sub-Total $ 6.084

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

recebo vjs 0,04 $ 180.000 $ 7.200

Valor parcial $ 7.200

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 7.200

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 17.932

ITEM: 3,3 nivelación y entibado permanente de terreno

UNIDAD: ML

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad

Cantida

d

Precio

unitario

Valor

Parcial

Madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,3 $ 2.000 $ 600

Valor parcial $ 2.200

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 2.200

91

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione

s

Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante2 $30.000 54,95% $46.485 0,08 $ 3.719

maestro $60.000 54,95% $92.970 0,08 $ 7.438

Sub-Total $ 11.156

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 18.523

ITEM: 3,4 anclajes para llanta usada

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad

Cantida

d

Precio

unitario

Valor

Parcial

clavos en acero

inoxidable 2 m ml 1 $ 25.000 $ 25.000

alambre kg 1 $ 1.700 $ 1.700

Valor parcial $ 26.700

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 26.700

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $46.485 0,05 $ 2.324

maestro $60.000 54,95% $92.970 0,05 $ 4.649

Sub-Total $ 6.973

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 37.140

ITEM: 3,5 Cargue y transporte de llanta usada

UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Volqueta Gl $250.000 1 $250.000

92

Herramienta menor Gl $25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $255.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0%

Sub-Total

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946

Sub-Total $ 27.891

TOTAL COSTO DIRECTO : $283.058

ITEM: 3,6 suministro, armado y figurado de llanta usada

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 20 $ 1.292

Sub-Total $ 1.292

II. MATERIALES

Descripción Unidad

Cantida

d

Precio

unitario

Valor

Parcial

llanta usada m2 1 $ 45.000 $ 45.000

pegante gal 0,05 $ 55.000 $ 2.750

Valor parcial $ 47.750

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 47.750

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione

s

Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante 1 $30.000 54,95% $46.485 0,05 $ 2.324

maestro $60.000 54,95% $92.970 0,05 $ 4.649

Sub-Total $ 6.973

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 56.015

93

ITEM: 3,7 sellado de juntas (SILICONA ESPECIAL)

UNIDAD: und

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

silicona und 1 $ 15.000 $ 15.000

Valor parcial $ 15.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 15.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,1 $ 4.649

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 24.816

ITEM: 4,1 Retiro de material sobrante de excavación con disposición

a botadero UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

volqueta vjs $270.000 1 $ 270.000

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $275.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,1 $ 2.324

ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,1 $ 2.324

94

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $279.816

ITEM: 4,2 Limpieza y aseo general

UNIDAD: GL

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 1 $ 25.835

Sub-Total $ 25.835

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Acido gal 1 $ 75.000 $ 75.000

bolsas GL 1 $ 20.000 $ 20.000

Valor parcial $ 95.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 95.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante 1 $30.000 54,95% $ 46.485 1,0000 $ 46.485

ayudante 2 $30.000 54,95% $ 46.485 1,0000 $ 46.485 Sub-Total $ 92.970

TOTAL COSTO DIRECTO : $213.805

Anexo 2 APU concreto

ítem: 1,1 Replanteo de obra

unidad: m2

I. herramienta y equipo

descripción unidad tarifa / dia rendi

miento

valor

parcial

herramienta menor gl $ 25.835 20,00 $ 1.292

estación gl $ 70.000 40,00 $ 1.750

sub-total $ 1.291,75

II. materiales

95

descripción unidad cantidad precio

unitari

valor

parcial

-

valor parcial $ -

desp. = 0% $ -

sub-total $ -

III. mano de obra

trabajador jornal prestacion

es

jornal

total

rendi

miento

valor

parcial

topógrafo $ 80.000 54,95% $ 123.960 0,010 $ 1.240

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,010 $ 465

oficial $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,007 $ 651 sub-total $ 2.355 TOTAL COSTO DIRECTO : $ 3.647

ITEM: 1,2 Cerramiento de obra en poli sombra y parales de madera H:

2.4m

UNIDAD: ML

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA Valor Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 10,00 $ 2.584

Sub-Total 2.583,50

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

Madera un 1 $ 4.000,00 $ 4.000,00

Polisombra ml 1 $ 2.400,00 $ 2.400,00

puntilla kg 0,2 $ 2.000,00 $ 400,00

Valor parcial $ 6.800,00

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 6.800

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaci

ones Jornal total Rendimiento Valor Parcial

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 9.297

96

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 18.681

ITEM: 1,3 Descapote de capa vegetal e=10 cm

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimie

nto/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial $ -

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaci

ones Jornal total

Rendimie

nto

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 9.816

ITEM: 1,4 Instalaciones provisionales de obra

UNIDAD: GL

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA Valor Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 1,00 $ 25.835

Sub-Total $ 25.835

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

luz Gl 1 $ 60.000 $ 60.000

agua Gl 1 $ 60.000 $ 60.000

97

ITEM: 1,5 Adecuacion campamento provisional

UNIDAD: GL

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Teja de zinc Gl 1 $ 120.000 $ 120.000

puntilla Gl 0,4 $ 20.000 $ 8.000

madera Gl 0,6 $ 30.000 $ 18.000

Valor parcial $ 146.000

Desp. = 0% $ -

Sub-Total 146.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacio

nes Jornal total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970

0,05 $ 4.649

Sub-Total $ 9.297

Valor parcial $ 120.000

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 120.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestac

iones Jornal total Rendimiento Valor Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

tecnico en

hidraulica $ 70.000 54,95% $ 108.465 0,05 $ 5.423

tecnico

electricista $ 70.000 54,95% $ 108.465 0,05 $ 5.423

Sub-Total $ 15.495

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 161.330

98

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 160.464

ITEM: 1,6 Manejo y control de aguas. Incluye todos los elementos

necesarios UNIDAD: ml

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta

menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,2 $ 2.000 $ 400

tubon pvc 3pul ml 0,6 $ 7.000 $ 4.200

pegante gal 0,2 $ 20.000 $ 4.000

limpiador gal 0,2 $ 20.000 $ 4.000

Valor parcial $ 14.200

Desp. = 0% $ -

Sub-Total $ 14.200

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649 Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 28.664

ITEM: 2,1 Excavación manual en material heterogéneo

UNIDAD: m3

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

99

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0%

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,10 $ 4.649

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,10 $ 4.649

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,13 $ 12.086

Sub-Total $ 21.383

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 26.550

ITEM: 2,2 Entibados para la excavación

UNIDAD: ml

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,2 $ 2.000 $ 400

Valor

parcial $ 2.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 2.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,05 $ 4.649 Sub-Total $ 9.297

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 16.464

ITEM: 2,3 cargue, transporte y botada de material

UNIDAD: vjs

100

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

volqueta Gl $250.000 1 $ 250.000

Herramienta menor

Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 255.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial

Desp. = 0%

Sub-Total $ -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946

Ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,3 $ 13.946 Sub-Total $ 27.891

TOTAL COSTO DIRECTO : $283.058

ITEM: 2,4 Suministro, transporte y construcción de filtro en

material granular UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $ 5.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

tubería pvc 4pul ml 0,4 $ 7.000 $ 2.800

pegante gal 0,15 $ 20.000 $ 3.000

limpiador gal 0,15 $ 20.000 $ 3.000

Valor parcial $ 8.800

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 8.800

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

técnico hidráulico $ 60.000 54,95% $92.970 0,01 $ 930

101

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $46.485 0,01 $ 465

Sub-Total $ 1.395

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 15.362

ITEM: 3,1 cargue, transporte y vertida de recebo

UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad

Tarifa /

dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

volqueta

Gl

$260.000 1 $260.000

Herramienta menor Gl $ 25.835 5 $ 5.167

Sub-Total $265.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

recebo vjs 1 $ 180.000 $180.000

Valor parcial $180.000

Desp. = 0% $

Sub-Total $180.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $449.816

ITEM: 3,2 Nivelación y compactación del recebo h=30 cm

UNIDAD: m2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Compactador mini und $ 35.000 10 $ 3.500

Herramienta

menor Gl $ 25.835 10 $ 2.584

Sub-Total $ 6.084

II. MATERIALES

102

Descripción Unidad Cantidad

Precio

unitario

Valor

Parcial

recebo vjs 0,04 $ 180.000 $ 7.200

Valor parcial $ 7.200

Desp. = 0% $

Sub-Total $ 7.200

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 17.932

ITEM: 3,3 Suministro, armado y figurado de hierro de refuerzo para

muros UNIDAD: kg

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $

25.835 30 $ 861

Sub-Total $ 861

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

acero kg 1 $ 2.300 $ 2.300

alambre kg 1 $ 1.700 $ 1.700

Valor parcial $ 4.000

Desp. = 0% -

Sub-Total $ 4.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione

s

Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,01 $ 465 Sub-Total $ 465

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 5.326

ITEM: 3,4 Suministro, armado y figurado de hierro de refuerzo para huella

y contra huella UNIDAD: kg

103

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA Valor Parcial

Herramienta menor Gl $

25.835 30 $ 861

Sub-Total $ 861

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

acero kg 1 $ 2.300 $ 2.300

alambre kg 1 $ 1.700 $ 1.700

Valor parcial $ 4.000

Desp. = 0% -

Sub-Total $ 4.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacion

es

Jornal

total Rendimiento Valor Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,01 $ 465 Sub-Total $ 465

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 5.326

ITEM: 3,5 armado de formaletas

UNIDAD: ml

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripció

n Unidad Tarifa / dia

Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 4,00 $ 6.459

Sub-Total $ 6.459

II. MATERIALES

Descripció

n Unidad Cantidad Precio unitario

Valor

Parcial

madera Un 0,4 $ 4.000 $ 1.600

puntilla kg 0,3 $ 2.000 $ 600

Valor parcial $ 2.200

Desp. = 0% -

Sub-Total $ 2.200

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,01 $ 465

104

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,01 $ 465

maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,01 $ 930 Sub-Total $ 1.859

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 10.518

ITEM: 3,6 Suministro y fundida de concreto 4000 PSI para huella y

contrahuella UNIDAD: m3

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA Valor Parcial

Herramienta menor Gl $

25.835 4,00 $ 6.459

Sub-Total $ 6.459

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario Valor Parcial

concreto m3 1 $ 430.000 $ 430.000

Valor parcial $ 430.000

Desp. = 0% $ 0

Sub-Total $ 430.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal

total Rendimiento Valor Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,1 $ 4.649

maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,1 $ 9.297 Sub-Total $ 13.946

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 450.404

ITEM: 3,7 Suministro y fundida de concreto 4000 PSI para muros

UNIDAD: m3

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 4,00 $ 6.459

Sub-Total $ 6.459

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

105

concreto m3 1 $ 430.000 $430.000

Valor parcial $ 430.000

Desp. = 0% -

Sub-Total $ 430.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,1 $ 4.649

maestro $ 60.000 54,95% $ 92.970 0,1 $ 9.297 Sub-Total $ 13.946

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 450.404

ITEM: 3,8 DESENCOFRADO

UNIDAD: M2

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa /

dia

Rendimiento

/ DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 30,00 $ 861

Sub-Total $ 861

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial -

Desp. = 0% -

Sub-Total -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestacione

s

Jornal

total Rendimiento

Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324 Sub-Total $ 2.324

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 3.185

ITEM: 4,1 Retiro de material sobrante de excavación con disposición a

botadero UNIDAD: vjs

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

106

volqueta vjs $270.000 1,00 $ 270.000

Herramienta menor Gl $ 25.835 5,00 $ 5.167

Sub-Total $ 275.167

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Valor parcial -

Desp. = 0% -

Sub-Total -

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324

ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 0,05 $ 2.324 Sub-Total $ 4.649

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 279.816

ITEM: 4,2 Limpieza y aseo general

UNIDAD: GL

I. HERRAMIENTA Y EQUIPO

Descripción Unidad Tarifa / dia Rendimiento/

DIA

Valor

Parcial

Herramienta menor Gl $ 25.835 1,00 $ 25.835

Sub-Total $ 25.835

II. MATERIALES

Descripción Unidad Cantidad Precio

unitario

Valor

Parcial

Acido gal 1 $ 75.000 $ 75.000

bolsas GL 1 $ 20.000 $ 20.000

Valor parcial $ 95.000

Desp. = 0% -

Sub-Total $ 95.000

III. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal total Rendimiento Valor

Parcial

ayudante 1 $ 30.000 54,95% $ 46.485 1 $ 46.485

ayudante 2 $ 30.000 54,95% $ 46.485 1 $ 46.485 Sub-Total $ 92.970

TOTAL COSTO DIRECTO : $ 213.805

107