derivadas aplicadas a la ingeniería civil

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I N T E G R A N T E S: Daniel Sánchez Tuesta Robinson Quisquilaya Marmolejo José Julio Sánchez Seclén Docente: Ernaldo Caruajulca Muñoz Octubre 2014 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL WORKING ADULT CALCULO III “Calculo del Angulo de Inclinación del Talud d Trapezoidal para lograr el Volumen Máximo”

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Se utiliza el concepto de primera y segunda derivada para hallar el punto crítico, posteriormente se utilizan conceptos de Hidráulica haciendo uso de la formula de Manning para determinar el Caudal (Q), siendo variables el Área (A), Rugosidad (n), Pendiente del eje del Canal (S).

TRANSCRIPT

 
I N T E G R A N T E S:
• Daniel Sánchez Tuesta
• Robinson Quisquilaya Marmolejo 
WORKING ADULT
CALCULO III
 
RESUMEN
• En el presente trabajo se aplican los conocimientos de optimización adquiridos en el curso de matemática 3 para el cálculo del área
máxima de la sección transversal de un canal de regadío, que nos permita obtener el volumen máximo de agua para una longitud del canal 2.75 Km, siendo esto la distancia entre los distritos de Huancan - Chuquis.
• Se utiliza el concepto de primera y segunda derivada para hallar el punto crítico, posteriormente se utilizan conceptos de Hidráulica haciendo uso de la formula de Manning para determinar el Caudal (Q), siendo variables el Área (A), Rugosidad (n), Pendiente del eje del Canal (S).
 
de cultivos agrícolas del poblado Chuquis por medio de un
canal trapezoidal de talud y base con dimensiones iguales,
con el propósito de captar el mayor volumen? 
Formulación del Problema 
En la actualidad se observa deficiencias para Satisfacer la
demanda de agua para el riego de 850 Hectáreas de del
Distrito de Chuquis, lo cual viene generando impactos
económicos a la población 
El presente trabajo permitirá satisfacer las necesidades de riego
de las parcelas de cultivo del poblado de Chuquis, dotando el
suficiente caudal, a través de un canal de máxima eficiencia
hidráulica, ello a su vez beneficiara a los agricultores mejorando
la calidad en la cosecha de sus productos.  
 
Satisfacer la demanda de agua para 850 Hectáreas de cultivos
agrícolas del poblado Chuquis, por medio de una canal trapezoidal
de Talud y Plantilla igual con el propósito de captar el mayor
volumen. 
Determinar el ángulo de inclinación del canal con la finalidad de
transportar el máximo volumen de agua.  
Determinar el caudal máximo generado por el diseño del canal de
riego
los que el agua circula debido a
la acción de gravedad y sin
ninguna presión, pues la
contacto con la atmosfera.
una sección de canal que pueden ser definidos por
completo por la geometría de la sección y la
profundidad de flujo. Estos elementos son muy
importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo
de flujo. 
 
y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección transversal
b = base del canal o ancho de solera
T = espejo de agua o superficie libre de agua 
H = profundidad total del canal
H-y = borde libre 
C = ancho de corona 
 
Fundamento Teorico
•Talud “Z”:  Es la relación de la proyección horizontal a la vertical de la
pared lateral (se llama también talud de las paredes laterales del canal). Es
decir Z es el valor de la proyección horizontal cuando la vertical es 1,
aplicando relaciones trigonométricas según Figura 1, se tiene:
Tirante de agua o profundidad de flujo “y”:  Es la distancia vertical
desde el punto más bajo de una sección del canal hasta la superficie
libre, es decir la profundidad máxima del agua en el canal.  
Ancho superficial o espejo de agua “T”: Es el ancho de la superficie
libre del agua. 
Área mojada o área hidráulica “A”: Es la superficie ocupada
por el líquido en una sección transversal normal cualquiera. 
Perímetro mojado “P”:  Es la parte del contorno del conducto
que está en contacto con el líquido. 
Radio hidráulico “R”:  Es la relación del área mojada con
respecto a su perímetro mojado, el radio hidráulico es la
dimensión característica de la sección transversal, hace las funciones del diámetro en tuberías. 
•Profundidad hidráulica “D”  o profundidad media “y”:  Es la
 
Resisten la
No tienen
produce significativas pérdidas por
extremos hasta el 50% del total del agua
conducida en los canales
 
 
Cálculos
Se desea calcular el ángulo del Talud de un canal de irrigación abierto
trapezoidal, de tal manera que el volumen del canal sea máximo. Se sabe
que el canal será revestido con concreto de resistencia f’c=175 kg/cm2
para aprovechar las aguas de la quebrada de Secsevado  – Huantuc y lo
conduzca al Distrito de Chuquis  – 02 de Mayo  – Huánuco que nos permita
abastecer la demanda de agua de 850 Hectáreas de cultivos de la
población.
Conclusiones
Para lograr un volumen máximo de agua en un Canal Trapezoidal de una determinada longitud se debe maximizar el área de la sección transversal.
Se determino que el ángulo para lograr una sección transversal optima de un canal trapezoidal es de 60°, para una base y Talud de las mismas dimensiones.