trabajo de canales

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  Ingeniería de la construcci ón I Página  1 INTRODUCCION En el presente trabajo, se desarrollará y tratará sobre el tema de: Procesos Constructivos de Canales, un tema en el cual se refleja los procedimientos que se debe de seguir para la ejecución de obras de canales; estos procedimientos se explicaran en el desarrollo del  presente trabajo. Hoy en día la problemática ante la ejecución de este tipo de obras es la poca claridad en cada uno de los pasos de los procesos constructivos.  Ante eso surge la problemática, ya que hay un mundo que nos exige eficiencia e incluso perfección en cada una de las ramas en las que nos desempeñamos, para poder desarrollarse en una sociedad en la que sólo los que cumplan con lo anterior podrán hacer lo.  Nuestro país no es ajeno a este desarrollo y cada día se van necesitando la co nstrucción de nuevas obras; para ello es necesario que se cuente con profesionales capaces de responder a estas necesidades, cada vez más exigent es. Los planes de estudios de la carrera de Ingeniería Civil, presentan cursos o asignaturas en las cuales se pretende capacitar al estudiante para obtener el conocimiento necesario para  poder hacer frente a las viejas y nuevas necesidades en el ámbito de la construcción; sin embargo, estos planes en muchas ocasiones se quedan cortos en su objetivo debido a diferentes causas. El objetivo del presente trabajo es dar a conocer un proceso constructivo de canales de forma general y sus variantes de forma clara y concisa; ya que los principales procesos constructivos involucran el desarrollo de un canal, mostrando una pequeña teoría de los mismos, dando énfasis en la ejecución de la obra.

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canales

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  • Ingeniera de la construccin I Pgina 1

    INTRODUCCION

    En el presente trabajo, se desarrollar y tratar sobre el tema de: Procesos Constructivos

    de Canales, un tema en el cual se refleja los procedimientos que se debe de seguir para la

    ejecucin de obras de canales; estos procedimientos se explicaran en el desarrollo del

    presente trabajo.

    Hoy en da la problemtica ante la ejecucin de este tipo de obras es la poca claridad en

    cada uno de los pasos de los procesos constructivos. Ante eso surge la problemtica, ya

    que hay un mundo que nos exige eficiencia e incluso perfeccin en cada una de las ramas

    en las que nos desempeamos, para poder desarrollarse en una sociedad en la que slo los

    que cumplan con lo anterior podrn hacerlo.

    Nuestro pas no es ajeno a este desarrollo y cada da se van necesitando la construccin

    de nuevas obras; para ello es necesario que se cuente con profesionales capaces de

    responder a estas necesidades, cada vez ms exigentes.

    Los planes de estudios de la carrera de Ingeniera Civil, presentan cursos o asignaturas en

    las cuales se pretende capacitar al estudiante para obtener el conocimiento necesario para

    poder hacer frente a las viejas y nuevas necesidades en el mbito de la construccin; sin

    embargo, estos planes en muchas ocasiones se quedan cortos en su objetivo debido a

    diferentes causas.

    El objetivo del presente trabajo es dar a conocer un proceso constructivo de canales de

    forma general y sus variantes de forma clara y concisa; ya que los principales procesos

    constructivos involucran el desarrollo de un canal, mostrando una pequea teora de los

    mismos, dando nfasis en la ejecucin de la obra.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 2

    1. DEFINICION

    Los canales son una parte fundamental en los sistemas de utilizacin de agua para

    riego y para generar energa, entre otros. La construccin de stos puede hacerse

    utilizando diferentes mtodos, materiales y diversas formas geomtricas:

    rectangulares, trapezoidales, etc.

    Definicin hidrulica

    Conducciones artificiales en las que el agua circula sin presin, es decir en contacto

    continuo con la atmsfera. No se produce gasto energtico.

    2. TIPOS DE CANALES

    2.1.Segn la visibilidad del agua.

    Segn la visibilidad del agua se encuentran dos:

    Abiertos:

    Un canal abierto es un conducto en el cual el agua fluye con una

    superficie libre. De acuerdo con su origen un canal puede ser natural o

    artificial.

    Los canales naturales: incluyen todos los cursos de agua que existen de

    manera natural en la tierra, los cuales varan en tamao desde pequeos

    arroyuelos en zonas montaosas, hasta quebradas, arroyos, ros pequeos

    y grandes y estuarios de mareas.

    Los canales artificiales: son aquellos construidos o desarrollados

    mediante el esfuerzo humano: canales de vegetacin, canales de

    centrales hidroelctricas, canales y canaletas de irrigacin, cunetas de

    drenaje, vertederos, canales de desborde, canales de madera, etc. As

    como canales de modelos construidos en el laboratorio con propsitos

    experimentales.

    Cerrados:

    Son aquellos en los que la lmina de agua en contacto con la atmsfera

    se encuentra sin visibilidad.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 3

    2.2.Segn el material

    Canales de Tierra, slo en canales abiertos. Tienen un bajo coste de

    construccin, pero un elevado coste de explotacin y grandes prdidas

    de agua.

    Hormign en Masa y Hormign Prefabricado tanto In Situ como

    Prefabricado, vlido para canales abiertos.

    Materiales Asflticos, para canales abiertos.

    Membranas Plsticas, como PVC, para canales abiertos.

    Tuberas de Hormign en Masa, Hormign Armado PVC, Polietileno,

    Fibrocemento, Acero, Polister Reforzado con Fibra de Vidrio, para

    canales cerrados.

    2.3.Segn la seccin.

    Semicirculares, rectangulares, trapezoidales y parablicas. Las

    secciones semicirculares y parablicas se suelen utilizar en canales

    abiertos de hormign en masa o armado prefabricado, mientras que las

    rectangulares y trapezoidales en canales abiertos de cualquier tipo de

    material.

    Circulares, ovoides y herradura. Se utilizan en canales cerrados,

    aunque el uso de las rectangulares no est muy extendido.

    Rectangulares. Se utilizan tanto en canales abiertos como cerrados.

    No obstante la eleccin del tipo seccin a emplear depender del tipo

    material que a su vez depender de la eleccin previa del canal segn la

    visibilidad.

    SECCIONES TIPO DE CANALES ABIERTOS

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 4

    3. PROPIEDADES DE LOS CANALES

    3.1.Propiedades geomtricas.

    3.1.1. Pendiente de canal

    Corresponde a la pendiente longitudinal del fondo del canal.

    3.1.2. Seccin del canal.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 5

    Corresponde a la seccin trasversal del canal perpendicular a la direccin y

    lneas de flujo.

    3.1.3. Ancho superficial

    Corresponde al ancho de la superficie libre del canal.

    3.1.4. Altura media

    Relacin entre la seccin del canal y el ancho superficial.

    3.1.5. Permetro mojado

    Corresponde a la longitud del contorno mojado de la seccin.

    3.1.6. Radio hidrulico

    Relacin entre la seccin y el permetro mojado.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 6

    3.1.7. Eje hidrulico

    Es el lugar geomtrico de todos los puntos medios ubicados en la superficie

    libre de un canal referido al fondo del canal.

    3.2.Propiedades hidrulicas.

    3.2.1. Velocidad.

    Debido a la existencia de la superficie libre en un canal y a la friccin que se

    produce en las paredes de este, la distribucin de velocidades o es uniforme

    4. DISEO DE CANALES ABIERTOS

    4.1.Generalidades

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 7

    En un proyecto de riego, la parte correspondiente a su concepcin, definido por

    su planteamiento hidrulico, tiene principal importancia, debido a que es all

    donde se determinan las estrategias de funcionamiento del sistema de riego

    (captacin, conduccin canal abierto o a presin -, regulacin), por lo tanto,

    para desarrollar el planteamiento hidrulico del proyecto se tiene que

    implementar los diseos de la infraestructura identificada en la etapa de campo;

    canales, obras de arte (acueductos, canoas, alcantarillas, tomas laterales etc.),

    obras especiales (bocatomas, desarenadores, tneles, sifones, etc).

    Para el desarrollo de los diseos de las obras proyectadas, el caudal es un

    parmetro clave en el dimensionamiento de las mismas y que est asociado a la

    disponibilidad del recurso hdrico (hidrologa), tipo de suelo, tipo de cultivo,

    condiciones climticas, mtodos de riego, etc., es decir mediante la conjuncin

    de la relacin agua suelo planta. De manera que cuando se trata de la

    planificacin de un proyecto de riego, la formacin y experiencia del diseador

    tiene mucha importancia, destacndose en esta especialidad la ingeniera

    agrcola.

    4.2.Canales de riego por su funcin

    Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes

    denominaciones:

    Canal de primer orden.- Llamado tambin canal madre o de derivacin

    y se le traza siempre con pendiente mnima, normalmente es usado por

    un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

    Canal de segundo orden.- Llamados tambin laterales, son aquellos que

    salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia

    los sub laterales, el rea de riego que sirve un lateral se conoce como

    unidad de riego.

    Canal de tercer orden.- Llamados tambin sub laterales y nacen de

    los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las

    propiedades individuales a travs de las tomas del solar, el rea de riego

    que sirve un sub lateral se conoce como unidad de rotacin.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 8

    De lo anterior de deduce que varias unidades de rotacin constituyen una

    unidad de riego, y varias unidades de riego constituyen un sistema de

    riego, este sistema adopta el nombre o codificacin del canal madre o de

    primer orden.

    4.3.Elementos bsicos en el diseo de canales

    Se consideran elementos; topogrficos, geolgicos, geotcnicos,

    hidrolgicos, hidrulicos, ambientales, agrolgicos, entre otros.

    4.3.1. Trazo de canales

    Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es

    necesario recolectar la siguiente informacin bsica:

    Fotografas areas, imgenes satelitales, para localizar

    los poblados, caseros, reas de cultivo, vas de comunicacin,

    etc.

    Planos topogrficos y catastrales.

    Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems

    informacin que pueda conjugarse en el trazo de canales.

    En el caso de no existir informacin topogrfica bsica se

    procede a levantar el relieve del canal, procediendo con los

    siguientes pasos:

    a. Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona,

    anotndose todos los detalles que influyen en la

    determinacin de un eje probable de trazo, determinndose el

    punto inicial y el punto final (georreferenciados).

    b. Trazo preliminar.- Se procede a levantar la zona con

    una brigada topogrfica, clavando en el terreno las estacas de

    la poligonal preliminar y luego el levantamiento con

    teodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelar la

    poligonal y se har el levantamiento de secciones

    transversales, estas secciones se harn de acuerdo a criterio, si

    es un terreno con una alta distorsin de relieve, la seccin se

    hace a cada 5 m, si el terreno no muestra muchas variaciones

    y es uniforme la seccin es mximo a cada 20 m.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 9

    c. Trazo definitivo.- Con los datos de (b) se procede al

    trazo definitivo, teniendo en cuenta la escala del plano, la cual

    depende bsicamente de la topografa de la zona y de la

    precisin que se desea

    4.3.2. Radios mnimos en canales

    En el diseo de canales, el cambio brusco de direccin se

    sustituye por una curva cuyo radio no debe ser muy grande, y

    debe escogerse un radio mnimo, dado que al trazar curvas

    con radios mayores al mnimo no significa ningn ahorro de

    energa, es decir la curva no ser hidrulicamente ms

    eficiente, en cambio s ser ms costoso al darle una mayor

    longitud o mayor desarrollo.

    Las siguientes tablas indican radios mnimos segn el autor o

    la fuente:

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 10

    4.3.3. Elementos de una curva

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 11

    4.3.4. Rasante de un canal

    Una vez definido el trazo del canal, se proceden a dibujar el perfil

    longitudinal de dicho trazo, las escalas ms usuales son de 1:1000

    1:2000 para el sentido horizontal y 1:100 1:200 para el sentido vertical,

    normalmente la relacin entre la escala horizontal y vertical es de 1 a 10.

    El procesamiento de la informacin y dibujo se puede efectuar

    empleando el software AUTOCAD CIVIL 3D (AUTOCAD clsico,

    AUTOCAD LAND, AUTOCAD MAP o AUTOCAD CIVIL).

    Para el diseo de la rasante se debe tener en cuenta:

    La rasante se debe trabajar sobre la base de una copia del perfil

    longitudinal del trazo

    Tener en cuenta los puntos de captacin cuando se trate de un

    canal de riego y los puntos de confluencia si es un dren u obra de

    arte.

    La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible igual a

    la pendiente natural promedio del terreno (optimizar el

    movimiento de tierras), cuando esta no es posible debido a

    fuertes pendientes, se proyectan cadas o saltos de agua.

    Para definir la rasante del fondo se prueba con el caudal

    especificado y diferentes cajas hidrulicas, chequeando la

    velocidad obtenida en relacin con el tipo de revestimiento a

    proyectar o si va ser en lecho natural, tambin se tiene la mxima

    eficiencia o mnima infiltracin.

    El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar

    como mnimo la siguiente informacin.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 12

    Kilometraje

    Cota de terreno

    BMs (cada 500 1000 m)

    Cota de rasante

    Pendiente

    Indicacin de las deflexiones del trazo con los elementos de

    curva Ubicacin de las obras de arte

    Seccin o secciones hidrulicas del canal, indicando su

    kilometraje

    Tipo de suelo

    Cuadro con elementos geomtricos e hidrulicos del diseo

    Seccin tpica de un canal

    Donde:

    T = Ancho superior del canal

    b = Plantilla

    z = Valor horizontal de la inclinacin del talud

    C = Berma del camino, puede ser: 0,5; 0,75; 1,00 m., segn el canal sea

    de tercer, segundo

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 13

    o primer orden respectivamente = Ancho del camino de vigilancia, puede

    ser: 3; 4 y 6 m., segn el canal sea de tercer, segundo o primer orden

    respectivamente.

    H = Altura de caja o profundidad de rasante del canal.

    En algunos casos el camino de vigilancia puede ir en ambos mrgenes,

    segn las necesidades del canal, igualmente la capa de rodadura de 0,10

    m. a veces no ser necesaria, dependiendo de la intensidad del trfico.

    4.3.5. Seccin hidrulica optima

    Determinacin de Mxima Eficiencia Hidrulica

    Se dice que un canal es de mxima eficiencia hidrulica cuando para la

    misma rea y pendiente conduce el mayor caudal posible, sta condicin

    est referida a un permetro hmedo mnimo, la ecuacin que determina

    la seccin de mxima eficiencia hidrulica es:

    Siendo el ngulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z), b

    plantilla del canal y y tirante o altura de agua.

    Determinacin de Mnima Infiltracin

    Se aplica cuando se quiere obtener la menor prdida posible de agua por

    infiltracin en canales de tierra, esta condicin depende del tipo de suelo

    y del tirante del canal, la ecuacin que determina la mnima infiltracin

    es:

    La siguiente tabla presenta estas condiciones, adems del promedio el

    cual se recomienda.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 14

    Tabla N 04 -. Relacin plantilla vs tirante para, mxima eficiencia, mnima

    infiltracin y el promedio de ambas.

    Talud Angulo Mxima Mnima Promedio

    Eficiencia Infiltracin

    Vertical 9000 2.0000 4.0000 3.0000

    1 / 4 : 1 7558 1.5616 3.1231 2.3423

    1 / 2 : 1 6326 1.2361 2.4721 1.8541

    4 / 7 : 1 6015 1.1606 2.3213 1.7410

    3 / 4 : 1 5308 1.0000 2.0000 1.5000

    1:1 4500 0.8284 1.6569 1.2426

    1 : 1 3840 0.7016 1.4031 1.0523

    1 : 1 3341 0.6056 1.2111 0.9083

    2 : 1 2634 0.4721 0.9443 0.7082

    3 : 1 1826 0.3246 0.6491 0.4868

    De todas las secciones trapezoidales, la ms eficiente es aquella donde el

    ngulo a que forma el talud con la horizontal es 60, adems para

    cualquier seccin de mxima eficiencia debe cumplirse: R = y/2

    Dnde:

    R = Radio hidrulico

    y = Tirante del canal

    No siempre se puede disear de acuerdo a las condiciones mencionadas,

    al final se imponen una serie de circunstancias locales que imponen un

    diseo propio para cada situacin.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 15

    4.3.6. Diseo de secciones hidrulicas

    Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del

    cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, velocidad mxima y mnima

    permitida, pendiente del canal, taludes, etc.

    La ecuacin ms utilizada es la de Manning o Strickler, y su expresin

    es:

    Q = 1

    n AR2/3

    S1/ 2

    Donde:

    Q = Caudal (m3/s) n = Rugosidad

    A = rea (m2)

    R = Radio hidrulico = rea de la seccin

    hmeda / Permetro hmedo En la tabla N

    6, se muestran las secciones ms utilizadas.

    Criterios de diseo

    Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseo de canales,

    los cuales tendrn en cuenta: el caudal a conducir, factores geomtricos

    e hidrulicos de la seccin, materiales de revestimiento, la topografa

    existente, la geologa y geotecnia de la zona, los materiales disponibles

    en la zona o en el mercado ms cercano, costos de materiales,

    disponibilidad de mano de obra calificada, tecnologa actual,

    optimizacin econmica, socioeconoma de los beneficiarios,

    climatologa, altitud, etc. Si se tiene en cuenta todos estos factores, se

    llegar a una solucin tcnica y econmica ms conveniente.

    a) Rugosidad.- Esta depende del cauce y el talud, dado a las paredes

    laterales del mismo, vegetacin, irregularidad y trazado del canal, radio

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 16

    hidrulico y obstrucciones en el canal, generalmente cuando se disea

    canales en tierra se supone que el canal est recientemente abierto,

    limpio y con un trazado uniforme, sin embargo el valor de rugosidad

    inicialmente asumido difcilmente se conservar con el tiempo, lo que

    quiere decir que en la prctica constantemente se har frente a un

    continuo cambio de la rugosidad.

    En canales proyectados con revestimiento, la rugosidad es funcin del

    material usado, que puede ser de concreto, geomanta, tubera PVC

    HDP metlica, o si van a trabajar a presin atmosfrica o

    presurizados.

    La siguiente tabla nos da valores de n estimados, estos valores pueden

    ser refutados con investigaciones y manuales, sin embargo no dejan de

    ser una referencia para el diseo:

    Tabla N 5 - Valores de rugosidad n de Manning

    n Superficie

    0.010 Muy lisa, vidrio, plstico, cobre.

    0.011 Concreto muy liso.

    0.013 Madera suave, metal, concreto frotachado.

    0.017 Canales de tierra en buenas condiciones.

    0.020 Canales naturales de tierra, libres de vegetacin.

    0.025 Canales naturales con alguna vegetacin y piedras esparcidas en el fondo

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 17

    Tabla N 6 - Relaciones geomtricas de las seccione s transversales ms

    frecuente

    b) Talud apropiado segn el tipo de material.- La inclinacin de las

    paredes laterales de un canal, depende de varios factores pero en

    especial de la clase de terreno donde estn alojados, la U.S. BUREAU

    OF RECLAMATION recomienda un talud nico de 1,5:1 para sus

    canales, a continuacin se presenta un cuadro de taludes apropiados

    para distintos tipos de material:

    Tabla N 7 - Taludes apropiados para distintos tipos de material

    MATERIAL TALUD (h : v)

    Roca Prcticamente vertical

    Suelos de turba y detritos 0.25 : 1

    Arcilla compacta o tierra con recubrimiento de concreto 0.5 : 1 hasta 1:1

    Tierra con recubrimiento de piedra o tierra en grandes

    canales 1:1

    Arcilla firma o tierra en canales pequeos 1.5 : 1

    Tierra arenosa suelta 2:1

    Greda arenosa o arcilla porosa 3:1

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 18

    Tabla N 8 - Pendientes laterales en canales segn tipo de suelo

    MATERIAL CANALES POCO CANALES

    PROFUNDOS PROFUNDOS

    Roca en buenas condiciones Vertical 0.25 : 1

    Arcillas compactas o conglomerados 0.5 : 1 1 : 1

    Limos arcillosos 1 : 1 1.5 : 1

    Limos arenosos 1.5 : 1 2 : 1

    Arenas sueltas 2 : 1 3 : 1

    Concreto 1 : 1 1.5 : 1

    c) Velocidades mxima y mnima permisible.- La velocidad mnima

    permisible es aquella velocidad que no permite sedimentacin, este

    valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud, cuando

    el agua fluye sin limo este valor carece de importancia, pero la baja

    velocidad favorece el crecimiento de las plantas, en canales de tierra. El

    valor de 0.8 m/seg se considera como la velocidad apropiada que no

    permite sedimentacin y adems impide el crecimiento de plantas en el

    canal.

    La velocidad mxima permisible, algo bastante complejo y

    generalmente se estima empleando la experiencia local o el juicio del

    ingeniero; las siguientes tablas nos dan valores sugeridos.

    Tabla N - 9. Mxima velocidad permitida en canales no recubiertos de

    vegetacin

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 19

    MATERIAL DE LA CAJA

    DEL n Velocidad (m/s)

    CANAL Manning Agua Agua con Agua transportando

    limpia partculas arena, grava o

    coloidales fragmentos

    Arena fina coloidal 0.020 1.45 0.75 0.45

    Franco arenoso no coloidal 0.020 0.53 0.75 0.60

    Franco limoso no coloidal 0.020 0.60 0.90 0.60

    Limos aluviales no coloidales 0.020 0.60 1.05 0.60

    Franco consistente normal 0.020 0.75 1.05 0.68

    Ceniza volcnica 0.020 0.75 1.05 0.60

    Arcilla consistente muy

    coloidal 0.025 1.13 1.50 0.90

    Limo aluvial coloidal 0.025 1.13 1.50 0.90

    Pizarra y capas duras 0.025 1.80 1.80 1.50

    Grava fina 0.020 0.75 1.50 1.13

    Suelo franco clasificado no 0.030 1.13 1.50 0.90

    coloidal

    Suelo franco clasificado

    coloidal 0.030 1.20 1.65 1.50

    Grava gruesa no coloidal 0.025 1.20 1.80 1.95

    Gravas y guijarros 0.035 1.80 1.80 1.50

    Para velocidades mximas, en general, los canales viejos soportan

    mayores velocidades que los nuevos; adems un canal profundo

    conducir el agua a mayores velocidades sin erosin, que otros menos

    profundos.

    Tabla N -10 -. Velocidades mximas en hormign en funcin de su

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 20

    resistencia.

    RESISTENCIA,

    PROFUNDIDAD DEL

    TIRANTE (m)

    (kg/cm2) 0.5 1 3 5 10

    50 9.6 10.6 12.3 13.0 14.1

    75 11.2 12.4 14.3 15.2 16.4

    100 12.7 13.8 16.0 17.0 18.3

    150 14.0 15.6 18.0 19.1 20.6

    200 15.6 17.3 20.0 21.2 22.9

    La Tabla N 10, da valores de velocidad admisibles altos, sin embargo la

    U.S. BUREAU OF RECLAMATION, recomienda que para el caso de

    revestimiento de canales de hormign no armado, las velocidades no

    deben exceder de 2.5 3.0 m/seg. Para evitar la posibilidad de que el

    revestimiento se levante.

    Cuando se tenga que proyectar tomas laterales u obras de alivio lateral,

    se debe tener en cuenta que las velocidades tienen que ser previamente

    controladas (pozas de regulacin), con la finalidad que no se produzca

    turbulencias que originen perturbaciones y no puedan cumplir con su

    objetivo.

    d) Borde libre.- Es el espacio entre la cota de la corona y la superficie del

    agua, no existe ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente

    para el clculo del borde libre, debido a que las fluctuaciones de la

    superficie del agua en un canal, se puede originar por causas

    incontrolables.

    La U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde

    libre con la siguiente frmula:

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 21

    Dnde:

    Borde libre: en pies

    C = 1.5 para caudales menores a 20 pies3 / seg., y hasta 2.5 para

    caudales del orden de los 3000 pies3/seg.

    Y = Tirante del canal en pies

    La secretara de Recursos Hidrulicos de Mxico, recomienda los

    siguientes valores en funcin del caudal:

    Tabla N 11 -. Borde libre en funcin del caudal

    Caudal m3/seg Revestido (cm) Sin revestir (cm)

    0.05 7.5 10.0

    0.05 0.25 10.00 20.0

    0.25 0.50 20.0 40.0

    0.50 1.00 25.0 50.0

    > 1.00 30.0 60.0

    Mximo Villn Bjar, sugiere valores en funcin de la plantilla del canal:

    Tabla N -12 -. Borde libre en funcin de la plantilla del canal

    4.3.7. Criterio de espesor de revestimiento.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 22

    No existe una regla general para definir los espesores del revestimiento

    de concreto, sin embargo segn la experiencia acumulada en la

    construccin de canales en el pas, se puede usar un espesor de 5 a 7.7

    cm para canales pequeos y medianos, y 10 a 15 cm para canales

    medianos y grandes, siempre que estos se diseen sin armadura.

    En el caso particular que se quiera proyectar un revestimiento con

    geomembranas, se tiene que tener en cuenta las siguientes

    consideraciones:

    Para canales pequeos se debe usar geomembrana de PVC y para

    canales grandes geomembrana de polietileno - HDP. Los espesores de la

    geomembrana, varan entre 1 a 1.5 mm

    Si el canal se ubica en zonas en donde puede ser vigilado

    permanentemente, por lo tanto no puede ser afectada la membrana.

    Caractersticas y cuidado en las actividades de operacin y

    mantenimiento

    Tcnica y cuidados de instalacin de la geomembrana

    El grupo social a servir tiene que capacitado para el manejo de

    dicho tipo de revestimiento.

    Tambin se puede usar asociada la geomembrana con un revestimiento

    de concreto; la geomembrana acta como elemento impermeabilizante

    (el concreto se deteriora con las bajas temperaturas) y el concreto como

    elemento de proteccin, sobre todo cuando se trata de obras ubicadas por

    encima de los 4, 000 m.s.n.m. o zonas desoladas.

    5. PROCESOS CONSTRUCTIVOS

    5.1.Construccin de plataforma

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 23

    Superficie horizontal plana, descubierta y elevada, construida sobre el

    suelo, que sirve de apoyo o de base para la colocacin de cercha y

    revestimiento del canal.

    5.2.Trazar eje del canal

    El eje del canal es una lnea que se pasa por el centro de las bases y

    paralelo a los bordes de esta

    El trazo del eje comprende de dos etapas:

    Tramo recto:

    Es el tramo recto del canal que se coloca estaca cada 5 metros a lo largo

    de la plataforma

    Tramo curvo:

    Es el tramo de curvas del canal con el criterio de obtener una curva

    suave y simtrica, del tal forma que el movimiento del agua se uniforme

    como en el tramo recto.

    5.3.Trazar bordes de las bases del canal

    Obteniendo el eje del canal en tramo recto y curvo se comparte a partir

    de esta mitad, de la medida de las bases inferior y superior cuando no va

    a ser revestido. En cambio cuando va a llegar revestimiento se tomaran

    las medidas exteriores de las bases de la cercha.

    5.4.Construccin de las cerchas o marcos e madera de acuerdo a sus

    dimensiones.

    La construccin de cerchas ser a base del tipo de canal y de acuerdo a

    las medidas que tendr el canal diseado.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 24

    5.5.Excavacin de la caja

    Consiste en que la excavacin sea la necesaria y se obtenga la seccin

    trapecial requerida. La excavacin se empezara por la parte central, no

    saliendo del ancho de la base inferior, hasta la profundidad especifica.

    Luego excavamos los taludes no saliendo del ancho de la base superior.

    La pendiente del fondo del canal debe ser verificada permanentemente

    con un nivel de ingeniero o con manguera de nivel.

    5.6.Colocacin de las cerchas o marcos de madera

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 25

    Las cerchas se colocaran en cada plantilla, estas deben ser alineadas,

    escuadradas con respecto al eje del canal y aplomadas; quedando fijas

    con estacas y alambres atortolados y clavados en ambos taludes.

    Arena fina, arena gruesa, piedra de , cemento, alambre, maderas

    (estacas), nivel de ingeniero o manguera de nivel, clavo de 2, carretilla,

    pico, lampa, badilejo.

    5.7.Revestimiento del canal

    Consiste en colocar una capa de concreto de fc 175 kg/cm2, al piso y

    paredes laterales del canal un espesor uniforme y acabado pulido.

    Nivel de acabado al espesor que determine la cercha.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 26

    5.8.Retiro de las cerchas o marcos de madera y llenado de las juntas de

    dilatacin con brea.

    Generalmente se extrae despus de 24 horas (climas fros) y para que sea

    fcil su extraccin, antes de hacer el revestimiento debern llevar una

    capa de petrleo o aceite quemado que facilita el desencofrado.

    Las juntas de dilatacin estn determinadas por los espacios que dejan

    las cerchas al ser extradas, cada 2.50m. En tramo recto y variable en

    curva.

    Estas permiten al concreto expandirse o contraerse por efectos de

    temperatura evitando que los paos o cajones se rajen.

    El llenado de las juntas consiste en seguir los siguientes pasos:

    Limpiar las juntas de elementos extraos con la paleta angular cuyas

    dimensiones estarn de acuerdo al espesor de la junta.

    Compactar el suelo natural de la junta con la paleta angular.

    Imprima la superficie interior de la junta con una solucin de brea con

    kerosene de 1 a 3 para que tenga, la viscosidad de pintura trabajable. Se

    debe aplicar con brocha.

    Colocar una mezcla caliente de brea con arena fina en proporcin de 1

    lata de brea por 4 latas de arena. Primero calentamos la brea y poco a

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 27

    poco se va agregando la arena removindola, hasta que tenga la

    consistencia adecuada.

    Esta mezcla se colocara primero a los taludes y despus al piso por capas, compactndola

    con la misma paleta angular, se debe procurar no sobresalir del nivel del revestimiento del

    canal.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 28

    JUSTIFICACION

    Una de las razones fundamentales por la que hemos desarrollado el presente trabajo es

    porque, es importante para fortalecer nuestro conocimiento en esta rea de estudio,

    ya que puede ser una eleccin a nuestra futura especializacin de la carrera.

    El desarrollo de este tema, nace ante la necesidad para complemente mentar nuestro

    conocimiento con el curso de mecnica de fluidos, y ampliar los conocimientos del

    curso de Ing. de las Construccin y necesita saber estos conocimientos ya que

    estamos a puertas del VI ciclo donde se dictara el curso de ing. Hidrulica.

    El tratar este tema, hace que nos beneficie a todos nosotros los estudiantes de la

    universidad cesar vallejo del V ciclo.

    Por otra parte, en el desarrollo de las diversas asignaturas no se hacen prcticas de campo y

    si se hacen, no son suficientes como para llegar a tener familiaridad con el conocimiento de

    los procesos constructivos que exige el programa.

  • Ingeniera de la construccin I Pgina 29

    CONCLUSIONES

    Hemos concluido que el uso de los canales constituye una alternativa para el

    desarrollo de miles de centros poblados asilados ya que pueden utilizar de

    diversas formas ya sea para riegos o potabilizando para el consumo diario.

    Para el proceso constructivo de un canal es importante, como en muchas obras

    de ingeniera civil la secuencia del proceso constructivo, el diseo, los

    materiales para as garantizar la obra, ya que si no se realiza de acuerdo al orden

    se puede perder tiempo y por consecuencia dinero, por ejemplo se puso poco

    material en las juntas, que a simple vista no parece tener importancia, pero con

    un anlisis de observacin detallada nos damos con la sorpresa que aquellas

    fallas traeran el deterioro ms rpido de lo previsto.

    Por otro lado la construccin de canales sirve tambin como pequeos recursos

    hidroenergticos que es tambin una alternativa para obtener energa.