UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL WORKING ADULT
CALCULO III “Calculo del Angulo de Inclinación Inclinación del Talud Talud de un Canal Trapezoidal para lograr el Volumen Máximo” 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
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, 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). • Finalmente se determina el Tiempo de Riego necesario para las 850 Hectáreas de áreas de cultivo del Distrito de Chuquis.
Plantenimiento 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
Formulación del Problema ¿Como satisfacer la demanda de agua para 850 Hectáreas 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?
Plantenimiento del problema
Justificacion 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.
Cotacallapa; Flores;Flores;Mariño
Objetivos Objetivo General 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.
Objetivos Específicos
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
Fundamento Teòrico Definición de Términos 1.Canal Los canales son conductos en los que el agua circula debido a la acción de gravedad y sin ninguna
presión,
pues
la
superficie del líquido está en contacto con la atmosfera.
Fundamento Teòrico Elementos Geométricos Los elementos geométricos son propiedades de 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.
Fundamento Teorico
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 θ = ángulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal Cotacallapa; Flores;Flores;Mariño
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.
Fundamento Teorico
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 relación entre el área hidráulica y el espejo de agua.
CANALES NO EROSIONABLES O CANALES REVESTIDOS
Resisten la erosión satisfactoria mente
Eliminación del efecto de la salinización de las tierras
La altura del agua o tirante
La velocidad del agua
La temperatura del agua.
CANALES EROSIONABLES O CANALES NO REVESTIDOS
Las formulas de diseño son las mismas ,pero con algunas observaciones (tipo de suelos)
No tienen tratamientos especiales en el perímetro mojado
La conducción de agua por canales de tierra produce significativas pérdidas por infiltración, las que pueden llegar en casos extremos hasta el 50% del total del agua conducida en los canales
CANALES REVESTIDOS Y NO REVESTIDOS
Fundamento Teórico Criterio de las segundas derivadas
Cotacallapa; Flores;Flores;Mariño
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.
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Cotacallapa; Flores;Flores;Mariño
Cálculos
Cálculos
Cotacallapa; Flores;Flores;Mariño
Cálculos
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. El Caudal es directamente proporcional al Área de la sección transversal, Radio Hidráulico y a la pendiente del eje del canal.
