UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ INGENIERÍA CIVIL
Año de la Consolidación Económica y de la Justicia Social”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME Levantamiento DE CANAL CÁTEDRA
:
MECANICA DE FLUIDOS II
CATEDRÁTICO
:
MUÑIZ PAUCARMAYTA, Abel
ALUMNOS
:
ANYAIPOMA IBAÑEZ, Rosario GARCIA KRIETE, Luis MALDONADO ACEVEDO, Rudy QUISPE OCHOA, Julio
SEMESTRE
:
VI
Huancayo – Perú - 2011 -
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I. MEMORIA DESCRIPTIVA 1. ANTECEDENTES.El proyecto de construcción del canal de regadío en esta zona fue planeado gracias a los distintos aportes de los integrantes del grupo. Entre los cuales se tenía pensado construir el proyecto en varios lugares resultando elegida la zona de la Huaycha (provincia de Concepción), por no contar con un canal el cual abastezca de agua a sus campos de cultivo por la zona. Esta fue la razón determinante que nos llevó a escoger este sitio como base del proyecto.
2. SITUACIÓN ACTUAL DE LA ZONA.En la zona de la huaycha hace falta un canal para regadíos de, es decir los lugares donde se piensa diseñar el canal.
3. OBJETIVO DEL PROYECTO.Nuestro proyecto tiene como objetivo abastecer de agua a los terrenos que existen alrededor del canal, ya que estos cuentan con plantaciones de papa, alfalfa, etc.
4. UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ÁMBITO DE TRABAJO.Junín REGIÓN: Junín DEPARTAMENTO: Concepción PROVINCIA: Orcotuna DISTRITO: Mantaro CUENCA: ALTITUD PROMEDIO: 3246 m.s.n.m
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5. ANALISIS DEL MEDIO FÍSICO Y DE LOS RECURSOS NATURALES.5.1. RELIEVE.La zona escogida se encuentra en la región Quechua, que se extiende desde los 2300 metros y los 3500 msnm. El relieve del lugar escogido es un poco.
5.2. CLIMA.Su clima es templado frio seco, oscila en una temperatura máxima de 20° y una temperatura mínima 0.5°, con un régimen de lluvias estacionales más frecuente entre los meses de Diciembre a Marzo. Y una sequia el resto del año, por eso el uso de canales para la buena distribución de aguas. MECÁNICA FLUIDOS 2
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Esta zona tiene condiciones para el sembrío de trigo, papa, maíz, cebada, arvejas, habas, etc. En los meses que corresponden a invierno y primavera se
produce
una
fuerte
insolación
debido
a
la
transparencia de la atmosfera. La zona se caracteriza porque su régimen de humedad tiene dos estaciones bien marcadas: mayo-octubre estación seca y noviembre-abril estación húmeda; su régimen térmico debido a la incidencia de bajas temperaturas trae consigo frecuentes heladas en toda la estación seca y algunas dentro de la humedad. Dichas condiciones térmicas afectan a la economía de los pobladores locales.
5.3. DESCRIPCIÓN RECURSO HÍDRICO.La cuenca Hidrográfica del Mantaro está ubicada en la región central del país y abarca los departamentos de Pasco, Junín, Huancavelica y Ayacucho. El rio Mantaro se origina en el Lago Junín, el cual está regulado por la presa de Upamayo, el reservorio de regulación estacional más importante del país, ubicado a 4080 msnm, El lago Junín tiene una capacidad total de 556 MMC y un volumen útil máximo regulable de 441 MMC.
5.4. DESCRIPCION RECURSO SUELO.La capacidad de mayor uso de tierras de la Huaycha, se basa en actividades agrícolas (cultivo en limpio y permanente) y forestales dentro de los márgenes económicos. Es decir existen sembríos de cultivo de corto periodo vegetativo, tierras para pastos, por esto existe actividad ganadera en la zona. Algunas tierras de la zona son destinadas a la actividad forestal sobresaliendo la siembra de eucaliptos.
No existe ninguna zona de protección en el área a establecer el
proyecto.
5.5. FLORA Y FAUNA.La flora de la zona de la Huaycha se caracteriza por ser muy variada, la cual es alentada por las lluvias. En la zona existen arbustos como retama en su mayoría, cactus, maguey, cantuta, etc. Existen plantas de los distintos sembríos como cebada, papas, alfalfa etc. MECÁNICA FLUIDOS 2
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Existen en esta zona aves como chihuacos, colibrís, palomas, etc. Existen también el ganado vacuno y ovino y otros animales de crianza como cerdos, asnos, carneros gallinas y otros.
6. ANALISIS ECONÓMICO Y SOCIAL DE LA ZONA.6.1. VÍAS DE COMUNICACIÓN Los principales accesos a la zona son: la vía afirmada que une a Huancayo con esta ciudad. Otras formas de comunicación a esta zona son la vía telefónica.
6.2. CARACTERÍSTICAS DEMOGRÁFICAS Y ECONÓMICAS.La Huaycha es una zona rural con poca población urbana. La principal actividad económica de los pobladores es la agricultura, predominando los cultivos de cebada, maíz, papa, habas, cebolla, etc. Los cuales sirven para el consumo propio y comercio.
6.3. VIVIENDAS.Las viviendas que existen en el lugar que se eligió para diseñar el canal, son de material rústico en su mayoría aunque existen algunas casas de material noble.
6.4. SERVICIOS BÁSICOS EXISTENTES.Salud: Se cuenta con un puesto de salud cercano al lugar. Educación: Cuentan con un centro educativo cercano al anexo de Vista Alegre. Agua: Cuentan con sistema de agua potable que abastece al lugar.
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Desagüe: Algunas casas cuentan con el servicio de desagüe, aunque la mayoría no dispone de este servicio.
Electricidad: Algunas casas cuentan con el servicio de electricidad, aunque la mayoría no dispone de este servicio.
II. MARCO TEÓRICO TRAZO Y CONSTRUCCIÓN DE CANALES 1. CANALES.Canal es un conducto abierto, en el cual el agua circula por acción de la gravedad sin ninguna presión, la superficie libre del agua está en contacto con la atmosfera.
1.1. CARACTERÍSTICAS DEL CANAL.Todo canal reúne dos características: Características geométricas Características hidráulicas
1.1.a. Características Geométricas: b = borde interior. B = base interior del canal. B’= base superior del canal. B’= borde exterior. h = profundidad del canal.
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Y = tirante de agua. Ø= Angulo de inclinación de las paredes laterales. A ’= Sección transversal del canal
1.1.b. Características Hidráulicas: Q= caudal del agua (m3/s) V= velocidad del agua (m/s) A= área de la sección transversal de la masa de agua que conduce el canal (m2). Su forma depende de la forma de la sección del canal.
S= pendiente o inclinación del canal, se expresa en tanto por ciento o en tanto por mil. d= tirante de agua o profundidad. R= radio hidráulico. R= A/P P= perímetro mojado, es la suma de los taludes y la base mayor q están en contacto con el agua.
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n= coeficiente de rugosidad. Su valor depende del
material que esta hecho el canal (tierra, concreto, piedra etc.) Donde:
1.2. TIPOS DE CANAL.Depende de la sección transversal de canal. Los más usados son: rectangulares trapezoidales, circulares y triangulares.
2. TRAZO Y REPLANTEO DEL CANAL DE SECCIÓN TRAPEZOIDAL.-
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El trazo de canales es una actividad que se realiza después de que se haya contraído la plataforma, de acuerdo a las especificaciones técnicas.
Procedimiento: A) Verificar las características geométricas, especificadas en el proyecto. B) Trazar el eje del canal en recto y en curva C) Trazar la base inferior y superior del canal, teniendo en cuenta si va ser o no revestido. D) Replantear las medidas trazadas con las especificadas. Verificación de las características geométricas del canal: debe especificar las medidas detalles que aparecen en la siguiente figura:
3. TRAZO DEL EJE DEL CANAL.El eje es una línea imaginaria que pasa por el centro de las bases y paralelo a los bordes de éstas.
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El trazo del eje, comprende dos etapas en tramo recto y en curva.
3.1. EN TRAMO RECTO: - Estacar más o menos cada 5m a lo largo de la plataforma y a una distancia x=B’/2+b del pie del talud de la plataforma. - Tensar un cordel sobre las cabezas de las estacas extremas, o tratando que a la derecha e izquierda del cordel queden el mismo número de estacas, luego marcar con yeso, cal o ceniza, de modo que intercepte continuamente en cada cambio de dirección (puntos de intersección= PI).
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3.2. EN TRAMO CURVO: El trazo consiste en determinar las curvas del canal. El criterio es obtener una curva suave y simétrica, de tal forma que el movimiento del agua sea uniforma como en le tramo recto. Pasos: 1. Tomar una distancia “L”, desde el PI, hacia la derecha e izquierda, determinando los puntos A y B.
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2. Determinamos los puntos c, d, e; tensando un cordel de a hacia b. luego tomamos la distancia: “m” perpendicular de PI al cordel. Luego los puntos c, d, e, se ubican a:
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Luego con un cordel y con 5 personas, ubicándolas en dichos punto, unimos los puntos: a, b. c, d, e; obteniendo una curva suave y simétrica. Se puede obviar las 5 personas colocando estacas en dichos puntos.
4. TRAZAR LOS BORDES DE LAS BASES DEL CANAL.Obteniendo el eje del canal en tramo recto y curvo, se comparte a partir de este mitad y mitad, la medida de las bases inferior y superior cuando no va a ser revestido. En cambio cundo va a llevar revestimiento, se marcan las medidas exteriores de las bases de la cercha:
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5. EXCAVACIÓN DE LA CAJA DEL CANAL.Consiste en que la excavación sea la necesaria y se obtenga la sección trapezoidal requerida. La excavación se realizará por la parte central, no saliendo del ancho de la base inferior, hasta la profundidad especificada. 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:
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6. TRAZO Y APERTURA DE LA PLATAFORMA DEL CANAL.La plataforma es como una carreta de ancho y pendiente, por lo general constantes, sobre la cual se construye el canal.
6.1. CARACTERÍSTICAS DE LA PLATAFORMA: a) Ancho: a b) Longitud: L c) Pendiente: S
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El ancho “a”, está determinado por las características geométricas del canal:
Recomendaciones: b= 50cm (mínimo) b’ = 120cm (mínimo) MECÁNICA FLUIDOS 2
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B’= depende la sección del canal, previamente diseñado.
b, es borde interior. Permite que los materiales arrastrados por la lluvia en dirección de la pendiente del talud del suelo natural o los pequeños derrumbes, se depositen en él, y no directamente en la caja del canal, evitando de esta manera que le agua se embalse y de desborde lateralmente, ocasionando a veces el deslizamiento o rotura del canal y erosión de los suelos bajo la plataforma.
b’, es el borde exterior; se usa generalmente para el camino de personas, animales, pequeños vehículos motorizados (motocicletas), etc; para transportar y/o preparar mezclas de concreto para el revestimiento del canal, etc. La longitud de la plataforma, está determinado, generalmente desde la bocatoma hasta la cámara de carga. La pendiente de la plataforma coincide con la pendiente del canal en toda su longitud. También se llama gradiente hidráulica, o sea, la línea de la superficie libre del agua que llevara el canal. La pendiente se expresa en tanto por ciento o en tanto por mil. La pendiente se obtiene dividiendo el desnivel que existe entre dos puntos y la distancia horizontal entre los mismos.
Ejemplo: Decir que la plataforma se trazara con una pendiente del 1% significará que habrá un desnivel de: a. En mm: 1mm cada 100mm horizontales
b. En cm: 1cm cada 100cm horizontales
c. En m. 1m cada 100m MECÁNICA FLUIDOS 2
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7. EQUIVALENCIA ENTRE LA PENDIENTE Y NÚMEROS FRACCIONARIOS O DECIMALES.Ejemplo: 3.5 mil= 3.5/1000= 0.0035, etc. En la práctica para el trazo de la plataforma, podemos utilizar estas equivalencias, para encontrar el desnivel que debemos tener.
Ejemplo: a. Cada 20m horizontales, con pendiente 1.5%, bastara multiplicar: 20m*0.015= 0.30m Y así sucesivamente. Otras características que presenta la plataforma, están determinadas por el tipo de suelo (características geológicas), a lo largo del plataforma se puede encontrar suelos limosos, arcilloso, pedregosos, rocosos, etc. No todos de taludes estables, algunos con presencia de humedad, necesidad de drenaje, etc. En todos los casos, la plataforma deberá estar libre de materia orgánica, de rellenos y debe ser siempre estable.
8. REQUERIMIENTOS PARA EL TRAZO DE LA PLATAFORMA.a. Hacer un reconocimiento de la zona, desde la bocatoma hasta la cámara de carga.
b. Verificar los planos de la bocatoma, con el canal de aducción, desarenador, canal de conducción, etc., en cuanto a las cotas de cada uno de ellos, todas las cotas deben ser coherentes, de acuerdo al pendiente establecida en cada caso. `
c. Determinación de la cota inicial de la plataforma: - Elegir cerca a la bocatoma un lugar apropiado, con suficiente visibilidad para colocar en estación el nivel. - Colocar la mira en el lecho del rio frente a la ventana de captación, y tomar la lectura correspondiente. MECÁNICA FLUIDOS 2
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- La cota inicial de la plataforma es la diferencia entre la primera lectura que hicimos en el paso anterior y la cota superior del canal de aducción.
d. Trazo de la plataforma. El trazo de la plataforma es su conjunto de estratos colocados sobre el terreno, desde la bocatoma hasta la cámara de carga.
En la línea recta el estacado se hace cada 20m. y en curva cada 10m. Estas distancias en todo momento deben ser horizontales. Colocada la primera estaca en la cota inicial de la plataforma, hacemos la lectura correspondiente, y las siguientes estacas en forma consecutiva se colocan tomando las lecturas respectivas, de acuerdo a la distancia y la pendiente de diseño para el canal. En la siguiente figura se indica el trazo de la plataforma.
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La especificación es: pendientes igual 2*1000. La estaca Nº 1 es la cota inicial de la plataforma y la primera lectura es 2.30m. La estaca Nº 4 es la última lectura desde la estación I (2.42m) y la primera lectura desde la estación II (2.20m) esta estaca se llama punto de cambio.
9. APERTURA DE LA PLATAFORMA.Aperturar la plataforma es obtener una franja de terreno de ancho y pendiente uniforme, teniendo como referencia el borde exterior de la plataforma, o sea la línea imaginaria que une las estacas colocadas en el trazo de la misma. Generalmente es un corte en ladera donde se emplea herramientas, equipos, maquinarias, etc. De acuerdo al tipo de suelo encontrado.
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Sobre esta plataforma, es la que se construirá el canal, por lo cual en toda su longitud, debe estar libre de materia orgánica o de rellenos que atenten contra la estabilidad de la misma y del canal.
III. TRABAJO DE CAMPO 1. MATERIALES: •
Nivel de Ingeniero:
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•
Miras:
•
Wincha:
•
Brújula:
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•
Estación Total:
•
Gps:
2. PROCEDIMIENTO: MECÁNICA FLUIDOS 2
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Reconocimiento de terreno : Se inspecciona el relieve de
•
la zona, con el fin de anticiparse a problemas que pudieran suceder.
•
Localización de la captación de agua Trazo de gradiente: Observamos trazando la gradiente del canal haciendo uso del nivel de Ingeniero. Asimismo controlando la pendiente del trazo del canal.
•
Levantamiento topográfico: Se toma los detalles de la zona que involucra el trazo de nuestro canal.
ANEXOS
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