REVESTIMIENTO DE CANALES CON GEOTEXTILES.docx

REVESTIMIENTO DE CANALES

RESUMEN…………………………………………………………………………… ...

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ABSTRACT…………………………………………………………………………… ..

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I.

INTRODUCCION……………………………………………………………………..

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II.

MATERIALES Y MÉTODO………………………………………………………….. Pág. 05

III.

RESULTADOS……………………………………………………………………….

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IV. DISCUSIÓN…………………………………………………………………………..

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CONCLUSIONES…………………………………………………………………….

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V.

VI.

RECOMENDACIONES…………………………………………………………… .

VII. REFERENCIAS

VIII.

BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………

ANEXOS…………………………………………………………………………. ANEXOS………………………………… ……………………………………….

MECÁNICA DE FLUIDOS

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RESUMEN El revestimiento de canales es una solución práctica y cada vez más usada en función de sus ventajas, tales como rapidez en la instalación y durabilidad. Entre las pérdidas de agua más severas que se registran en los sistemas de riego figuran las causadas por la conducción con ducción en canales carentes de revestimientos, las que son producidas fundamentalmente por infiltración. El revestimiento de canales, aparte de su función fundamental de eliminar las pérdidas por infiltración, ofrece otras ventajas de importancia entre las cuales cabe mencionar las siguientes: - Prevención de la erosión. - Imposibilidad de roturas. - Eliminación de vegetación. - Aumento de la capacidad del canal, o reducción de la sección transversal. - Disminución de los costos de mantenimiento. - Reducción de los costos de riego. - Protección de la salud pública. - Acortamiento del trazado por las mayores ma yores pendientes admisibles. - Eliminación del efecto de la salinización, tan destructivo e tierras productivas.


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ABSTRACT The canal lining is a practical solution and increasingly used according to their advantages such as speed of installation and durability. Among the most severe losses that occur in water irrigation systems include those caused by the conduction channels lacking coatings, which are primarily produced by infiltration. The canal lining, besides its fundamental function to eliminate seepage losses, offers other important advantages among which include the following: - Prevention of erosion. - Inability to breakage. - Removal of vegetation. - Increased channel capacity, or reducing reducin g the cross section. - Reduced maintenance costs. - Reduced costs of irrigation. - Protection of public health. - Shortening the path by higher outstanding receivable. - Elimination of the effect of salinity, as destructive and productive land.


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CAPÍTULO I:

INTRODUCCIÓN

Las obras hidráulicas tales como: vertederos, depósitos de materiales contaminantes, depósitos de agua, balsas y, en especial el revestimiento de canales requieren del empleo de geotextiles para cumplir con ciertas funciones, entre las que podemos nombrar la separación, protección al punzonamiento y a la abrasión, drenaje de agua y de gases, refuerzo, encauzamiento en cursos de agua (ríos, canales, escolleras, acequias) y filtrado (lagunas,

costas,

presas).

El revestimiento y la protección de las márgenes de las canalizaciones pueden representar hasta el 25% del costo de construcción de estas obras, en particular en las aplicaciones destinadas a la navegación y drenaje. Por este motivo, el diseño adecuado de estos elementos debe merecer cuidadoso análisis y atención, con el objetivo de juntar al mejor desempeño técnico el menor costo. El empleo de geomantas y geotextiles para el revestimiento de canales es una solución práctica y cada vez más usual en función de sus ventajas, como la rapidez de colocación y durabilidad. Los criterios de dimensionamiento y selección de la solución más adecuada consideran, en general, los parámetros velocidad y tensión de arrastre. Para estos parámetros, hay disponibles ábacos de selección indicando la faja de aplicación recomendada.


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CAPÍTULO II:

MATERIALES Y MÉTODO

REVESTIMIENTO DE CANALES CON GEOTEXTILES GEOTEXTILES Dentro del grupo de los geosintéticos encontramos los geotextiles que se definen como un material textil plano, permeable polimérico (sintético o natural) que puede ser No Tejido, Tejido o tricotado y que se utiliza en contacto con el suelo, sea tierra o piedras, etc., u otros materiales en ingeniería para aplicaciones geotécnicas. En cuanto a las propiedades de los geotextiles podemos mencionar que las propias características fisicoquímicas de las fibras, conjuntamente con el proceso de fabricación, otorgan a los geotextiles una serie de propiedades p ropiedades mecánico-hidráulicas diferenciadas:      

Pueden fabricarse sin necesidad de la adición de productos químicos lo que mantiene inalterables las propiedades fisicoquímicas de las fibras. Son compatibles y respetuosos con el medio ambiente. La estructura tridimensional de los geotextiles no tejidos, garantiza unas propiedades óptimas de filtro y drenaje. Los geotextiles tejidos alcanzan valores de máxima resistencia a tracción con pequeñas deformaciones, siendo ideales en operaciones de refuerzo. Perfecta adaptabilidad al terreno de asiento, evitando deslizamientos. El denso entrelazado de las fibras no tejidas otorga excelentes propiedades mecánicas como elemento de protección.

FUNCIONES DE LOS GEOTEXTILES Separación: Evitan la mezcla de materiales o suelo con diferentes propiedades físicas o químicas.

Filtro: los geotextiles actúan como filtro al tener la capacidad de retener partículas de suelo que pueda transportar el agua al fluir entre el suelo y la capa de material seleccionado.

Drenaje: su estructura tridimensional facilita la conducción de líquidos y gases. Refuerzo: los geotextiles mejoran la calidad del suelo, aumentando la capacidad portante y estabilidad de la explanada, reduciendo su deformabilidad, aumentando su resistencia a cortante y aportando resistencia a tracción.

Protección: gracias al entrelazado mecánico de las fibras de los geotextiles y a su estructura tridimensional, presentan unas excelentes prestaciones mecánicas al punzonamiento, evitando perforaciones y desgaste durante la vida útil de diseño del proyecto.


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CRITERIOS DE DISEÑO A continuación hablaremos de los criterios de diseño para llevar a cabo el revestimiento de un canal hidráulico utilizando Geotextiles: Las dimensiones del canal, profundidad del flujo y caudal son consideradas constantes por lo que se supone un flujo uniforme. Los parámetros hidráulicos pueden ser determinados utilizando la ecuación de manning.  

Sin vegetación: el valor por defecto del n de manning para geosintéticos sin vegetación es de 0.02, basado en resultados de laboratorio y la experiencia Con vegetación: la resistencia del flujo varía con el tipo de vegetación, velocidad y profundidad del flujo por tanto un mejor establecimiento de la vegetación asegura una mayor resistencia al flujo.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Canales rectos: El procedimiento básico de diseño para revestimientos flexibles de canales es muy sencillo, los cálculos incluyen la determinación de la profundidad del flujo uniforme en el canal, conocida como profundidad normal y la determinación del esfuerzo cortante en el fondo. Si el esfuerzo cortante permisible es mayor o igual que el esfuerzo cortante calculado incluyendo la consideración de un factor de seguridad el revestimiento es considerado aceptable.

GEOTEXTILES EN OBRAS HIDRAULICAS: CANALES Como hemos venido hablando a lo largo de este trabajo, los canales son estructuras hidráulicas que pueden ser revestidas con diferentes materiales, entre ellos los geotextiles que son un grupo importante que está emergiendo y posesionándose en el mercado por las características que ofrece y las ventajas de su utilización, en tre las que podemos mencionar:  

 

Resistencia a probables daños mecánicos ocasionados durante su puesta en obra y al impacto por la caída de bloques durante su instalación. El controlado proceso de fabricación otorga unas excelentes prestaciones mecánicas, sobretodo resistencia al punzonamiento, tanto dinámica (penetración al cono) como estática (CBR). Excelente capacidad de retención de partículas más finas del material que protege o suelos, además de permitir el flujo de agua, evitando la creación de sobrepresiones. Presentan una buena flexibilidad y deformabilidad, permitiendo su adaptabilidad a las irregularidades de la capa inferior de asiento.


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SISTEMAS DE CONTENCIÓN O TRANSPORTE DE AGUA En la construcción de embalses, lagos, canales, balsas de riego, etc. Se colocan los geotextiles sobre el terreno o superficie de asiento compactado, quedando por tanto, bajo el geosintético de impermeabilización. Los canales abiertos en tierra son susceptibles a erosionarse debido a la fuerza de arrastre del flujo de agua que genera esfuerzos cortantes en su superficie, ocasionando desprendimiento de material, lo que conlleva a la pérdida de la sección y a la reducción de su desempeño hidráulico. Los mantos permanentes brindan protección inmediata contra la erosión en la superficie de canales en tierra en ausencia de vegetación gracias a su alta resistencia contra las fuerzas hidrodinámicas presentes en el flujo de agua, además sirve de soporte en el crecimiento y establecimiento de la vegetación y refuerza la vegetación madura, con lo cual se logra mantener la sección de diseño del canal y su buen funcionamiento a largo plazo.


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CAPÍTULO III:

RESULTADOS

CARACTERÍSTICAS:



Sustituye muy bien a los canales de conducción y distribución, disminuyendo las pérdidas por infiltración, alcanzando alta eficiencia de riego (70%).



Bajos costos de inversión, de instalación, de operación y mantenimiento.



Gran versatilidad del sistema, que permite regar con agua de pozo.



Simple de diseñar y fácil de instalar.



Mínima inversión y rápida recuperación de capital.



Permite mejorar la fertilización de los cultivos.

El sistema de tecnificación de riego por multicompuertas se construye con tubería para conducción, válvulas de admisión expulsión de aire, hidrantes, codos de arranque y tubo multicompuertas.

FINALIDAD:



Economizar hasta un 28% en volumen de agua para riego.



Ahorro en el tiempo de riego hasta de un 22%.



Incremento en el rendimiento hasta en un 5.4%.



Incremento en la productividad de agua hasta en un 35%.


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CAPÍTULO IV:

DISCUSIÓN

En el mundo, todos los años son invertidos millones de dólares para la reconstrucción de taludes, márgenes de ríos y canales, que han sido severamente erosionados por lluvia, aire y corrientes de agua. El impacto de este daño es devastador para la capa vegetal, para la vida salvaje y para los recursos hídricos. El Instituto Nacional de Vías (INVIAS) a finales del año 2007 autorizó la actualización de sus especificaciones técnicas de construcción donde se incorpora un capitulo (800) de Control de erosión y su manejo en taludes, también la dirección del Medio Ambiente del INVIAS lanza a principios del año la Guía de Manejo Ambiental (PAGA) con el fin de abordar de una manera adecuada los asuntos ambientales y los pasivos ambientales existentes en la zona. En América latina, el grupo Mexichem, basado en su política ambiental y respeto por la protección del medio ambiente, ha puesto todo su interés en la aplicación de Geosintéticos y Biotecnología para control de erosión, con el fin de disminuir el desprendimiento, transporte y depósito de suelo o roca.


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CAPÍTULO V:

CONCLUSIONES

Las estructuras hidráulicas interactúan con una de las mayores fuerzas destructivas de la naturaleza, estamos hablando del agua, por lo cual su estabilidad y resistencia deben ser tal que soporten las presiones y fuerzas ejercidas por el agua en contacto con ella. Los geosintéticos son comúnmente utilizados para limitar la interacción entre el agua y la estructura y a su vez pueden incrementar la estabilidad de las estructuras hidráulicas, reduciendo o previniendo la infiltración, erosión de bancos en canales además, los geosintéticos si son especificados e instalados adecuadamente pueden ser eficientes en términos de costos y prolongar la vida útil de una estructura hidráulica. Es por esto que el mercado de los geosintéticos se está posesionando en el ámbito de las estructuras hidráulicas

con

probablemente


las

mayores

oportunidades

de

crecimiento.

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CAPÍTULO VI:

RECOMENDACIONES

Soluciones para el control de erosión, Mantos: Son esterillas flexibles compuestas por fibras o por una matriz tridimensional, que garantizan la protección del suelo, el refuerzo y el buen establecimiento de la vegetación. Para definir el tipo de manto a utilizar, es muy importante analizar las siguientes características: clima, precipitación, geometría del talud, tipo de suelo y a cidez del suelo. 

Mantos temporales: este tipo de manto se utiliza para aplicaciones donde la vegetación natural provee suficiente protección contra la erosión. Su durabilidad comprende entre 1 y 48 meses la cual se refleja en la biodegradación o foto degradación del manto. Al final de la vida útil del manto se espera que la vegetación se encuentre totalmente establecida y pueda resistir por si sola los eventos hidrológicos y climáticos que generen la erosión. 

Ventajas: 

Biodegradación o fotodegradación.



Limitan la erosión del suelo.



Conservan la humedad del suelo que ayuda a promover la germinación de la semilla.



Protegen las semillas y las plantas, permitiendo un mejor establecimiento de la vegetación.



Mantos permanentes: son mantos conformados por fibras sintéticas y no degradables, filamentos o mallas procesadas a través de una matriz tridimensional, con estabilización UV y resistentes a los químicos del ambiente natural del suelo. Se instalan donde la vegetación natural, por si sola, no es suficiente para resistir las condiciones de flujo y no provee suficiente protección para la erosión. Poseen las propiedades necesarias mecánicas, hidráulicas y de desempeño para reforzar la vegetación y proteger el suelo. Su longevidad funcional va desde los 48 meses hasta los

50

años.

El uso de mantos en la protección de taludes y en canales genera una protección a


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REVESTIMIENTO DE CANALES corto plazo y un refuerzo de la vegetación a largo plazo. Comparado con el concreto, los mantos, son una alternativa económica de solución. 

Ventajas: 

Crea una matriz gruesa de vacíos que atrapa la semilla, el suelo y el agua favoreciendo un crecimiento rápido y denso de la vegetación.



Aumento en un 40% la germinación de las semillas.



Asegura el crecimiento vegetal durante los primeros 21 días.



Proporciona un 60 % más de resistencia a la tensión asegurando mayor integridad estructural.



10% más de elasticidad que proporciona un ambiente a prueba de aplastamiento durante la germinación.


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CAPÍTULO VII:

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRÁFICAS



PAVCO, Manual de geosoft para diseño con geosinteticos.



MACCAFERRI, Revestimiento de canales y cursos de agua, manual técnico.


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CAPÍTULO VIII:

ANEXOS

ILUSTRACIONES DE CANALES REVESTIDOS CON GEOTEXTILES:


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