Tipos de Secciones Para Canales o Cunetas Peres

TIPOS DE SECCIONES PARA CANALES O CUNETAS.

OBJETIVOS: Conocer, identificar y definir las condiciones condiciones hidráulicas para el diseño.

Conocer el tipo de sección más eficiente para el transporte del caudal.

Diseñar las secciones hidráulicas del canal de tal manera que cumpla con todas las condiciones condiciones necesarias necesarias para su funcionamiento eficiente. eficiente.

CONSIDERACIONES GENERALES El dise diseño ño hidr hidráu áulilico co de cune cuneta tass consiste

en

realizar

el

dimens dimension ionami amient ento o y la forma forma geomét geométric rica a del canal en función al caudal que transporta

de

acuerdo

a

la

demanda de agua requerida por el sistema de drenaje El diseño comprende la ingeniera de trazo! trazo! alineamien alineamiento, to, pendiente pendiente de fondo, secciones trans"ersales, as como la forma y dimensiones de la sección del canal, su re"estimiento y la determinación de las caractersticas hidráulicas como la "elocidad y el tirante que permiten esta#lecer el régimen del flujo de agua en las cunetas.

El diseño hidráulico trata principalmente al cálculo del tirante normal que es el que corresponde para cada descarga en una canal con pendiente de fondo, sección, sección trans"ersal y rugosidad de paredes esta#lecidas.

CONDICIONES HIDRÁULICAS Y NO HIDRÁULICAS PARA EL DISEÑO 

Condiciones $idráulicas! a. %or el tipo de flujo

 F 

=

V   g . A / T 

Dónde! &! "elocidad 'm(s) g! aceleración de la gra"edad 'm(s*)  +! rea $idráulica 'm*) -! Espejo de agua 'm) %ara! /01 lujo s2per critico 301 lujo critico 401 lujo su# critico

'recomendado)

Condiciones de diseño 5á6ima eficiencia hidráulica 5nima infiltración 5á6ima eficiencia hidráulica y mnima infiltración



Condiciones no $idráulicas!

a. -opografa del eje de ruta de las cunetas. 7os muestra el relie"e uniforme o que#rado del suelo a lo largo del eje de la cuneta, seg2n esto se determina la pendiente. #. 8eologa. 9frece información so#re la conformación del suelo donde se alojara la caja de la cuneta, nos ayudara a determinar el de 5anning para canales sin

talud de la caja y el coeficiente

re"estir.

c. Condiciones am#ientales. %rincipalmente se considera en el diseño de las cunetas la temperatura y sus "ariaciones. :nfluye en el fraguado del concreto para cuneta re"estido.

d. $idrologa e hidrografa. 7os permite conocer las láminas de precipitación, as como su distri#ución temporal durante el año. acilita el diseño de cunetas de drenaje en la #erma interna. 7os proporciona la u#icación de los cauces naturales que cruza la cuneta y facilita la u#icación o distanciamiento entre ali"iaderos laterales en las cunetas principales. e. $idrogeologa. 7os ofrece información de los ni"eles freáticos o superficie piezométrica, de tal manera de poder diseñar detalles especiales de drenaje en la caja de la cuneta 'lloradores), da suma importancia para cunetas re"estidos con concreto, ya que los efectos de su# presión so#re el re"estimiento resultan perjudiciales para la esta#ilidad de los taludes, so#re todo cuando la cuneta está "aco.

SECCIÓN HIDRÁULICA DEL CANAL 

-ipos de ;ección $idráulica

CLASIFICACIÓN DE LAS CUNETAS:


;ección trapezoidal.

;e usa en canales de tierra de#ido a que pro"een las pendientes necesarias para esta#ilidad, y en canales re"estidos. 

;ección rectangular.

De#ido a que el rectángulo tiene lados "erticales, por lo general se utiliza para canales construidos con materiales esta#les, acueductos de madera, para canales e6ca"ados en roca y para canales re"estidos.

Sección !"#e$%i&"'.

Sección !ec"n()'"!.





;ección triangular!

;e usa para cunetas re"estidas en las carreteras, tam#ién en canales de tierra pequeños, fundamentalmente por facilidad de trazo. -am#ién se emplean re"estidas, como alcantarillas de las carreteras. 

;ección para#ólica!

;e emplea en algunas ocasiones para canales re"estidos y es la forma que toman apro6imadamente muchos canales naturales y canales "iejos de tierra.

CO*PO N E N T E S DESección UN CANAL !i"n()'"!:

Sección #"!"+ó'ic":

a. Elementos 8eométricos

#. Elementos $idráulicos

#! =ase menor

y! -irante

=! =ase mayor

f! =orde li#re

$! +ltura del talud

-! -irante superficial

z! -alud de la caja del canal C! =erma interna D! =erma e6terna

PENDIENTE O RASANTE DE UNA CUNETA DE DRENAJE
Es la alineación del fondo de la cuneta a lo largo de su recorrido, puede ser  uniforme o "arear por tramos. Está en función de la topografa del terreno que sigue el eje del trazo y seg2n el tipo del canal, sea principal o secundario.

TA LU D DE

UNA CUNETA El talud 'z) representa el grado de inclinación de los lados que forman la caja del canal con respecto a la horizontal. Es la relación de la proyección horizontal a la "ertical de la parte lateral del canal.

ELECCIÓN DEL TALUD DE UNA CUNETA. a).%or
canal tiene que disminuir llegando al lmite de que la inclinación sea nula y las paredes del canal sean "ertical 'canal de sección rectangular). #).%or Esta#ilidad del ;uelo Cuando los suelos en los cuales se alojan la caja del canal son de diferentes te6turas puede ser arcillosos, arenoso, rocoso, etc. que es un factor  condicionante para seleccionar el talud del canal. En estos casos el talud del canal tendrá la inclinación necesaria que garantice su esta#ilidad durante el tiempo de ser"icio del canal.

RUGOSIDAD DE LA CAJA DE LA CUNETA Es la resistencia al flujo del agua, que presentan los re"estimientos de los canales artificiales y la geologa del cauce en los conductos naturales1 se relaciona principalmente a las condiciones y al estado de conser"ación de los re"estimientos. El coeficiente de rugosidad depende del material, de su aca#ado y de su deterioro con el tiempo.
DETER*INACIÓN DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD a. %ara cunetas >e"estido con Concreto! Concreto liso

?.?0@

Concreto #ien aca#ado, usado

?.?0A

Concreto frotachado

?.?0B

Concreto sin terminar

?.?0

#. %ara cunetas sin >e"estir  En forma práctica, los "alores del coeficiente de rugosidad que se usan para el diseño de canales alojados en tierra están comprendidos entre ?.?*B y ?.?@?. c. %ara Cauces 7aturales  El "alor de n es muy "aria#le dependiendo generalmente del tipo y tamaño del material que conforman el lecho del cauce as como tam#ién del tipo y tamaño del tipo y densidad de "egetación e6istente en el cauce. En nuestras zonas generalmente los "alores de n están ?.?F? G ?.??.

 DISEÑO HIDRÁULICO DE LA CUNETA El diseño de un canal trata de la determinación de su forma y de sus dimensiones, de esta#lecer la necesidad o no de su re"estimiento y en este 2ltimo caso su tipo, as como "erificar las condiciones hidráulicas del flujo. %ara el diseño de canales se de#e tener en cuenta ciertos factores, tales como! tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, "elocidad má6ima y mnima permitida, pendiente del canal, taludes, etc

 EL TIRANTE DE AGUA ,-

4      H  = Dónde!    y  3   $! +ltura de la cuneta y! tirante

CRITERIOS PARA EL CÁLCULO DEL TIRANTE DE AGUA
SECCIÓN DE

*Á/I*A EFICIENCIA HIDRÁULICA Es aquella que teniendo menor área hidráulica, permite descargar el má6imo caudal. Dicho de otro modo, es aquella sección que la corresponde el mnimo permetro mojado. b  y

θ    = 2tg       2  

undamentalmente se utiliza para canales re"estidos pues minimiza el "olumen de re"estimiento. >elación #ase G tirante

SECCIÓN DE *0NI*A INFILTRACIÓN ;i una cuneta está trazada so#re un terreno #astante permea#le se hace necesario diseñar una sección que permita o#tener la menor pérdida posi#le de agua por filtración.

>elación #ase G tirante

θ    = 4tg       y  2  

b

;e muestra

un cuadro de la relación o #ase

H tirante para

secciones de mnima infiltración para diferentes taludes.

SECCIÓN DE *Á/I*A EFICIENCIA HIDRÁULICA Y *0NI*A INFILTRACION ;on las secciones cuyo diseño tiene la finalidad de que la cuneta transporte el caudal má6imo y tenga una mnima pérdida de infiltración, estos diseños se realizan para cunetas sin re"estimiento o sea en cunetas de tierra, esta sección "iene a ser el promedio de 5.E.$ y mnima infiltración.

b  y

= 3tg ( ) θ  2


VELOCIDAD *Á/I*A Y *0NI*A PER*ISIBLE DEL AGUA EN CANALES DE RIEGO
es

fundamentalmente para e"itar dos pro#lemas que afectaran el normal funcionamiento de la cuneta y de no tenerse en cuenta, hasta pro"ocaran el colapso del mismo, estos son!


DISEÑO DE LA SECCIÓN HIDRÁULICA DE UNA CUNETA Está #asado en la determinación de las medidas geométricas e hidráulicas de la cuneta.
de secciones hidráulicas más usadas son

la rectangular y

trapezoidal que son cunetas que de#en tener las condiciones de má6ima eficiencia hidráulica y mnima infiltración si son sin re"estir o sección de má6imas eficiencia hidráulica para cunetas re"estidos. %ara realizar el diseño de la sección de la cuneta es necesario tener como datos! El talud 'J) El coeficiente de rugosidad 'n) Caudal de diseño 'K) %endiente -:%9;. ';).

REVESTI*IENTO DE LA CAJA DE LA CUNETA.

REVESTI*IENTO DE CONCRETO REVESTI*IENTO DE PIEDRA E*BO1UILLADA Y CANTEADA

CONCLUSIONES: El re"estimiento de una cuneta no tiene ninguna función estructural, sino que solo impermea#iliza la cuneta para que la pérdida por infiltración sea pequeña
RECO*ENDACIONES: %ara la elección del "alor del talud de forma práctica, se recomienda un "alor  de 0 para cunetas re"estidos y 0.B para cunetas sin re"estir. ;e de#en considerar conscientemente todas las condiciones hidráulicas y no hidráulicas para el diseño de una cuneta de drenaje.  ;e recomienda usar el softLare por la rapidez de los resultados. %ara una mayor duración y efecti"idad de las compuertas se recomienda capacitar a los usuarios so#re el manejo y mantenimiento de dichas estructuras metálicas.

BIBLIOGRAF0A: &:<<97 =MN+>, 5O:59.'0IP0) $idráulica de Canales, +7C:;C9 C9>97+D9 DE< +8Q:<+, Diseño y construcción de canales

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