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GUA DE ESTUDIO

OBRAS HIDRULICAS I

UNIDAD N 2: OBRAS DE CONDUCCIN

MATERIAL DE ESTUDIO PREPARADO POR:

ING. ESP. PATRICIA S. INFANTE, PROF. TITULAR

ING. CARLOS D. SEGERER, PROF. CONSULTO

AO: 2010

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FACULTAD DE INGENIERAU.N.Cuyo.

OBRAS HIDRULICAS I

INGENIERA CIVIL2010

UNIDAD 2. OBRAS DE CONDUCCINHOJA 1 DE 57

HOJAS

INDICE2. UNIDAD 2 .......................................................................................................................................................2

2.A.1 OBJETO ........................................................................................................................................22.A.2 CLASIFICACIONES ......................................................................................................................22.A.3 CANALES REVESTIDOS..............................................................................................................52.A.4 CANALES SIN REVESTIR............................................................................................................6

2.A.4.1 CARACTERSTICAS Y CONDICIONES DE USO....................................................................72.A.5 EVALUACIN ECONMICA PARA LA ADOPCIN DE LA SOLUCIN MS CONVENIENTE.7

2.A.5.1 FACTORES DE DECISIN ......................................................................................................82.A.5.1.1 PRDIDAS POR EVAPORACIN ....................................................................................82.A.5.1.2 PRDIDAS POR INFILTRACIN......................................................................................92.A.5.1.3 PRDIDAS DEBIDO A LA VEGETACIN ALEDAA ....................................................12

2.A.5.2 ANLISIS ECONMICO DE ALTERNATIVAS DE CANAL REVESTIDO Y SIN REVESTIR 132.A.5.2.1 ALTERNATIVA DE CANAL CON REVESTIMIENTO (HORMIGN)..............................132.A.5.2.2 ALTERNATIVA DE CANAL SIN REVESTIR ...................................................................13

2.B.1 CONCEPCIN GENERAL..........................................................................................................142.B.2 ELECCIN DEL TRAZADO........................................................................................................152.B.3 RELEVAMIENTO TOPOGRFICO.............................................................................................172.B.4 DEFINICIN DEL EJE DEL CANAL ...........................................................................................19

2.B.4.1 Traza o poligonal de proyecto. Elementos ..............................................................................202.B.4.2 Curvas horizontales. Parmetros............................................................................................222.B.4.3 Progresivado ...........................................................................................................................24

2.B.5 DEFINICIN DE LA RASANTE ..................................................................................................252.B.5.1 Perfil longitudinal del terreno natural.......................................................................................252.B.5.2 PERFIL LONGITUDINAL DEL EJE DEL CANAL ...................................................................26

2.B.6 ESTUDIOS DE SUELOS, PRSTAMOS Y YACIMIENTOS.......................................................272.B.7 CLCULO HIDRULICO. ELECCIN DE LA SECCIN TRANSVERSAL................................ 30

2.B.7.1 FRMULA DE BAZIN (1897)..................................................................................................31

2.B.7.2 FRMULA DE BAZIN MODIFICADA POR CONTESSINI......................................................322.B.7.3 FRMULA SIMPLIFICADA DE KUTTER (1869)....................................................................332.B.7.4 FRMULA DE MANNING (1895) ...........................................................................................332.B.7.5 TABLA COMPARATIVA DE RUGOSIDADES........................................................................352.B.7.6 TALUDES Y PENDIENTES DEL CANAL ...............................................................................362.B.7.7 REVANCHA DEL CANAL .......................................................................................................372.B.7.8 SECCIN MS EFICIENTE. FORMA DE LA SECCIN TRANSVERSAL............................392.B.7.9 CANALES NO EROSIONABLES............................................................................................41

2.B.7.9.1 Material y revestimiento no erosionable...........................................................................412.B.7.9.2 Velocidad mnima permisible o velocidad no sedimentante ............................................41

2.B.7.10 CANALES EROSIONABLES..............................................................................................422.B.7.10.1 Criterio de la velocidad lmite.........................................................................................422.B.7.10.2 Velocidad lmite de Kennedy .........................................................................................42

2.B.7.10.3 Velocidades mximas de Scobey..................................................................................432.B.7.10.4 Criterio de la Fuerza Tractiva.........................................................................................432.B.7.10.4.1 Valores de fuerzas tractivas unitarias s.................................................................452.B.7.10.4.2 Revestimiento de suelo mejorado en canales de tierra .........................................47

2.B.8 PAUTAS ESTRUCTURALES......................................................................................................472.B.8.1 ESPESOR DEL REVESTIMIENTO DE HORMIGN .............................................................472.B.8.2 ARMADURA DE LA SECCIN TRANSVERSAL....................................................................482.B.8.3 TIPOS DE HORMIGONES UTILIZADOS ...............................................................................52

2.B.9 JUNTAS.......................................................................................................................................52

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2. UNIDAD 2

2.A ASPECTOS GENERALES

2.A.1 OBJETOLas obras de conduccin son obras destinadas a efectuar el transporte de agua desde una fuente

(toma de agua en los ros, o almacenamientos), hasta el sitio donde se produce el aprovechamiento

o uso de la misma (zona de cultivo, poblacin servida o generacin de electricidad).

2.A.2 CLASIFICACIONESSegn su funcionamiento hidrulico, estas obras se pueden clasificar en:

Conducciones Abiertas (con escurrimiento libre o a cielo abierto): en las cuales el escurri-miento de agua se produce a presin atmosfrica. La seccin transversal puede ser abierta o

cerrada, pero la superficie del agua es libre, se encuentra a presin atmosfrica.

Conducciones Cerradas (conductos a presin): son aqullos en los cuales el agua ocupa

toda la seccin transversal y se encuentra a presin mayor que la atmosfrica. Se necesita

un cierto nivel de carga o energa para dicho escurrimiento.

Las leyes hidrulicas a aplicar en cada caso cambian si se trata de escurrimientos a cielo abierto o

escurrimientos cerrados.

Se denominan canales a las conducciones abiertas, en las cuales se produce escurrimiento a cieloabierto. El movimiento del agua en los canales se puede verificar bajo dos formas o tipos posibles de

movimientos:

Movimiento Permanente: en el cual las circunstancias hidrulicas de la canalizacin (caudal,

altura de agua, velocidad, aceleracin, altura piezomtrica) son independientes del tiempo.

Este tipo de rgimen es el que se produce en los canales.

Movimiento Impermanente: en el cual las circunstancias hidrulicas varan en el tiempo. Se

verifica en las crecidas de los ros, por ejemplo.

A su vez el Movimiento Permanente puede subdividirse en:

Movimiento Permanente Uniforme: en el cual las circunstancias hidrulicas son constantes

en el tiempo y en el espacio. Por lo tanto el caudal, la velocidad y la altura de agua (tirante de

agua) son constantes, y la pendiente de fondo (i) coincide con la pendiente del pelo libre del

agua y la pendiente de la lnea de energa (J) del escurrimiento (J= i).

Movimiento Permanente Variado: o tambin llamado Movimiento Gradualmente Variado, es

aqul en que las circunstancias hidrulicas varan en el espacio, pero se puede considerar

que no varan en el tiempo. Por lo tanto, la velocidad y el tirante de agua varan de seccin en

seccin transversal, y eso hace que la pendiente de fondo ya no sea igual a la de la lnea de

energa (J i).

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Otra clasificacin se basa en la relacin entre las fuerzas de inercia y las fuerzas de gravedad, cuyo

parmetro fundamental es el Nmero de Froude (Fr), que se define como:

Bg

UFr

= Ecuacin 1

La seccin transversal se simboliza con , B es el ancho superficial de la seccin transversal moja-

da, y D se denomina longitud caracterstica del Fr.

Si la seccin es rectangular el Fr se calcula como:

hg

UFrbBhb

Bg

UFr

===

=

Ecuacin 2

Segn la incidencia de las fuerzas de inercia sobre las de gravedad, el escurrimiento en canales

puede clasificarse como:

Rgimen de ro: cuando el Fr1. Por lo tanto, la altura normal de escurrimiento es me-

nor que la altura crtica de escurrimiento y la velocidad es mayor que la crtica.

Rgimen crtico: cuando el Fr=1. En caso de escurrimiento crtico se tienen condiciones muy

inestables de movimiento, hay pasaje de ro a torrente por cualquier circunstancia, las pertur-

baciones se trasladan mediante ondas de gran amplitud, que originan importantes sobreele-

vaciones del nivel de agua.

Por lo tanto en el diseo de canales hay que verificar que el escurrimiento est alejado del crtico en

por lo menos un 5%, o sea que, 0.95 Fr 1.05.

Segn el destino del agua transportada por el canal, los canales se clasifican en:

Canales Industriales: dentro de los cuales se puede incluir a todas las conducciones de un

aprovechamiento hidroelctrico. Son canales de pendientes muy bajas, y en consecuencia,

como a veces conducen caudales muy grandes, se obtienen secciones transversales muy

grandes.

Canales de abastecimiento de agua potable: muy importantes porque constituyen uno de

los usos prioritarios de las aguas en Mendoza.

Canales de Riego: que conducen el agua a las zonas de cultivo. Las obras de irrigacin tie-

nen la caracterstica de que el caudal no es constante, sino que a medida que la conduccin

avanza dentro de la zona a irrigar va derivando hacia las parcelas servidas, y por lo tanto, ne-

cesariamente ser cada vez menor. O sea que, la seccin transversal de la conduccin sereduce, en forma telescpica.

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Canales navegables: no son usuales en nuestro medio por la escasez del recurso hdrico,

pero son muy importantes en otras regiones, y generalmente son canales que sirven de enla-

ce entre dos ros, tambin navegables, uniendo diversas regiones interiores del pas, y en loscuales los problemas topogrficos y de cantidad suficiente de agua son los limitantes del tra-

zado de los mismos.

Canales de drenaje agrcola: estas obras de conduccin pueden ser consecuencia o no de

los canales de riego. Ya que toda la zona irrigada, por lo general, tiene un exceso de agua

que es necesario eliminar. O puede ser que, por condiciones propias de excesos de lluvia,

condiciones del terreno, de falta de pendientes de fondo, se produzca un exceso de agua en

los suelos, que es necesario eliminar. Entonces surgen las obras de drenaje que quitan el ex-

cedente de agua del terreno, para que pueda ser aprovechado o no.

Colectores aluvionales o de desage urbano: En las obras de drenaje ocurre algo pareci-

do a los de riego, pero al revs, la funcin de ellas es recolectar el exceso de agua, de modo

que el caudal aumentar con el recorrido, o sea, una seccin pequea en el origen y luego

aumentando, hasta llegar finalmente a una seccin mxima. Normalmente, la mayora del

tiempo se encuentran vacos y slo funcionan espordicamente con caudales muy variables.

Segn las caractersticas especiales de uso de cada uno varan las condiciones de diseo estableci-

das, por ejemplo: los tipos 1, 2 y 4 tienen caudal constante, desde el inicio de la obra, en la fuente de

abastecimiento, hasta el destino final de la misma (casa de mquina de la central, planta potabiliza-

dora). El caudal que ingresa es el mismo que el caudal que entregamos. Tambin puede darse el

caso que en alguna poca del ao sea necesario conducir mayor caudal, pero el caudal es constante

en todo el recorrido del canal.

Las caractersticas y ubicacin sobre el terreno, tambin constituyen un factor o pautas a tener en

cuenta en el diseo. Por ejemplo,

En un canal para un aprovechamiento hidroelctrico tiene que conservar la mayor carga po-

sible sobre la usina, o sea que, se trata de conducir el agua con la menor pendiente posible,

a los efectos de tener la altura de salto mxima.

Un canal navegable que une dos ros en forma artificial, evidentemente tiene sus pendientes

y sus cotas restringidas por las mismas cotas de los puntos que une, salvo el caso de efec-

tuar obras especiales que generalmente son muy costosas.

Un canal de riego tiene como premisa fundamental que el destino del mismo se encuentre en

el punto ms alto del rea a servir, y en forma tal que este punto, por lo menos, se encuentre

sobre el nivel del terreno. Eso es que los canales de riego, generalmente, tendrn que ser

construidos total o parcialmente, sobre el nivel del terreno, o sea, en terrapln, por lo menosen su tramo final a los efectos de poder efectuar la distribucin del agua por gravedad.

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En cambio un canal de drenaje, que tiene la funcin de eliminar el agua en exceso que pueda

estar en el terreno, mientras ms profundo sea, mayor ser la cantidad de agua que capte y

si se encuentra sobre el nivel del terreno, evidentemente que no captar nada, es decir que,necesariamente un canal de drenaje tiene que ser un canal excavado por debajo del nivel de

terreno natural y con la mayor profundidad posible, de acuerdo a lo que sea necesario en ca-

da caso.

En funcin de las caractersticas generales las obras de conduccin se clasifican en:

Canales Naturales: tienen seccin transversal variable, la rugosidad presente hace que sea

difcil la seleccin de los coeficientes de rugosidad ms apropiados, arrastra material de fon-

do y laterales y a medida que la velocidad disminuye ste sedimenta.

Canales Artificiales: tienen seccin transversal constante, la rugosidad es ms fcil de de-terminar, transportan aguas ms o menos limpias en condiciones uniformes. Se pueden dife-

renciar de acuerdo al tratamiento que recibe la superficie en contacto con el agua, entre los

siguientes tipos: canales sin revestir, canales sin revestir mejorados, canales revestidos.

2.A.3 CANALES REVESTIDOSDentro de las conducciones para riego, por lo general, se suele llamar canales revestidos a aqullos

que tienen algn material especfico, que sobre todo, le otorgue impermeabilidad a la conduccin. Si

bien pueden haber canales no revestidos, y debido a las condiciones del terreno, por lo general suelecolocarse un cierto material especial que recubre el permetro mojado, de forma tal que constituira

una especie de pseudo-revestimiento, o sea, un material tratado, que responde a la clasificacin de

suelos, pero cuyas caractersticas son mejores, y se denominan canales revestidos con suelos mejo-

rados.

Los revestimientos pueden ser de:

Suelo cemento: el suelo-cemento es una mezcla de cemento con el suelo de la subrasante

del canal y con agua. El revestimiento se hace mezclando cemento y suelo en una capa de

0.10 a 0.15m de espesor, con una relacin de 1:4 hasta 1:6. Es bastante costoso en su cons-truccin, y los mejores resultados se han visto en suelos arenosos gruesos. Necesitan un

gran trabajo de laboratorio tanto durante la preparacin como durante la construccin. Esta

mezcla se puede hacer por dos mtodos: una mezcla seca, en la cual el cemento se distribu-

ye sobre la superficie de la rasante y se mezcla completamente con el suelo y se agrega una

cantidad determinada de agua en forma de lluvia (aspersin), y nuevamente se mezcla con el

suelo, luego se compacta y se empareja. La segunda forma de hacerse esta mezcla es me-

diante una mezcla plstica, en este caso el suelo se saca del lugar y se mezcla con agua y

cemento en una hormigonera y luego se vuelca en cada zona a impermeabilizar. Necesitan

del curado, al igual que el hormign.

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Membranas plsticas: los materiales ms aptos en este caso son: polietileno, el vinilo y el

P.V.C.. Los resultados del uso del vinilo son muy buenos, se podra decir que es el mejor,

aunque es el ms caro. El polietileno ha dado mejores resultados que el P.V.C., que es msfrgil con el tiempo. Los materiales a usar deben ser negros para evitar el traspaso de rayos

ultravioleta y evitar que crezca vegetacin debajo de ella. Este tipo de revestimiento se coloca

de dos maneras: al descubierto o enterrados. Los colocados al descubierto han sufrido daos

de animales y producto del envejecimiento, sobre todo en las zonas no mojadas, o sea que,

slo puede considerarse til como un revestimiento de remplazo estacional, en los espesores

entre 1 y 2 milsimas ,ms gruesos implican costos mayores. Las enterradas han probado

ser ms durables que las anteriores, considerando una cubierta protectora con un mnimo de

10 cm de tierra y 10 cm de grava, la lmina debe tener un espesor mnimo de 15 milsimaspara tener una duracin razonable. Debido a la cubierta de grava, el coeficiente de rugosidad

es considerablemente mayor, y en consecuencia necesita mayor superficie revestida para

conducir igual caudal.

Mezclas asflticas: este tipo de revestimiento con asfalto prefabricado es muy costoso y no

se ha probado que sea satisfactorio.

Hormign: en muchos pases los canales ms comnmente construidos son los revestidos

de hormign, ya que poseen muy pocas limitaciones de diseo. Los canales de hormign de

forma rectangular son los ms caros, ya que necesitan la armadura de acero correspondien-

te, y su construccin exige un control mayor, sobre todo en la calidad del hormign. El tipo

mejor y ms econmico es el revestimiento de hormign delgado, especfico de canales tra-

peciales para caudales grandes, o de forma parablica para caudales ms pequeos. Ambas

secciones son hidrulicamente eficientes y pueden construirse en hormign en forma econ-

mica, con mano de obra adecuada, sin el uso de armadura de hierro adicional. Adems, y

bien organizada, la construccin puede realizarse durante el lapso de corta de agua en los

canales de riego.

2.A.4 CANALES SIN REVESTIRLos canales sin revestir son aqullos en los cuales directamente sobre el terreno natural se realiza la

excavacin que constituye la conduccin del agua, tambin se denominan canales de tierra.

Para mantener y conservar una seccin transversal del canal estable, as como su capacidad de

conduccin, debe obtenerse la velocidad de escurrimiento adecuada, en relacin con la seccin

transversal y la pendiente de fondo. La velocidad de escurrimiento tiene un lmite inferior, dado por la

velocidad mnima de decantacin o sedimentacin del material en suspensin, y otro valor mximo,

dado por la velocidad mxima que evita la erosin. El agua erosionar y sedimentar partculas de

tierra nicamente hasta que haya llegado a su saturacin. Cuando se ha llegado a esa condicin de

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equilibrio, los canales permanecern bastante estables. Sin embargo, cuando las condiciones cam-

bian la velocidad tambin, y erosionar o sedimentar, de acuerdo a ese cambio.

2.A.4.1 CARACTERSTICAS Y CONDICIONES DE USOEn algunos casos, por las caractersticas propias del destino del canal, es conveniente uno u otro

tipo de revestimiento. Por ejemplo, un canal de drenaje convendr sin revestir para que permita el

ingreso de agua del terreno hacia el canal. En otros casos, y por diversas razones, podr convenir o

no un revestimiento y en definitiva la decisin final es de tipo econmico, es decir que, se realiza una

evaluacin econmica de las alternativas posibles.

Cualquier conducto, ya sea de riego o de drenaje, debe construirse para que se conserve en servicio

durante la mayor cantidad de aos con un mantenimiento relativamente pequeo, tomando la pre-

cauciones siguientes:

Disear los canales con una velocidad adecuada y uniforme conveniente, de acuerdo a los

criterios de erosin y sedimentacin dados.

Excavar los canales con precisin para seguir el alineamiento, la pendiente y la forma de

acuerdo al diseo.

Estabilizar el suelo dejando que el agua se estanque o circule con una velocidad muy peque-

a durante los primeros das despus de su excavacin.

Evitar el arraigo de malezas o hierbas, realizando oportunamente los trabajos de limpieza ne-cesarios.

Aunque un canal de tierra sin tratar a primera vista, aparece como una alternativa muy econmica,

realmente es costoso debido a que:

Debe tener una capacidad de conduccin mucho mayor a lo largo de los tramos superiores,

ya que debe llegar la cantidad necesaria de agua hasta los tramos ms alejados que lo nece-

siten.

La prdida de agua debida a fugas, comnmente es suficiente para regar hasta casi el doble

de la superficie actual. El agua de las prdidas o fugas eventualmente, puede ocasionar problemas de drenaje.

Comnmente, es el origen del crecimiento de malezas o hierbas, y adems de la erosin de

los campos, debido a roturas del mismo.

Exige un costo de mantenimiento o conservacin muy alto.

Necesita estructuras de canales muy costosas.

2.A.5 EVALUACIN ECONMICA PARA LA ADOPCIN DE LA SOLUCIN MS CON-

VENIENTEA los efectos de justificar o no un revestimiento, dentro del aspecto econmico, el ms importante es

la disponibilidad de agua en una determinada regin, independientemente de la incidencia de los

otros factores. Por ejemplo, una obra de conduccin que proyectamos ejecutar dentro de lo que es la

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zona rida andina, o sea, Mendoza y San Juan, zonas en las cuales los caudales que aportan los

ros son chicos (mdulos del orden de 35 a 50 m3/seg.) y mucho menores que los necesarios para

las reas que se tendran disponibles para riego, quiere decir que, en estas condiciones el aprove-chamiento total del agua, se hace indispensable y hay que tratar de reducir las prdidas al mximo y

entonces evidentemente que un revestimiento prcticamente va a resultar econmicamente conve-

niente.

En cambio, en los canales de riego de la zona del Alto Valle del Ro Negro, que nacen por ejemplo,

del ro Limay, del Neuqun y sus afluentes, son ros que tienen caudales medios del orden de los

800 m3 /seg. y crecidas normales del orden de los 4000 m3 /seg., y adems por las caractersticas

topogrficas, seran una serie de mesetas con valles en correspondencia con los ros. El rea culti-

vable es solamente el valle, dado que resulta antieconmico y no factible por el mismo tipo de terre-no, bombear el agua a la parte superior de las mesetas, que generalmente son rocas baslticas.

Quiere decir entonces que tenemos una cantidad de agua muy grande y una superficie a regar limi-

tada, definida, no ampliable, para la cual la cantidad de agua disponible es 30 a 50 veces mayor,

entonces no hay ningn inconveniente en derivar 100 m3/seg. , de un ro que trae 800 m3/seg, cuan-

do tal vez se necesitan 20 o 30 m3/seg. y el resto se pierde por infiltracin.

O sea que, en esa zona todos los canales son excavados directamente en el terreno, sin que inter-

ese mayormente la gran prdida de agua que se produce.

En definitiva el parmetro bsico a analizar en cuanto a la conveniencia econmica de realizar reves-

timientos o no, viene dado fundamentalmente por las disponibilidades de agua que se tenga y por el

costo que pueda significar la prdida de dicha agua.

Hay aspectos a favor y en contra del empleo de revestimiento en canales. En general:

Para grandes pendientes es conveniente revestir los canales, ya que si se eligiera un canal

sin revestir, el diseo del mismo est restringido por ciertas condiciones que deben cumplirse

en cuanto a que la altura de agua no debe superar determinados valores, con lo que se ne-

cesita un gran ancho para obtener la seccin transversal necesaria, lo que da un permetro

mojado grande y bajo rendimiento hidrulico. Sumado a ello estn las prdidas por infiltra-

cin. En estos casos se disminuye la pendiente de fondo, colocando saltos, y el costo de ellos

puede ser gravitante en el costo final, perdiendo la ventaja de la economa de la alternativa

del canal sin revestir.

Para pequeas pendientes se adopta la alternativa de canal sin revestir.

2.A.5.1 FACTORES DE DECISINSurge la necesidad de evaluar las prdidas que se presentan y determinar qu magnitud poseen las

mismas. Las prdidas normales se deben a evaporacin e infiltracin.

2.A.5.1.1 PRDIDAS POR EVAPORACIN

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Las prdidas por evaporacin existen siempre, sea cual sea el revestimiento que tenga el canal.

Se calculan en forma directa, conociendo la evaporacin local de la zona en mm, y de acuerdo al

rea expuesta a la misma (que est constituida por el producto del ancho superficial del canal por sulongitud) se puede calcular un volumen de agua evaporado, multiplicando ambas magnitudes.

Para calcular el porcentaje que representa esta prdida, se calcula el volumen de agua transportado

en un da, de acuerdo al caudal de diseo, y en funcin del volumen evaporado se puede calcular el

porcentaje que representa tal prdida. Por ejemplo, un canal de seccin rectangular cuyo ancho su-

perficial es de 10 m y su longitud es de 20 km, la evaporacin media diaria para un da de pleno ve-

rano es de 10 mm/da, el caudal de diseo es de 25 m3/seg., el volumen evaporado en un da ser:

damkm

m

mm

mkmm

da

mmVe /2000

1

1000

1000

1201010 3==

El volumen de agua que pasa por da es de:

da

m

da

h

h

s

s

mVp

33

216000024

360025 ==

El porcentaje de evaporacin ser 0,09% del total de caudal que se conduce por da. Este valor ya

est dando una idea de que cualquiera sean los datos el porcentaje que corresponde a la evapora-

cin es pequeo, comparativamente con el caudal, y pierde su importancia al momento de las com-

paraciones de magnitudes de prdidas.

2.A.5.1.2 PRDIDAS POR INFILTRACIN.Para que existan prdidas por infiltracin, es necesario tener un canal sin revestir. Para determinar

estas prdidas, ya sea en un canal o en un ro, existente la forma ms fcil es realizar aforos entre

dos secciones, suponiendo que no hay otro tipo de prdidas. Y efectuando las diferencias pertinen-

tes de los valores encontrados de caudal, se puede determinar el caudal que se pierde por la infiltra-

cin. La diferencia entre el caudal de ingreso y el de egreso a un tramo considerado expresado en

porcentaje del de ingreso representa la prdida por infiltracin.

Otra manera de medir la infiltracin es aislar un tramo de canal, llenarlo de agua y dejarlo de dos atres das, luego medir la disminucin de volumen de agua que se produce. O tambin, fabricando

una pileta de prueba para la infiltracin.

Si la red de canales no existe, evidentemente que el mtodo anterior no puede ser aplicable, enton-

ces algunos autores han encontrado expresiones empricas o semiempricas para una determinacin

estimativa del caudal perdido por infiltracin. Una de stas es el CRITERIO DE MORITZ, que divide

a los canales en dos clases: canales normalizados y canales no normalizados.

Se denomina Canal Normalizado a aqul en que la velocidad media de escurrimiento (obtenida en

el diseo de la seccin transversal), resulta igual a la obtenida con la siguiente expresin:

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( )25,125,1

425,0 h

hUM

+= Ecuacin 3

En donde UM se expresa en m/seg. (el subndice M indica Moritz) y h en m, para el cual la prdida deagua por infiltracin se calcula como:

( )( )smU

smQ

Ckms

mF

33

038,0 =

Ecuacin 4

En donde: Q es el caudal en m3/seg, y U es la velocidad media en m/seg., y el coeficiente C depen-

de del tipo de terreno e indica la cantidad de m3 de agua perdidos en un da por cada m2 de superfi-

cie del cauce. El coeficiente C depende del tipo de suelo en el cual est excavado el canal bajo an-

lisis.Cuando no se cumple la condicin de la velocidad media de escurrimiento para canales normaliza-

dos, se denomina Canal No Normalizado, y la prdida de agua por infiltracin se calcula como:

4

3 018,0

hBC

kms

mF

=

Ecuacin 5

En donde B es el ancho superficial en metros, h es la altura normal en metros y es la rea mojada

en m2 , y el valor del coeficiente C tiene el mismo significado que para canales normalizados.

Los valores del coeficiente C para ambos casos se obtienen de la Tabla N 1. Coeficientes C de

Moritz.

Tabla N 1. Coeficientes C de MoritzTIPO DE SUELO. COEFICIENTE C.

SUELO LIMO ARCILLOSO IMPERMEABLE. 0.08 - 0.13

SUELO LIMO ARCILLOSO COMN. 0.13 - 0.23

SUELO LIMO ARCILLOSO ARENOSO. 0.23 - 0.30

SUELO LIMO ARENOSO. 0.30 - 0.49

SUELO LIMO ARENOSO SUELTO. 0.49 - 0.61

SUELO ARENOSO CON GRAVA. 0.61 - 0.76

SUELO DE GRAVA POROSO. 0.76 - 0.92

SUELOS DE GRAVA DOMINANTE. 0.92 - 1.83

En nuestros canales el tipo de suelo ms comn es el limo arenoso, con un valor de C entre 0.30 y

0.49.

A parte de los parmetros directos que han intervenido en la frmula hay otros que hacen que la

cuantificacin de las prdidas por infiltracin sea bastante difcil, a saber:

1. Por ejemplo uno de los factores que incide es la edad del canal. Un canal excavado al prin-

cipio de su vida til producir mayores prdidas por infiltracin, a medida que pasa el tiempo

se produce una estabilizacin del permetro mojado (taludes y fondo), que como consecuen-

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cia, trae aparejado una reduccin de las prdidas. Tal es as, que la mayora de los canales

que constituyen las redes secundarias y terciarias en Mendoza, son canales sin revestir y las

prdidas en ellos no alcanzan valores muy grandes, debido a la estabilizacin en el tiempo.Dentro de este aspecto es necesario tambin tener en cuenta el tipo de agua que conducen

los canales, el material en suspensin que trae el agua se va depositando y produce una cier-

ta impermeabilizacin natural con el tiempo.

2. Tambin las caractersticas de la seccin hidrulica producen su influencia. Cuanto ma-

yor sea el ancho del fondo y menor el tirante de agua, mayor es la posibilidad de infiltracin, o

sea que est directamente relacionada con el cociente entre el rea de la seccin transversal

y el permetro mojado (el radio hidrulico).

3. La presencia de napa fretica, si la misma est muy cerca de la superficie del terreno, lainfiltracin es mnima, si est interceptando la zona excavada de un canal puede llegar a ser

nula o hasta negativa, es decir, que el canal funciona como un drenaje, y entonces en vez de

prdidas hay afluencia de agua hacia el canal.

4. La temperatura del agua, que est directamente relacionada a la viscosidad de la misma.

Entonces a mayor temperatura habr mayor facilidad del agua de percolar a travs del medio

poroso que constituye el suelo, o sea el fondo y los taludes laterales.

5. La cantidad de material en suspensin tambin influye en dicha cuantificacin. Cuando

se cambian las caractersticas de la fuente de agua. Por ejemplo, inicialmente se dotan a los

canales a travs de obras de toma realizadas directamente sobre los ros, y luego, mediante

la construccin de una presa de embalse, se dota a los canales de agua del mismo embalse.

Este caso concreto en nuestra provincia se produce en la red de riego del Ro Tunuyn que

inicialmente tomaba agua directamente del ro, y luego con la construccin de la Presa de

Embalse El Carrizal cambiaron las caractersticas de material en suspensin del agua deriva-

da a dicha red. El fenmeno que se produce se denomina efecto de las aguas claras, ya que

las aguas limpias que se toman del embalse son ms erosivas que las aguas con material de

arrastre, ya que el material de arrastre se deposita en el permetro mojado del canal dndole

mayor homogeneidad al mismo. Lo que ocurri fue que luego de la limpieza anual de la red

de riego del Tunuyn Inferior (en poca de invierno se elimina toda vegetacin superficial de

los canales sin revestir), en la misma comenz a circular agua limpia, sin el material fino en

suspensin, lo que produjo erosiones e inundaciones en grandes zonas, o sea, prdidas di-

rectas de agua. La zona de Las Catitas, Alto Verde (en la ex Ruta Nacional N7), estaban

permanentemente inundadas por las prdidas del canal debido a este problema, es decir que,

en estos casos se hace necesario dejar la vegetacin superficial que se haya formado, por-que su presencia y desarrollo estabilizan e impiden que se produzcan estas problemas de

erosin.

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6. La longitud medida tambin influye en la cuantificacin de la infiltracin, en la mayora de

la bibliografa no se establecen, junto con las ecuaciones dadas, la longitud en la cual se de-

terminaron esas expresiones. Evidentemente, si se toma el Ro Mendoza como ejemplo y semide cunto perdi porcentualmente desde el Dique Cipoletti hasta el departamento de Mai-

p, el porcentaje ser diferente al obtenido en el tramo desde el dique Cipoletti hasta Lavalle

o Tres Porteas. De las mediciones reales realizadas en nuestra provincia, como ms carac-

tersticas para un tramo de 20 a 25 km y concretamente en el caso del Ro Mendoza, desde

Cipoletti hasta la ltima toma (casi en Nueva California), se midi una prdida por infiltracin

del 33%, o sea que, en largos recorridos por el ro la infiltracin puede tomar el valor de la

tercera parte del caudal que circula.

2.A.5.1.3 PRDIDAS DEBIDO A LA VEGETACIN ALEDAALa vegetacin que con el tiempo va creciendo en el permetro mojado de un canal sin revestir, pro-

duce un consumo de agua, pero por otra parte son tiles para estabilizar los taludes. En muchos

canales sin revestir de la provincia, construidos en suelos de mala calidad, se han plantado rboles

(lamos o sauces) para estabilizar estos suelos, las races forman un entramado interno en el terre-

no, reduciendo as los riesgos de erosin.

Supongamos que tenemos un canal de 10 km de largo, que conduce un caudal de 15 m 3/s, que tie-

ne a ambas mrgenes dos metros de vegetacin para estabilizar sus taludes, de modo que la super-ficie cultivada ser de 4 metros de ancho por 10.000 m de largo.

De acuerdo a los valores de cada una de las prdidas analizadas, la mayor de las tres es la de infil-

tracin.

%30.0%1001296000

400

12960008640015

4001004

100

.440000100004

33

33

3

2

==

==

=

==

=

===

etacinPrdidaVegPorcentaje

da

m

da

s

s

mioTotalCaudalDiar

ioTotalCaudalDiar

idoDiarioCaudalPerdetacinPrdidaVegPorcentaje

da

mHa

da

mHaidoDiarioCaudalPerd

Hada

mConsumo

cultivadasHammmCultivadaSuperficie

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2.A.5.2 ANLISIS ECONMICO DE ALTERNATIVAS DE CANAL REVESTIDO Y SINREVESTIR

2.A.5.2.1 ALTERNATIVA DE CANAL CON REVESTIMIENTO (HORMIGN)Los costos a analizar incluyen los siguientes tems, para los cuales anteriormente se deberan reali-

zar los cmputos necesarios, para luego multiplicar los costos unitarios por el resultado de dichos

cmputos:

Costo de Excavacin (C.Exc): basta multiplicar el volumen de excavacin por el costo unita-

rio de la misma para obtener el costo total de este tem.

( ) ( )

=

3

3 $.$..m

SUUnitarioCmVSUExcC exc Ecuacin 6

Costo de Revestimiento de hormign (C.Rev.): igual que el tem anterior.

( ) ( )

=

3

3 $.$.Re.m

SUUnitarioCmVSUvC rev Ecuacin 7

Costo de Puentes: adoptando el nmero de puentes por tramo. Se calcula la longitud del

puente Lp

( )

=

m

SUUnitarioCLtramosNpuentesNSUPuentesC p

$.$. 2,1 Ecuacin 8

Costo de Expropiacin: se calcula multiplicando la superficie a expropiar por el costo unita-rio de la misma. Con lo cual se debe definir el ancho de la franja del canal, para lo cual al an-

cho superior total de la seccin transversal se le suman los espesores de hormign y dos

caminos de inspeccin laterales de aproximadamente 3 a 4 metros de ancho.

( )[ ] ( )[ ]

( ) ( )

=

+++++=

2

2

222111

$...$..

862862.

m

SUUnitarioCmExpropSuperfSUnExpropiaciC

LtmaeBtLtmaeBtnExpropiaciSuperf

Ecuacin 9

El costo total de esta alternativa resulta de la suma de todos los anteriores.

2.A.5.2.2 ALTERNATIVA DE CANAL SIN REVESTIRDe la misma manera que en el anterior, se calculan los costos en funcin del producto de los cmpu-

tos y los costos unitarios. Los tems a considerar incluyen el costo de la excavacin, el del revesti-

miento de suelo mejorado (en caso que sea necesario), los puentes a realizar por tramo, y la super-

ficie a expropiar en cada tramo. A esta lista, se le agrega el costo derivado de los saltos intercalados

en los tramos correspondientes para la disminucin de la pendiente de fondo.

Costo de Excavacin: basta multiplicar el volumen de excavacin por el costo unitario de la

misma para obtener el costo total del tem.

( ) ( )

=

3

3 $.$..m

SUUnitarioCmVSUExcC exc Ecuacin 10

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Costo de Recubrimiento de suelo mejorado: igual que el item anterior.

( ) ( )

= 33 $

.$Re. m

SU

UnitarioCmVSUocubrimientC rec

Ecuacin 11

Puentes: adoptando el nmero de puentes por tramo, se calcula la longitud del puente Lp:

( )

=

m

SUUnitarioCLtramosNpuentesNSUPuentesC p

$.$. 2,1 Ecuacin 12

Expropiaciones: se calcula multiplicando la superficie a expropiar por el costo unitario de la

misma. Con lo cual se define el ancho de la franja del canal de la misma manera que para el

anterior

( )[ ] ( )[ ]( ) ( )

=

+++++=

2

2

222111

$...$..

862862.

m

SUUnitarioCmExpropSuperfSUnExpropiaciC

LtmaeBtLtmaeBtnExpropiaciSuperfEcuacin 13

Saltos incorporados: se calcula como el producto entre el nmero de saltos, calculados en

base a la altura que es necesario abarcar para reducir la pendiente de fondo, por el volumen

hormign de cada salto, por el costo unitario del hormign para saltos.

( )

=

3

$..$.

m

SUosrmignSaltUnitarioHoCsaltoVolsaltosNSUSaltosC Ecuacin 14

Al igual que en el caso anterior, la suma de todos los costos resulta el costo total de la alternativa.Para la adopcin de la ms conveniente, luego de esta evaluacin econmica global, se comparan

los dos totales encontrados, el que resulte menor ser la alternativa econmicamente ms conve-

niente.

En general, para pendiente pequeas resulta ms conveniente la segunda alternativa, y en caso

contrario, para pendientes ms grandes resulta ms conveniente la primera alternativa. En cuyo ca-

so es necesario realizar una ltima consideracin que es el clculo de las prdidas anuales que ex-

perimentan un canal sin revestir, la principal de ellas es la infiltracin, calculando un costo anual del

agua que se infiltra, luego el mantenimiento anual que exige este tipo de canales y los beneficiosperdidos de acuerdo al volumen de agua que se pierde por infiltracin.

2.B DISEO DE OBRAS DE CONDUCCIN

2.B.1 CONCEPCIN GENERALEl anlisis incluye el objetivo bsico de la conduccin, el origen y el destino de la obra de conduc-

cin, o sea ubicar la fuente, qu caractersticas tiene a los efectos de establecer las condiciones de

la obra de transicin que hace falta entre la fuente y la obra de conduccin. Esa misma fuente define

la cota de partida del canal, y la cota de destino est ligada a la finalidad especfica del caudal a en-

tregar.

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En el caso que sea una obra nueva, como por ejemplo el abastecimiento a una planta potabilizadora,

se hace una toma de agua en el ro, y se conduce el agua hasta la planta potabilizadora, por la traza

ms conveniente desde el punto de vista topogrfico.Para el caso de sistematizacin de un rea de riego en nuestra provincia, que ya tiene zonas cultiva-

das con ms de 100 aos de antigedad, y tiene infraestructura propia, posiblemente la solucin ha

adoptar no sea la tcnicamente ptima, ya que hay que adecuar la parte nueva a la existente, esto

representa una limitacin en el diseo hidrulico.

Uno de los datos ms importantes en el diseo de obras de conduccin es el caudal de diseo Q,

que depende de la oferta. Por ejemplo en un canal de riego, el caudal a considerar ser funcin de

cul es la superficie a irrigar en el tramo de canal a proyectarse o mejorarse. Entonces, es necesario

realizar estudios agrcolas integrales que incluyan el clima, el tipo de cultivo, la cantidad de superficiea irrigar, y as determinar la cantidad de agua que se necesita.

En la Provincia de Mendoza la Ley de Aguas establece que: existiendo la cantidad de agua sufi-

ciente, la cantidad de agua a dar a cada hectrea con derecho de riego empadronado es de un

litro por segundo por hectrea.

El hecho de que haya ms cantidad de hectreas con derecho de riego que las que se podran regar

con el caudal equivalente de agua, hace que existan prioridades, o sea que hay dos tipos de dere-

chos, los derechos definitivos y los derechos eventuales. La prioridad en el caso que el recurso no

alcance, la tienen los derechos definitivos. El problema se presenta cuando deja de cultivarse una

parcela con derechos definitivos, los cuales se pierden. A veces se recibe menor cantidad de agua

que por la que se paga, entonces se debe distribuir esa cantidad solamente.

2.B.2 ELECCIN DEL TRAZADOAdems de la finalidad de la obra y la existencia o no de limitaciones en el diseo, otro factor impor-

tante es el tipo de terreno, que influye en las caractersticas estructurales. En Mendoza se pueden

encontrar dos casos extremos, una zona cordillerana, totalmente accidentada, y una zona al pie de

la cordillerana, que es ms plana, una planicie con pendiente prcticamente uniforme. No existe unazona de transicin, de relieve ondulado, y por lo tanto las conducciones estarn ubicadas o en zonas

montaosas o ubicadas en zonas llanas.

Las caractersticas de cada caso, por ejemplo, obras de arte, intersecciones con cauces aluvionales,

dependern de la zona de ubicacin.

Por ejemplo, en el caso de la conduccin de agua potable en una zona montaosa (en la base de un

cerro en Mendoza), no tendr problemas de cruce de urbanizaciones, pero s seguramente tendr la

interferencia de algunas obras de arte, por la presencia de caminos, vas frreas o cauces. Es muy

posible que la alternativa de conduccin cerrada sea la ms conveniente, aunque hidrulicamente

trabaje como una canalizacin abierta (seccin parcialmente llena); ya que las obras de arte necesa-

rias en conducciones abiertas para salvar los accidentes topogrficos que se encuentren, son muy

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costosas y adems est el riesgo de rotura de la conduccin por eventos naturales de gran magnitud

(aluviones). Entonces, posiblemente es ms conveniente una conduccin enterrada.

En zonas llanas, tambin vara la situacin y se pueden dar dos casos extremos, que la zona seainculta, en la cual se dispone de total libertad de elegir el trazado ms directo, que posiblemente ser

el ms econmico. O que la zona sea semi-urbana o rural, pero totalmente cultivada, en este caso el

trazado es un problema ms difcil de determinar. Se fijan una serie de pautas, ya que si bien la ley

permite expropiar todo terreno que sea necesario, el proyectista tiene que tratar que el dao hacia el

propietario sea el menor posible, y compatible con las caractersticas naturales que encontremos.

Los elementos bsicos de que se dispone para elegir la franja dentro de la cual ubicar la conduccin

son:

Las fotografas areas: que permiten ver la ubicacin de los paos de cultivos, los caucesnaturales, las calles principales, y muestra una primera idea del tipo de zona a estudiar, y su

factibilidad de ubicacin de la obra.

El relevamiento terrestre: es la otra alternativa a usar para el caso en que no se disponga

de las fotografas areas de la zona en cuestin. Se realiza una observacin del lugar, con el

consiguiente reconocimiento del terreno, para poder definir la franja del canal.

Las restituciones aerofotogramtricas: en el terreno se marcan algunos puntos de cotas

precalculadas con total exactitud (cotas y coordenadas perfectamente determinadas), esas

marcas son visibles en los vuelos con los que se efectan las fotos areas. Luego se realiza

la denominada restitucin de las fotos tomadas, mediante los aparatos restituidores que, to-

mando como referencia esos puntos y colocando las fotos de a dos, formando los denomina-

dos pares esteroscpicos para darle un efecto tridimensional. Entonces el aparato va restitu-

yendo y dibujando las curvas de nivel y todos los accidentes topogrficos que encuentra en el

terreno. La documentacin grfica obtenida es de suma importancia, porque prcticamente

sin necesidad de reconocimientos topogrficos previos en campaa, es posible definir los an-

teproyectos o esquemas de ubicacin de la obra, casi con certeza total. Sobre todo en zonas

montaosas es muy til contar con las restituciones aerofotogramtricas.

Una vez que se han definido los elementos previos, se los debe confirmar realizando una recorrida

en el terreno. Y como resultado se define una cierta franja, de un ancho determinado, dentro de la

cual se definir la ubicacin final del canal, Figura N 1.

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Figura N 1

2.B.3 RELEVAMIENTO TOPOGRFICOUna vez definida en la etapa anterior la franja dentro de la cual se establecer el trazado del canal,

se procede con el relevamiento topogrfico.Para realizar este relevamiento topogrfico, teniendo en cuenta que se trata de una obra de desarro-

llo lineal, se necesita como elemento bsico de apoyo una cierta poligonal que se encuentre com-

prendida dentro de la franja en la cual se quiere materializar la obra, la que se denomina poligonal

de apoyo. Es aconsejable relevar una franja de aproximadamente 50 a 60 metros de ancho, Figura

N 2.

Figura N 2

Hay que tener presente que esta poligonal de apoyo sirve como elemento de base para el releva-

miento de la franja del canal, pero no necesariamente debe coincidir con el eje longitudinal del mis-

mo. En consecuencia, esta poligonal se puede elegir siguiendo los lugares que ofrezcan la mayor

visibilidad, a los efectos de tener los tramos rectilneos visualmente ms largos posibles.

AB

Franjadel canal

T0 T5

Franjadel canal

Y

T1T2

T3

T4

Norte

Poligonalde Apoyo

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Por ejemplo, si se presenta el caso que dentro de la franja se encuentre una calle o ruta primaria o

secundaria, ser muy fcil obtener buena visibilidad y hacer las mediciones correspondientes, y se

sera el eje o la poligonal de apoyo para el relevamiento topogrfico.El mtodo ms adecuado para el relevamiento es el taquimtrico. El problema de las poligonales de

apoyo abiertas es que los errores no pueden compensarse, sino que se trasladan a las sucesivas

mediciones efectuadas.

Es necesario referir la poligonal de apoyo a puntos catastrales conocidos, por lo menos tres, y que

experimenten la menor variacin posible en el tiempo. Se determinan las distancias entre vrtices de

la poligonal (con cintas, o con distancimetros, o con nivel), los ngulos entre los lados y por ltimo,

si se tienen puntos de referencia de cierre, las compensaciones necesarias para calcular las coorde-

nadas referidas al sistema de coordenadas nacional (Gauss-Kruger), de cada uno de los vrtices dela poligonal.

Y a su vez, a parte del relevamiento planialtimtrico, efectuar una nivelacin lo ms exacta posible

de los vrtices y puntos intermedios que nos sirvan de apoyo para el relevamiento de puntos de esa

zona.

Como recomendacin se puede estipular que se deben referir los relevamientos realizados a puntos

catastrales cercanos, de tal manera que todas las cotas se puedan referir a cotas absolutas sobre el

nivel del mar y as poder encadenar relevamientos entre s. Adems de esta manera, tenemos una

referencia fija para posteriores replanteos de la misma zona.

Del resultado de estas mediciones se dibuja un plano referido a la red de cuadrculas o de coorde-

nadas x e y que corresponden a la zona bajo estudio, dicho plano debe reflejar lo ms fielmente po-

sible todos los accidentes topogrficos que se presentan.

El relevamiento se puede hacer de distintas formas de acuerdo a la forma de la topografa de la zona

bajo estudio.

Por ejemplo si se trata de una zona precordillerana, en la cual aparece una huella o una ruta, y el

resto son accidentes naturales del terreno, es conveniente dibujar directamente las curvas de nivel

del terreno, y por lo tanto mediante taquimetra desde los vrtices o desde puntos auxiliares que ten-

gan condiciones de buena visibilidad, se hace el relevamiento necesario para la construccin de las

curvas de nivel de la franja de ancho determinado a lo largo de la traza estipulada. Otra forma sera

mediante el relevamiento de perfiles transversales a lo ancho de la franja determinada, el espacia-

miento entre los perfiles depende de lo abrupto que sean las condiciones topogrficas, por ejemplo

realizar perfiles cada 25 metros, y con las cotas de esos perfiles construir las curvas de nivel corres-

pondientes.

En el caso de una zona ms llana, con las caractersticas de nuestras zonas llanas, en las que lasplanicies son uniformes, las curvas no aportan mucho, ya que la pendiente es leve y empiezan a

espaciarse mucho entre s. En este caso se anota directamente en los planos la cota de los distintos

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puntos del terreno, y se marcan todos los detalles que se encuentran en la campaa topogrfica, si

existen construcciones, lmites entre cultivos, cauces naturales o acequias con sus respectivas cotas

referidas a puntos catastrales. Se tiene la posibilidad de realizar el relevamiento mediante la taqui-metra o mediante los perfiles transversales, en el caso del taquimtrico es mucho ms rpido, y las

apreciaciones son compatibles, y luego en gabinete se pueden construir los perfiles mediante las

cotas de la taquimetra.

En definitiva se obtiene un plano de la zona en la cual est ubicada la franja del canal, con las curvas

de nivel correspondientes, y que representan todos los accidentes topogrficos presentes en la mis-

ma. La escala ms conveniente de estos planos, que representan grficamente obras de desarrollo

longitudinal, es 1:1000 (o sea un metro de plano representa un kilmetro del canal). En obras ms

chicas, en la cual se necesita ver la franja del canal con mayor amplitud, puede ser til la escala1:500, y planos de detalle con escala 1:250, todas estas escalas corresponden a estudios a nivel de

proyecto. Para anteproyectos la escala ms adecuada es 1:2500.

El paso siguiente es definir el eje de la conduccin.

2.B.4 DEFINICIN DEL EJE DEL CANALContando con el plano completo, que incluye la cuadrcula de coordenadas de referencia, la poligo-

nal de apoyo, las cotas de los vrtices de la poligonal de apoyo, las curvas de nivel trazadas luego

de la campaa topogrfica, en gabinete se elige cul es la traza ms conveniente.Se pueden dar dos situaciones extremas, la primera en la cual toda la zona de la franja bajo estudio

se encuentra en un rea no desarrollada, en la que no hay restricciones en la ubicacin de la traza

del canal, slo se hace necesario tener en cuenta el aspecto topogrfico. En cambio, si dicha franja

se encuentra en una zona con cierto desarrollo o aprovechamiento, la finalidad es causar el menor

impacto en la misma, de modo que se analiza adems del aspecto topogrfico, el aspecto econmi-

co referido a las expropiaciones.

Las pautas a tener en cuenta son:

Presencia y ubicacin de calles o rutas. Nunca llevar un canal junto a una calle o ruta prin-cipal, porque por lo general, las casas de los contratistas, o las pequeas bodegas, estn so-

bre esos caminos o rutas, y representa el lugar de mayor costo de expropiacin. En general,

conviene que la franja del canal pase por los fondos de las propiedades y no por las partes

frontales de las mismas.

Ubicacin de los lmites entre propiedades. En lo posible, tratar de ubicar la franja en el

lmite entre dos propiedades, ya sea dentro de una o dentro de la otra, o mitad en cada uno

de los fondos; de forma de evitar atravesar propiedades en diagonal, reducindose as los

gastos de expropiacin, por un lado, y los daos por el otro.

Tipos de cultivo. Tambin es necesario tener en cuenta los tipos de cultivos, entonces si se

presenta la disyuntiva de que la franja del canal pase por propiedades con cultivos permanen-

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tes o cultivos anuales, es menos daino pasar por la propiedad de cultivos anuales. O si se

da el caso de elegir entre dos propiedades, una inculta y la otra cultivada, obviamente que la

franja ir a travs de la inculta. Igual caso se da para dos propiedades, una con derecho deriego y la otra sin l, la que no posee derecho de riego tendr menor costo de expropiacin.

La presencia de canales existentes. En el caso que existan canales naturales y se decida

usarlos, slo es posible ejecutarlos en tramos cortos, de modo que puedan ser revestidos o

mejorados durante la poca de corta del agua de riego (un mes y medio). O sea que, si el

canal no puede ser mejorado en forma gradual, y se necesita, por ejemplo, 20 km de canal

en forma total, no podr usarse la alternativa de canales naturales existentes, ya que para re-

vestirlos slo se dispondra de aproximadamente un mes y medio por ao para realizar tales

tareas. O sea que en canales matrices, por lo general, se deben elegir trazados nuevos y sien algunos casos resulta necesaria o conveniente la superposicin de ambos, los tramos de-

ben ser los ms cortos posibles para poder construirlos durante los perodos de corta de

agua para riego, y el resto se hace en forma independiente mientras se mantiene la dotacin

de riego a las propiedades en cuestin.

Las condiciones del terreno natural. Por ejemplo, evitar zonas muy bajas o zonas con na-

pa fretica muy alta, ya que se hace constructivamente muy difcil materializar las obras so-

bre estos tipos de terrenos.

Tener una idea previa de las pendientes del terreno. De modo que la franja de canal ele-

gida nos asegure una pendiente mnima de acuerdo al sentido de escurrimiento. Si se trata

de una zona que tiene red de riego, no habra mayores problemas, ya que observando los

cauces se podra determinar el sentido de escurrimiento de las aguas, y por lo tanto la pen-

diente general. En zonas montaosas se hace ms difcil evaluar la pendiente fcilmente, en-

tonces se tiene el apoyo grfico que permite en un primer tanteo obtener una idea general de

la pendiente, y evitar campaas topogrficas intiles.

2.B.4.1 Traza o poligonal de proyecto. ElementosEn general con buenas fotografas areas y planos se puede dar una traza que cumpla las conside-

raciones anteriores. Entonces se define la TRAZA DE PROYECTO O POLIGONAL DE PROYECTO.

Que representa el eje del canal, y que se usa para realizar las tareas siguientes en el diseo, Figura

N 3.

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Figura N 3

Se conocen las longitudes de los lados de la poligonal de apoyo topogrfico, pero no se conocen las

longitudes, ni los ngulos de la poligonal que representa el eje del canal.

Entonces, grficamente se determinan las coordenadas de los vrtices de la poligonal eje del canal,o sea las coordenadas x e y de cada uno. El error que se comete realizando esta medicin de coor-

denadas con escalmetro es despreciable frente a la magnitud de la longitud de la obra. O sea que,

tenemos conocidas las coordenadas de V0(x0;y0), V1(x1;y1), V2(x2;y2), V3(x3;y3), Figura N 4.

Figura N 4

Las longitudes de los lados formados por estos vrtices se pueden calcular de la siguiente manera:

( ) ( ) 2 102

10

2

01

2

0110 +=+= yxyyxxL Ecuacin 15

En donde la longitud del tramo entre el vrtice V0 y el vrtice V1 se denomina L0-1.

Po (xo,yo)

P1(x1,y1)

P2(x2,y2) P3

T0 T5

Franja del

canal

Y

T

T2

T3

T4

Norte

A

B

P1

P2

Poligonal de

Proyecto

Poligonal de

Apoyo

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Anlogamente, para todos los otros lados de la poligonal eje del canal, se calculan las longitudes

correspondientes. Los ngulos formados entre los lados de la poligonal eje del canal se calculan en

base a los rumbos de cada uno de ellos, los que se indican con la letra y se calculan as:

10

1010

=

y

xarctg Ecuacin 16

Recordando que en topografa el eje de las abcisas se indica con la letra y, y el eje de las ordenadas

con la letra x.

Con los rumbos de cada lado, se calculan los ngulos entre lados (i), mediante las diferencias co-

rrespondientes:

102121 180 =

Ecuacin 17

2.B.4.2 Curvas horizontales. ParmetrosEs necesario suavizar los ngulos de la poligonal eje de la traza del canal, intercalando arcos de

curvas circulares en cada caso. Se pueden adoptar infinitas curvas para cada caso, o sea que, es

necesario definir los parmetros geomtricos y la ubicacin de la misma, para determinarla.

No hay normas establecidas al respecto, s pueden adoptarse pautas a seguir, dentro de las cuales

se estipula que a mayor caudal, mayor ser la velocidad del escurrimiento y mayor ser el radio de

curvatura.

La masa de agua en movimiento al realizar un recorrido circular produce un peralte de la superficie

libre del agua, es decir, una sobre elevacin de la misma en el lado exterior de la curva y una dismi-

nucin de la altura de escurrimiento en el lado opuesto, de modo que hay ciertas perturbaciones a la

salida de una curva que es necesario mantener controladas, ello se logra acotando los valores de

radios de curvatura de acuerdo a la magnitud de los caudales.

Los parmetros caractersticos de una curva son el desarrollo de la curva (D), la tangente de la curva

(T) y el radio de la curva (R), Figura N 5.

Figura N 5

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Las expresiones matemticas que ligan estos parmetros establecen la relacin del ngulo entre

lados de la poligonal (), el ngulo al centro de la curva (), el radio de curvatura, la tangente (T) y el

desarrollo (D). Se puede fijar la tangente T y calcular el radio R, o fijar el radio R y calcular la tangen-te T.

R

Ttg

RD

DR=

==

2180360

2

Ecuacin 18

Son dos ecuaciones con tres incgnitas, de modo que se fija al menos una de ellas para el clculo.

A los efectos prcticos del replanteo de la curva conviene que el radio de la misma sea adoptado en

nmeros redondos para el ingreso a las tablas correspondientes (Barnet). Los valores de radios

aconsejados son:

Para canales grandes, con caudales que superan los 30 m3/s, se adoptan radios de aproxi-

madamente 400 m, con un mnimo de 250 m.

Para canales chicos, con caudales de hasta 1 m3/s, los radios pequeos, prcticamente igual

a los ngulos, o sea que darn radios del orden de 10 a 15 m, o lo sea en cada caso, sobre

todo si la velocidad de escurrimiento es pequea.

Generalmente, para canales de 2 a 3 metros de ancho es comn adoptar radios de curvatura

mayores de 100 metros.

Para valores de velocidad muy grandes y no se puede aumentar el valor del radio en forma

correspondiente, el peralte ocasionado ser muy grande y debe elevarse el paramento exte-

rior del canal en la curva.

El criterio para elegir el radio es la velocidad. Teniendo una idea de magnitud de la pendiente

de fondo, la seccin transversal y el caudal como dato conocido, podemos estimar la veloci-

dad.

En caso, que por razones topogrficas no se puedan adoptar las consideraciones anteriores

respecto del radio de la curva, la solucin es calcular el peralte del agua y tenerlo en cuenta

para sobreelevar la lnea del revestimiento en la curva.

Hay frmulas empricas para determinar el peralte h, Figura N 6, en la superficie del agua

por la presencia de la curva. Cuando la velocidad es grande se produce un peralte de la su-

perficie del agua, el cual se debe calcular.

Rg

BVh

Rig

Vh

=

=

2

2 Relog3,2

Ecuacin 19

Figura N 6

h

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En donde V es la velocidad del agua en la curva, B es el ancho superficial de la seccin transversal,

R es el radio de la curva, Rees el radio exterior y Ri es el radio interior de la curva.

El caso en que hay que fijar la tangente es cuando en el eje del canal aparece una curva y una co-ntra curva, entonces para aprovechar el mayor radio posible se toma la tangente como la mitad del

lado en donde se produce en cambio de concavidad, Figura N 7.

Figura N 7

2.B.4.3 Progresivado

Ya definidas las longitudes de los lados de la poligonal (L i), los ngulos entre lados de la poligonal(i), el desarrollo de las curvas intercaladas (D i) y las tangentes (Ti), se procede al progresivado de

los puntos caractersticos del eje del canal.

Los puntos caractersticos son: principio de curva (PC), final de curva (FC), adems de los puntos

que quedan formando el eje del canal, que sern el primero y ltimo de la poligonal de proyecto.

Las expresiones en forma genrica son:

222

212112

111

11001

0

.Pr.Pr

.Pr.Pr

.Pr.Pr

.Pr.Pr

0.Pr

DPCogrFCogr

TTLFCogrPCogr

DPCogrFCogrTLVogrPCogr

Pogr

+=

+=

+=+=

=

Ecuacin 20

Se calculan sucesivamente de acuerdo al nmero de lados de la poligonal de proyecto.

Como verificacin rpida en cada curva el desarrollo debe ser menor que las dos tangentes (D

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2.B.5 DEFINICIN DE LA RASANTE

2.B.5.1 Perfil longitudinal del terreno naturalEl perfil longitudinal del terreno natural se obtiene de la interseccin de un plano vertical con el terre-

no natural siguiendo el eje del canal.

Para dibujarlo, primero de adopta un plano de comparacin y las escalas de trabajo. En cuanto a las

escalas, las mismas se distorsionan para poner de manifiesto las irregularidades del terreno. Por lo

tanto, se trabaja con una escala horizontal y una escala vertical, o sea, una relacin de escalas de

alrededor de 10 5. Por ejemplo, si la planimetra tiene una escala de 1:1000 y entonces la escala

vertical ser de 1:100.

La elaboracin del perfil longitudinal del terreno natural va acompaado del rtulo para identificar los

aspectos ms relevantes, Tabla N 2.

Tabla N 2DEMARCACIN

DISTANCIA PARCIAL

PROGRESIVASDATOS DEESTUDIO

COTA DE TERRENO NATURAL

COTA DE SOLERA

DIFERENCIA (COTA TERRENO Y COTA DE SOLERA)

COTA DE CORONAMIENTO

ALINEAMIENTO Y DATOS DE CURVAS

PENDIENTES Y OBRAS DE ARTE

DATOS DEPROYECTO

SECCIN TRANSVERSAL TIPO

El primer tem considerado es la demarcacin en el terreno natural, se coloca la designacin de los

puntos caractersticos considerados, incluyendo los perfiles transversales a considerar. A continua-cin las distancias parciales entre cada una de las secciones transversales consideradas. La dis-

tancia acumulada que corresponde a la progresiva.

El perfil longitudinal del terreno natural se construye marcando las verticales entre distancias gran-

des de puntos caractersticos (principio y fin de curvas por ejemplo), y despus se completan las

distancias parciales interiores, para no acumular los errores de cada distancia parcial tomada.

Luego se completa el perfil con la interseccin del eje del canal con las curvas de nivel correspon-

dientes. De este modo se van completando las filas que corresponden a Datos de Estudio (demarca-

cin, distancia parcial, progresivas, cotas de terreno natural).De esta manera se obtiene el perfil longitudinal del terreno natural, el paso siguiente es el perfil longi-

tudinal del eje del canal.

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2.B.5.2 PERFIL LONGITUDINAL DEL EJE DEL CANALEl criterio para dibujar el perfil longitudinal del eje del canal es diferente que el que se sigue en el

proyecto de caminos, ya que en este caso no se tienen en cuenta las compensaciones de volme-nes de terrapln y de desmonte. Pero es necesario tener en cuenta un volumen de movimientos de

suelos mnimo, Figura N 8.

Figura N 8

En el caso de los proyectos de canales la pendiente de fondo de los canales hace que las cotas

sean siempre decrecientes en el sentido del escurrimiento del agua.

Hay distintas pautas para la seleccin del perfil longitudinal del eje del canal:

Nunca proyectar un canal que est totalmente elevado sobre el terreno natural, porque todos los

cruces transversales de los desages originaran un costo muy grande.

Tampoco conviene un canal que se encuentre muy enterrado. Por lo general y en condiciones

normales, es conveniente econmicamente adoptar un canal en excavacin que uno en terra-

pln.

Se trata de ajustar el perfil al del terreno natural. Que no est mucho por encima, ni mucho por

debajo. No existe nada escrito en cunto es el valor lmite de terrapln o de excavacin a usar en

cada caso.

La solucin ms econmica es un canal en desmonte, con una excavacin que coincida con la altura

H del canal. Si se hace necesaria la realizacin de terraplenes, se aconseja que stos no superen la

altura de un metro, desde el nivel de terreno natrual hasta la solera del canal. Cul es el problema

principal de los terraplenes?. Es el asentamiento de los mismos, que terminan en la fisuracin de las

losas del canal, y posibles variaciones en las pendientes de fondo, y en el lmite quedar contrapen-

dientes.

Los valores lmites mximos de excavacin para canales grandes (primarios) son de 2.5 a 3 metros

de profundidad respecto del terreno natural.

Adems es necesario tener en cuenta el valor de la pendiente crtica en la adopcin de la pendiente

de la rasante de fondo, debido a que el escurrimiento durante la vida til del canal debe estar alejado

del escurrimiento crtico por lo menos un 5%. Para el caso en que la pendiente est en el rango de la

Desmontesa realizar

Terrapln arealizar

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crisis es necesario aumentarla o disminuirla, para el primer caso se originara una profundizacin del

fondo del canal, de modo que no queda otra alternativa econmica que bajar la pendiente, originan-

do un rgimen de ro en el canal y la incorporacin de saltos que salven las diferencias de cotas quese presentan.

Como pauta general desde el punto de vista econmico, se debe mantener la pendiente constante

en longitudes lo ms largas posibles para evitar el cambio de moldes de hormigonado.

Otro elemento que es necesario tener en cuenta es la profundidad de la napa fretica.

En definitiva no hay una forma directa o matemtica para seleccionar la pendiente del fondo del ca-

nal, es una cuestin de tanteos y el posterior anlisis de cada situacin en particular.

Definido el perfil longitudinal de la solera del canal se completan las filas que corresponden a las

cotas de proyecto y diferencia entre cota de terreno y cota de solera, con signo positivo las excava-ciones y con signo negativo los terraplenes. Se completa con las alineaciones, o sea los tramos rec-

tos o cuando se intercalan curvas, indicando tambin los parmetros de la misma (, D, T y R).

2.B.6 ESTUDIOS DE SUELOS, PRSTAMOS Y YACIMIENTOS.Ya definidos los perfiles longitudinales del terreno natural y del canal, es necesario determinar cules

son las caractersticas del suelo (estudio geotcnico), y esto se realiza mediante sondeos localizados

en lugares determinados de la traza y sobre el eje del canal. Es necesario determinar la separacin,

profundidad y los parmetros de cada uno de estos sondeos.La separacinde los sondeos depende bsicamente de la mayor o menor profundidad con que

encare el estudio, o sea si se trata de un anteproyecto o un proyecto, de acuerdo al tiempo disponi-

ble o la cantidad de dinero afectado al trabajo. Es una buena tcnica plantear sondeos equidistantes

en forma inicial y luego, en base a los resultados obtenidos, densificar los mismos, sobre todo cuan-

do se detecten grandes variaciones en las caractersticas del terreno. Esa separacin inicial depende

de la longitud total de la obra, si es una obra de 10 o 15 km se pueden hacer sondeos cada 200 a

300 metros. La separacin aconsejable se encuentra entre los 250 y 500 metros, segn las caracte-

rsticas a considerar.Si en un tramo hay limo y en otra hay roca, se deben intensificar los sondeos para ver dnde empie-

za la roca. De igual manera, si se detectan mdanos se deben intensificar los sondeos para saber

dnde estn ubicados y especificarlos, porque en esos lugares los taludes laterales no pueden adop-

tarse como 1:1.

En cuanto a la profundidad de los sondeos, es necesario tener en cuenta que las cargas transmi-

tidas por los canales al suelo son bajas (la superficie del canal apoya en casi su totalidad en el terre-

no con cargas bastante bajas), de modo que no son necesarias grandes profundidades para ellos.

Una pauta para la adopcin de esta profundidad es que sea aproximadamente un metro mayor que

la cota de fundacin del canal (solera) en el lugar considerado.

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Para los casos en que la rasante del canal se encuentre por encima del nivel de terreno natural (te-

rrapln), podran hacerse los sondeos a un metro de profundidad desde el nivel de terreno natural, a

los efectos de tener en cuenta las condiciones del terreno superficial donde se asentar el terraplnde apoyo, Figura N 9.

Figura N 9

Es necesario decir que siempre se hacen los sondeos que pueden tener profundidades diferentes.

En correspondencia con las obras de arte, estas pautas pueden cambiar algo, por ejemplo, para el

caso de un puente se hace necesario realizar sondeos en correspondencia con los estribos del mis-

mo, y la profundidad de ellos depender de la luz del puente. O por ejemplo, en el caso de un salto

amortiguador de energa los sondeos tendrn una profundidad de 1 a 2 m por debajo de la rasante

ms baja de dicho salto, que es el cuenco amortiguador.

Cmo se hacen los sondeos?. Depende si el suelo es fino se hacen con palas, hoyadoras o viz-

cacheras. Mientras que si el suelo es de material grueso, se hacen pozos a cielo abierto o calicatas.

Cuntas muestra se toman?. Se toma una por metro de profundidad, aunque el suelo sea el

mismo. Y se indica la profundidad a la que cambia el tipo de suelo en el sondeo.

Las determinaciones que se realizan en las muestras extradas en los sondeos mencionados in-

cluyen los siguientes parmetros:

Composicin del material, mediante la Clasificacin Unificada de Suelos de Casagrande, la

que se establece mediante una sigla de letras que corresponde a cada tipo de suelo y da las ca-

ractersticas generales del mismo. Se debe determinar lo que pasa el tamiz N 4 y el N 200, pa-

ra saber si estamos en presencia de arena, limo o arcilla. Para material fino (suelo cohesivo) es

necesario determinar el Lmite Lquido (LL) y el Lmite Plstico (LP).

Existencia y profundidad de la napa fretica. La presencia de agua en la zona del canal puede

producir fluctuaciones en el nivel de la misma de acuerdo a las pocas del ao, de modo que sedebern realizar determinaciones en distintas pocas del ao para saber la variabilidad de dichos

niveles.

1m

Excavacin

Nivel de

sondeo

NTN

1mNTN

Terra ln

Nivel deSondeo

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Anlisis qumico del suelo, para determinar la presencia de sales agresivas al hormign, espe-

cialmente para recomendar el uso de cemento de alta resistencia a los sulfatos (ARS) en la ela-

boracin del hormign. Humedad del suelo.

Ensayos especiales, como el de penetracin (STP) para poder determinar la resistencia del

terreno (capacidad portante del suelo), ensayo de compresin triaxial.

El ascenso de agua debido a las variaciones de la cota de la napa fretica, puede generar disminu-

cin de la capacidad portante del suelo, y subpresiones sobre el revestimiento del canal, ocasionan-

do el deterioro del mismo, o el levantamiento y colapso con el correr del tiempo. En ese caso se pre-

v la colocacin de drenajes en el revestimiento para eliminar esas subpresiones durante la vida til

del canal, y durante la construccin del mismo para poder trabajar en seco.

En algunos casos puede darse la situacin que la napa fretica no afecte al revestimiento del canal,

pero s afecte los lugares ms bajos en distintas obras de arte, para lo cual se har necesario bom-

bear para la depresin de la napa fretica para la posterior construccin de la misma. Las condicio-

nes del proyecto deben incluir la depresin de la napa fretica para estos casos.

Tambin puede suceder que frente a la certeza de la presencia y fluctuacin de la napa fretica, sea

necesario replantear el perfil longitudinal seleccionado y se haga necesario levantar la rasante de

fondo, antes que plantear obras en terrenos en presencia de agua fretica (permanente o tempora-

ria).

La segunda parte de la investigacin geotcnica es la de los prstamos y yacimientos para los

hormigones (agregados) y terraplenes de la obra.

Para el estudio de los yacimientos se deben realizar todos los ensayos de la norma correspondiente

(IRAM 1509). Los que consisten en:

Grado de aptitud del material: generalmente, para los hormigones se fijan curvas granulomtri-

cas lmites, en funcin de las normas correspondientes. En cambio para los terraplenes, el mate-

rial ms apto es la que se llama ripio de barranca (GW-GC grava bien graduada con material fi-no), con un tamao mximo de tres pulgadas (3) y suficientes finos para que formen una masa

homognea con una plasticidad que asegure la cohesin; tambin se puede utilizar, como se-

gunda instancia, el material clasificado como SW-SC, que es arena bien graduada con finos.

Cantidad de material: es necesario determinar si el material disponible en el yacimiento es sufi-

ciente, o si es necesario aporte de otro yacimiento.

Distancia del yacimiento a la obra: se trata de ubicar yacimientos lo ms cercano que sean

posibles a la obra para abaratar el transporte de materiales a la misma.

Cuando se estaba construyendo la Presa El Carrizal (volumen de obra de aproximadamente3.000.000 m3), se encontr un yacimiento de material apto en un cerro cercano a la obra (a una dis-

tancia de 500m), pero result que slo la parte superior del mismo cumpla esa condicin, y se pu-

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dieron extraer alrededor de 57.000 m3. En consecuencia fue necesario buscar otro yacimiento, el

que se encontr a una distancia de 12 km de la obra. Este inconveniente encareci la obra de $

1.000.000 a $ 8.000.000.Si se detecta una zona que puede ser apta como yacimiento de materiales para la obra, conviene

siempre dividirla con una cuadrcula para realizar los sondeos. Por lo general, resulta aconsejable

empezar con amplitud ubicando los sondeos en los vrtices de las cuadrculas trazadas mediante

mallas cada 100 m, Figura N 10. Si el terreno es homogneo se puede suponer que el resto tam-

bin lo es, caso contrario se intensifican dichos sondeos en esa zona (cada 50 m cada 25m).

Figura N 10

En base al resultado obtenido de los sondeos realizados, se puede hacer el perfil de los materiales,

descontando la zona de cobertura vegetal que se debe descartar, y determinando cules son los

sitios dnde se encuentra el material apto y a qu profundidad. Se debe analizar la extensin en fun-

cin de la profundidad, a mayor profundidad ser ms costosa la extraccin de dicho material.

De esta manera se realiza la llamada cubicacin del yacimiento, para lo cual se deben computar los

volmenes aptos, los cuales deben cuantificarse como el doble de la cantidad de material necesario

para la obra, para estar al cubierto con los imprevistos (Volumen yacimiento = 2 x Volumen de la

obra).

2.B.7 CLCULO HIDRULICO. ELECCIN DE LA SECCIN TRANSVERSALEn movimiento permanente y uniforme, el diseo hidrulico de la seccin transversal de un canal

que debe conducir un caudal dado, con una pendiente tambin dada, no ofrece una nica solucin,

sino que existen infinitas soluciones para el mismo.

Recordando que el caudal se calcula como: UQ = Ecuacin 21

100m

100m

Calicatas cada 100 m

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Y basndonos en esta ecuacin de la continuidad, las variables son la seccin transversal y la velo-

cidad media de escurrimiento. De modo que adoptadas las dimensiones y la forma de la seccin,

slo queda calcular la velocidad media para verificar el caudal de circulacin.La frmula que expresa el valor de la velocidad media en movimiento permanente y uniforme para el

clculo de canales es la expresin de Chzzy:

iRCU H = Ecuacin 22

En donde:

U es la velocidad media de Movimiento Permanente y Uniforme en (m/seg).

C es el coeficiente de Chzy que cuantifica la rugosidad de las paredes y del fondo del canal, sus

unidades en Sistema Internacional son (m1/2/seg).

RH es el radio hidrulico de la seccin transversal en (m).

i es la pendiente de fondo del canal en tanto por uno.

Numerosos autores han desarrollado expresiones experimentales tendientes a obtener el valor del

coeficiente C, las ms usadas en nuestro medio son las de Bazin y la de Manning.

2.B.7.1 FRMULA DE BAZIN (1897)La expresin de Bazin establece que el coeficiente C depende de la rugosidad de las paredes, a tra-

vs de un coeficiente , Tabla N 3, y del radio hidrulico de la seccin transversal.

+=

+

=H

H

H

R

R

R

C87

1

87Ecuacin 23

Tabla N 3CATEGORIA DESCRIPCION

1 PAREDES MUY LISAS (CEMENTO, MADERA CEPILLADA) 0.06

2 PAREDES LISAS (TABLAS, LADRILLOS, PIEDRA TALLADA) 0.16

3 PAREDES EN ALBAILERA DE PIEDRAS BOLA, MAMP. COMN 0.46

4 PAREDES MIXTAS (SECCIONES EN TIERRA MUY REGULARES) ACE-QUIAS REVESTIDAS DE EMPEDRADO

0.85

5 CANALES EN TIERRA EN CONDICIONES ORDINARIAS. 1.30

6 CANALES EN TIERRA DE GRAN RESISTENCIA (FONDO DE RIPIO,PAREDES CON VEGETACIN).

1.75

FUENTE DE INFORMACIN: HIDRULICA DE FRANCISCO J. DOMNGUEZ Y MANUAL DE HIDRULICADE GUILLERMO CSPEDES.

RUMELIN propone un valor de = 0.31 para revestimientos de hormign apisonado.

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2.B.7.2 FRMULA DE BAZIN MODIFICADA POR CONTESSINIContessini ampli el nmero de categoras de Bazin, debido a la mltiple variedad de clases y esta-

dos de paredes en la prctica. Obteniendo doce valores de comprendidos entre 0.06 y 2.30, modi-ficando la expresin del coeficiente C, Tabla N 4.

Tabla N 4CLASE NATURALEZA DE LAS PAREDES.

1 HORMIGN ALISADO Y CONSERVADO LISO.TABLAS LONGITUDINALES CEPILLADAS SIN FISURAS.METLICAS LISAS, SIN REBARBAS. TUBOS NUEVOS (ETERNIT).AGUAS LIMPIAS Y TRAZADO DE CURVAS AMPLIAS.

0.06

2 HORMIGN Y MADERA COMO EN CLASE 1, PERO PARA CURVAS NO MUY AMPLIASY AGUAS NO PERFECTAMENTE LIMPIAS.

TUBOS DE ACERO LAMINADOS NUEVOS.

0.10

3 HORMIGN CON REVOQUE NO PERFECTAMENTE ALISADO Y CON LIGERAS SA-LIENTES EN LAS JUNTAS.TABLAS CEPILLADAS PERO CON ALGUNAS FISURAS.METLICAS CON CABEZA DE ROBLONADURA SALIENTE.MAMPOSTERA ARREGALADA DE LADRILLO O PIEDRA TALLADA.TUBOS DE FUNDICIN NUEVOS.TUBOS DE ACERO LAMINADO EN SERVICIO CORRIENTE.LAS CURVAS PUEDEN NO SER MUY AMPLIAS Y AGUA LIMPIA.

0.16

4 TUBOS DE HORMIGN BIEN LISOS Y EN BUENAS CONDICIONES, DE DIMETROSMAYORES DE 0.40m.AGUAS LIMPIAS.

0.18

5 TUBOS DE HORMIGN CON REVOQUE BIEN LISO, CURVAS DE RADIO PEQUEO.AGUAS NO LIMPIAS.TUBOS DE FUNDICIN DE CUALQUIER DIMETRO, EN SERVICIO CORRIENTE.

0.23

6 HORMIGN CON PAREDES NO BIEN ALISADAS, IRREGULARIDADES.TABLAS SIN LABRAR Y ESCUADRADAS CON POCO CUIDADO, CON FISURAS.TIERRA, CONSTRUCCIN MUY CUIDADA Y CONSERVADA, PAREDES Y SOLERA SINVEGETACIN.MAMPOSTERA COMN BIEN CONSTRUDA

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