- Disear obras hidrulicas con la capacidad de evacuar

convenientemente los caudales de diseo.

CARACTERSTICAS GENERALES DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE:

Comparacin entre flujo en tuberas y flujo en canales abiertos.

El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubera. Estas

dos clases de flujo son similares en muchos aspectos pero se diferencian en un aspecto

importante. El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en

tubera no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el

conducto.

Una superficie libre est sometida a la presin atmosfrica. El flujo en tubera, al estar

confinado en un conducto cerrado, no est sometido a la presin atmosfrica de manera

directa sino slo a la presin hidrulica.

El flujo de un fluido en un canal se caracteriza por la exposicin de una superficie libre a la

presin atmosfrica. El agua que fluye en un canal se ve afectada por todas las fuerzas

que intervienen en el flujo dentro de un tubo, con la adicin de las fuerzas de gravedad y

de tensin superficial que son la consecuencia directa de la superficie libre. Las dos

clases de flujo se comparan en la Figura 1.1. A la izquierda de sta se muestra el flujo

en tubera. Dos piezmetros se encuentran instalados en las secciones (1) y (2) de la

tubera. Los niveles de agua en estos tubos se mantienen por accin de la presin en la

tubera en elevaciones representadas por la lnea conocida como lnea de gradiente

hidrulico. La presin ejercida por el agua en cada seccin del tubo se indica en el tubo

piezomtrica correspondiente, mediante la altura d de la columna de agua por encima del

eje central de la tubera. La energa total del flujo en la seccin con referencia a una lnea

base es la suma de la elevacin Z del eje central de la tubera, la altura piezomtrica (d) y

la altura de velocidad V/2g, donde V es la velocidad media del flujo (aqu se supone que

la velocidad del canal est uniformemente distribuida a travs de la seccin del conducto).

En la figura la energa est representada por la lnea conocida como lnea de energa. La

prdida de energa que resulta cuando el agua fluye desde la seccin (1) hasta la seccin

(2) est representada por hf. Se supone que el flujo es paralelo y que tiene una

distribucin de velocidades uniforme y que la pendiente del canal es pequea. En este

caso, la superficie de agua es la lnea de gradiente hidrulico, y la profundidad del agua

corresponde a la altura piezomtrica.

Clasificacin del flujo en canales abiertos. El flujo en canales abiertos puede clasificarse en muchos tipos y describirse de varias

maneras. La siguiente clasificacin se hace de acuerdo con el cambio de los parmetros

profundidad, velocidad, rea etc. del flujo con respecto al tiempo y al espacio. La

clasificacin del flujo en canales abiertos se resume de la siguiente manera:

A. Flujo permanente.

1. Flujo uniforme

2. Flujo variado

a. Flujo gradualmente variado

b. Flujo rpidamente variado

B. Flujo no permanente

1. Flujo uniforme no permanente

2. Flujo variado no permanente

a. Flujo gradualmente variado no permanente

b. Flujo rpidamente variado no permanente

a) Flujo permanente y flujo no permanente. El flujo es permanente si los parmetros (tirante, velocidad, rea, etc.), no cambian con respecto al tiempo, es decir, en una seccin del canal en todos los tiempos los elementos del flujo permanecen constantes. Si los parmetros cambian con respecto al tiempo el flujo se llama no permanente. En la mayor parte de los problemas de canales abiertos es necesario estudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones permanentes. Sin embargo, si el cambio en la condicin del flujo con respecto al tiempo es importante, el flujo debe tratarse como no permanente. b) Flujo uniforme y flujo variado. Esta clasificacin obedece a la utilizacin del espacio como variable. El flujo es uniforme si los parmetros (tirante, velocidad, rea, etc.), no cambian con respecto al espacio, es decir, en cualquier seccin del canal los elementos del flujo permanecen constantes. Un flujo uniforme puede ser permanente o no permanente, segn cambie o no la profundidad con respecto al tiempo.

Flujo uniforme permanente: La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideracin, es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidrulica de canales abiertos.

Flujo uniforme no permanente: El establecimiento de un flujo uniforme no permanente requerira que la superficie del agua fluctuara de un tiempo a otro pero permaneciendo paralela al fondo del canal, como esta es una condicin prcticamente imposible. El flujo uniforme no permanente es poco frecuente (raro).

Flujo rpidamente variado: El flujo es rpidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias comparativamente cortas, como es el caso del resalto hidrulico.

Flujo gradualmente variado: El flujo gradualmente variado es aquel en el cual los parmetros cambian en forma gradual a lo largo del canal, como es el caso de una curva de remanso.

El flujo gradualmente variado puede ser acelerado o retardado. El primero se presenta cuando los tirantes en la direccin del escurrimiento van disminuyendo (figura 1.12) y el segundo, llamado tambin remanso, existe cuando sucede el fenmeno contrario. Un

caso muy tpico de remanso es aquel que se presenta aguas arriba de un vertedero o cualquier obstruccin semejante.

Estados de flujo. El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional segn el efecto de la viscosidad en relacin con la inercia. Flujo laminar: El flujo es laminar si las fuerzas viscosas son muy fuertes en relacin con las fuerzas inerciales, de tal manera que la viscosidad juega un papel importante en determinar el comportamiento del flujo. En el flujo laminar, las partculas de agua se mueven en trayectorias suaves definidas o lneas de corriente, y las capas de fluido con espesor infinitesimal parecen deslizarse sobre capas adyacentes, es decir, el movimiento de las partculas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresin de que se tratara de lminas o capas ms o menos paralelas entre s, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscpica o intercambio transversal entre ellas. Flujo turbulento: Este tipo de flujo es el que ms se presenta en la prctica de ingeniera. El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son dbiles en relacin con las fuerzas inerciales. En flujo turbulento, las partculas del agua se mueven en trayectorias irregulares, que no son suaves ni fijas, pero que en conjunto todava representan el movimiento hacia adelante de la corriente entera. Entre los estados de flujo laminar y turbulento existe un estado mixto o transicional. El efecto de la viscosidad en relacin con la inercia puede representarse mediante el nmero de Reynolds, si se usa como longitud caracterstica el radio hidrulico, el nmero de Reynolds es:

donde:

= velocidad media del flujo, en m/s = longitud caracterstica, en m =viscosidad cinemtica del agua, en y los valores lmites son: Flujo laminar Re < 500 Flujo turbulento Re > 1000 Flujo de transicin 500 < Re < 1000

Debe aclararse que en experimentos se ha demostrado que el rgimen de flujo puede cambiar de laminar a turbulento con valores entre 500 y 12500 cuando se ha trabajado con el radio hidrulico como longitud caracterstica, por lo que algunos aceptan los siguientes lmites: Flujo laminar Re < 500 Flujo turbulento Re > 12500* Flujo de transicin 500 < Re < 12500* *El lmite superior no est definido.

Si se usa como longitud caracterstica un valor de cuatro veces el radio hidrulico, .

y se aceptan los siguientes lmites: Flujo laminar Re < 2000 Flujo turbulento Re > 4000 Flujo de transicin 2000 < Re < 4000 El rgimen de flujo en canales es usualmente turbulento. El nmero de Reynolds es un parmetro adimensional cuyo valor es idntico independientemente del sistema de unidades, siempre y cuando las unidades utilizadas sean consistentes.

EFECTO DE LA GRAVEDAD: Nmero de Froude El efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se representa por la relacin entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales. Esta relacin est dada por el nmero de

Froude, definido como:

Donde: = nmero de Froude =velocidad media del flujo, en m/s =aceleracin de la gravedad, 9.81 m/s2 =tirante medio del agua, en m =rea hidrulica, en m2 =espejo de agua o ancho superficial, en m. Geometra de canal: Un canal construido con una seccin transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismtico. De otra manera, el canal es no prismtico, un ejemplo es un vertedero de ancho variable y alineamiento curvo. m= Talud del canal o ngulo de reposo del material que depende de la clase de terreno.

TABLA 1.3. Elementos geomtricos de secciones de canal comunes

SECCIN REA PERMETRO

MOJADO RADIO

HIDRULICO ANCHO

SUPERFICIAL PROFUNDIDAD

HIDRULICA

( ) ( )

( )

(

)

LA ECUACIN DE MANNING:

En 1889 el ingeniero irlands Robert Manning present una ecuacin, la cual se modific

ms adelante hasta llegar a su bien conocida forma actual.

donde es la velocidad media en m/s, es el radio hidrulico en metros, es la

pendiente de la lnea de energa y es el coeficiente de rugosidad, especficamente

conocido como n de Manning.

- Seleccin del coeficiente de rugosidad de Manning:

Al aplicar la ecuacin de Manning, la mayor dificultad est en la determinacin del

coeficiente de rugosidad n, ya que no existe un mtodo exacto para la seleccin del valor

n. Con el nivel de conocimiento actual, seleccionar un valor de n significa estimar la

resistencia al flujo de un canal determinado, lo cual realmente es un asunto de intangibles.

- Factores que afectan el coeficiente de rugosidad de Manning:

A. Rugosidad superficial:

Se presenta por el tamao y la forma de los granos de material que forman el permetro

mojado y que presentan un efecto retardador del flujo. Por lo general ste se considera

como el nico factor para la seleccin de un coeficiente de rugosidad, pero en realidad es

solo uno de varios factores principales. En general, granos finos dan como resultado un

valor relativamente bajo de n, y granos gruesos , un valor alto de n.

B. Vegetacin:

La vegetacin puede considerarse como una clase de rugosidad superficial, pero tambin

reduce de manera notable la capacidad del canal y retarda el flujo. Este efecto depende

por completo de la altura, la densidad, la distribucin y el tipo de vegetacin, y es muy

importante en el diseo de pequeos canales de drenaje.

C. Irregularidad del canal:

Incluyen las irregularidades en el permetro mojado y variaciones en la seccin

transversal, tamao y forma de sta a lo largo del canal.

D. Alineamiento del canal:

Curvas suaves con radios grandes producirn variables de n relativamente bajos, en tanto

que curvas bruscas con meandros severos incrementarn el n. Con base en pruebas de

laboratorio llevadas a cabo en canaletas, Scobey sugiri que el valor de n se incrementar

en 0.001 por cada 20 grados de curvatura en 100 pies de canal. Aunque es dudoso que la

curvatura llegue a aumentar el valor de n en ms de 0.002 o 0.003, su efecto no debera

ignorarse, debido a que la curvatura puede inducir la acumulacin de material flotante, y,

por consiguiente, incrementar indirectamente el valor de n.

E. Sedimentacin y socavacin:

Por lo general, la sedimentacin puede cambiar un canal muy irregular en un canal

relativamente uniforme y disminuir el n , en tanto que la socavacin puede hacer lo

contrario e incrementar el n. Sin embargo, el efecto dominante de la sedimentacin

depender de la naturaleza del material sedimentado. El efecto de la socavacin no es

importante siempre y cuando la erosin en el lecho del canal causada por velocidades

altas progrese igual e uniformemente.

F. Obstruccin:

La presencia de obstrucciones de troncos, pilas de puente y estructuras similares tiende a

incrementar el n. La magnitud de este incremento depende de la naturaleza de las

obstrucciones, de su tamao, forma, nmero y distribucin.

G. Tamao y forma del canal:

No existe evidencia definitiva acerca del tamao y la forma del canal como factores

importantes que afecten la velocidad de n. Un incremento en el radio hidrulico puede

aumentar o disminuir n, segn la condicin del canal.

H. Nivel y caudal:

En la mayora de las corrientes el valor n disminuye con el aumento del nivel y en el

caudal. Cuando el agua es poco profunda, las irregularidades en el fondo del canal

quedan expuestas y sus efectos se vuelven pronunciados. Sin embargo, el valor n puede

ser grande en niveles altos si las bancas estn cubiertas por pastos o son rugosas.

I. Cambio estacional:

Debido al incremento estacional de las plantas acuticas, hierbas, malezas, sauces y

rboles en al canal o en las bancas, el valor de n puede aumentar en la estacin de

crecimiento y disminuir en la estacin inactiva.

J. Material en suspensin y carga del lecho:

El material en suspensin y la carga del lecho, ya sea en movimiento o no, consumir

energa y causar una prdida de altura e incrementar la rugosidad aparente del canal.

Todos los factores anteriores deben estudiarse y evaluarse con respecto a las

condiciones relacionadas con el tipo de canal, el estado del flujo, el grado de

mantenimiento y otras consideraciones. Ellos dan una base para determinar el valor de n

apropiado para un problema determinado. Como una gua general para la escogencia,

debe aceptarse que las condiciones que tiendan a inducir turbulencia y causar retardo

incrementarn el valor de n, y aquellas que tiendan a reducir la turbulencia y el retardo

disminuirn el valor de n.

A partir del reconocimiento de varios factores primordiales que afectan el coeficiente de

rugosidad, Cowan desarroll un procedimiento para estimar el valor de n. Mediante esta

procedimiento, el valor de n puede calcularse por:

( )

donde es un valor bsico de n para un canal recto, uniforme y liso en los materiales

naturales involucrados, es un valor que debe agregarse al para corregir el efecto de

las rugosidades superficiales, es un valor para considerar las variaciones en la forma y

tamao de la seccin transversal del canal, es un valor para considerar las

obstrucciones, es un valor para considerar la vegetacin y las condiciones de flujo y

es un factor de correccin por los efectos de meandros en el canal. Los valores

apropiados de a y pueden seleccionarse en la siguiente tabla de acuerdo a las

condiciones dadas.

TABLA 1.1. Valores para el clculo del coeficiente de rugosidad mediante la ecuacin 1.1.

Condiciones del canal Valores

Material involucrado

Tierra

0.020

Corte en roca 0.025

Grava fina 0.024

Grava gruesa 0.028

Grado de irregularidad

Suave

0.000

Menor 0.005

Moderado 0.010

Severo 0.020

Variaciones de la seccin transversal

Gradual

0.000

Ocasionalmente alternante

0.005

Frecuentemente alternante

0.010-0.015

Efecto relativo de las obstrucciones

Insignificante

0.000

Menor 0.010-0.015

Apreciable 0.020-0.030

Severo 0.040-0.060

Vegetacin

Baja

0.002-0.010

Media 0.010-0.025

Alta 0.025-0.050

Muy alta 0.050-0.10

Grado de los efectos por meandros

Menor

1.000

Apreciable 1.150

Severo 1.300

Al aplicar el mtodo anterior para determinar el valor de n, deben considerarse algunos

aspectos. El mtodo no considera el efecto del sedimento en suspensin y la carga del

lecho. Los valores de la tabla anterior se desarrollaron a partir de un estudio de 40 a 50

casos de canales pequeos y moderados. Por consiguiente el mtodo es cuestionable

cuando se aplica a canales grandes cuyos radios hidrulicos exceden los 5 metros. El

mtodo se aplica solo a corrientes naturales sin revestimiento, canales de creciente y

canales de drenaje, y muestra un valor mnimo de 0.02 para el valor de n en dichos

canales. Sin embargo, el valor mnimo de n, en general, puede ser tan bajo como 0.012

en canales revestidos y 0.008 en canales artificiales de laboratorio.

- Tabla del coeficiente de rugosidad de Manning.

La TABLA 1.2 presenta los valores de n para diferentes clases de canales. Para cada tipo

de canal se muestran los valores mnimo, normal y mximo de n. Los valores normales

para canales artificiales dados en la tabla se recomiendan solo para canales con buen

mantenimiento. Los nmeros en negrita son en general los recomendados para el diseo.

En el caso de que se considere un mantenimiento pobre en el futuro, los valores

mostrados deben incrementarse de acuerdo con la situacin esperada.

TABLA 1.2. Valores del coeficiente de rugosidad n. Tipo de canal y descripcin Mnimo Normal Mximo

A. Conductos cerrados que fluyen parcialmente llenos

A-1. Metal

a. Latn, liso 0.009 0.010 0.013

b. Acero

1. Estriado y soldado 0.010 0.012 0.014

2. Riveteado y en espiral 0.013 0.016 0.017

c. Hierro Fundido

1. Recubierto 0.010 0.013 0.014

2. No recubierto 0.011 0.014 0.016

d. Hierro forjado

1. Negro 0.012 0.014 0.015

2. Galvanizado 0.013 0.016 0.017

e. Metal corrugado

1. Subdrenaje 0.017 0.019 0.021

2. Drenaje de aguas lluvias 0.021 0.024 0.030

A-2. No metal

a. Lucita 0.008 0.009 0.010

b. Vidrio 0.009 0.010 0.013

c. Cemento

1. Superficie pulida 0.010 0.011 0.013

2. Mortero 0.011 0.013 0.015

d. Concreto

1. Alcantarilla recta libre de basuras 0.010 0.011 0.013

2. Alcantarilla con curvas, conexiones y algo de basuras 0.011 0.013 0.014

3. Bien terminado 0.011 0.012 0.014

4. Alcantarillado de aguas residuales con pozos de inspeccin, entradas, etc. Recto. 0.013 0.015 0.017

5. Sin pulir, formaleta o encofrado metlico. 0.012 0.013 0.014

6. Sin pulir, formaleta o encofrado de madera lisa. 0.012 0.014 0.016

7. Sin pulir, formaleta o encofrado de madera rugosa. 0.015 0.017 0.020

e. Madera

1. Machihembrada 0.010 0.012 0.014

2. Laminada, tratada 0.015 0.017 0.020

f. Arcilla

1. Canaleta comn de baldosas 0.011 0.013 0.017

2. Alcantarilla vitrificada 0.011 0.014 0.017

3. Alcantarilla vitrificada con pozos de inspeccin, entradas, etc. 0.013 0.015 0.017

4. Subdrenaje vitrificado con juntas abiertas. 0.014 0.016 0.018

g. Mampostera en ladrillo

1. Barnizada o lacada 0.011 0.013 0.015

2. Revestidas con mortero de cemento 0.012 0.015 0.017

h. Alcantarillados sanitarios cubiertos con limos y babas de aguas residuales, con curvas y conexiones. 0.012 0.013 0.016

i. Alcantarillados con batea pavimentada y fondo liso 0.016 0.019 0.020

j. Mampostera de piedra, cementada. 0.018 0.025 0.030

B. Canales revestidos o desarmables

B-1. Metal

a. Superficie lisa de acero

1. Sin pintar 0.011 0.012 0.014

2. Pintada 0.012 0.013 0.017

b. Corrugado 0.021 0.025 0.030

B-2. No metal

a. Cemento

1. Superficie pulida 0.010 0.011 0.013

2. Mortero 0.011 0.013 0.015

b. Madera

1. Cepillada sin tratar 0.010 0.012 0.014

2. Cepillada, creosolada 0.011 0.012 0.015

3. Sin cepillar 0.011 0.013 0.015

4. Lminas con listones 0.012 0.015 0.018

5. Forrada con papel impermeabilizante 0.010 0.014 0.017

c. Concreto

1. Terminada con llana metlica (palustre) 0.011 0.013 0.015

2. Terminada con llana de madera 0.013 0.015 0.016

3. Pulido, con gravas en el fondo. 0.015 0.017 0.020

4. Sin pulir. 0.014 0.017 0.020

5. Lanzado, seccin buena. 0.016 0.019 0.023

6. Lanzado, seccin ondulada. 0.018 0.022 0.025

7. Sobre roca, bien excavada. 0.017 0.020

8. Sobre roca, irregularmente excavada. 0.022 0.027

d. Fondo de concreto terminado con llana de madera y con lados de:

1. Piedra labrada, en mortero. 0.015 0.017 0.020

2. Piedra sin seleccionar, sobre mortero. 0.017 0.020 0.024

3. Mampostera de piedra cementada, recubierta. 0.016 0.020 0.024

4. Mampostera de piedra cementada. 0.020 0.025 0.030

5. Piedra suelta o riprap. 0.020 0.030 0.035

e. Fondo de gravas con lados de:

1. Concreto encofrado 0.017 0.020 0.025

2. Piedra sin seleccionar, sobre mortero. 0.020 0.023 0.026

3. Piedra suelta o riprap. 0.023 0.033 0.036

f. Ladrillo

1. Barnizado o lacado. 0.011 0.013 0.015

2. En mortero de cemento. 0.012 0.015 0.018

g. Mampostera

1. Piedra partida cementada. 0.017 0.025 0.030

2. Piedra suelta. 0.023 0.032 0.035

h. Bloques de piedra labrados. 0.015 0.015 0.017

i. Asfalto

1. Liso 0.013 0.013

2. Rugoso 0.016 0.016

j. Revestimiento vegetal. 0.030 0.050

C. Excavado o dragado.

a. En tierra, recto y uniforme

1. Limpio, recientemente terminado 0.016 0.018 0.020

2. Limpio, despus de exposicin a intemperie 0.018 0.022 0.025

3. Con gravas, seccin uniforme, limpio. 0.022 0.025 0.030

4. Con pastos cortos, algunas malezas 0.022 0.027 0.033

b. En tierra, serpenteante y lento

1. Sin vegetacin 0.023 0.025 0.030

2. Pastos, algunas malezas 0.025 0.030 0.033

3. Malezas densas o planas acuticas en canales profundos 0.035 0.035 0.040

4. Fondo en tierra con lados de piedra 0.028 0.030 0.035

5. Fondo pedregoso y bancas con maleza 0.025 0.035 0.040

6. Fondo en cantos rodados y lados limpios 0.030 0.040 0.050

c. Excavado con pala o dragado

1. Sin vegetacin 0.025 0.028 0.033

2. Matorrales ligeros en las bancas 0.035 0.050 0.060

d. Cortes en roca

1. Lisos y uniformes 0.025 0.035 0.040

2. Afilados e irregulares 0.035 0.040 0.050

e. Canales sin mantenimiento, malezas y matorrales sin cortar

1. Malezas densas tan altas como la profundidad del flujo

0.050 0.080 0.120

2. Fondo limpio con materiales en los lados 0.040 0.050 0.080

3. Igual, nivel mximo de flujo 0.045 0.070 0.110

4. Matorrales densos, nivel alto. 0.080 0.100 0.140

D. Corrientes naturales

D-1. Corrientes menores (ancho superficial en nivel creciente

5. Igual al anterior, pero con nivel de creciente por encima de las ramas

0.100 0.120 0.160

D-3. Corrientes mayores (ancho superficial en nivel de creciente > 100 pies). El valor de n es menor que el correspondiente a corrientes menores con descripcin similar, debido a que las bancas ofrecen resistencia menos efectiva.

a. Seccin regular sin cantos rodados ni matorrales 0.025 0.060

b. Seccin irregular y rugosa 0.035 0.100

DISEO DE CANALES REVESTIDOS NO EROSIONABLES:

La mayor parte de los canales artificiales revestidos pueden resistir la erosin de manera

satisfactoria y, por consiguiente se consideran no erosionables. En el diseo de canales

artificiales no erosionables, factores como la velocidad permisible mxima y la fuerza

tractiva permisible no hacen parte del criterio que debe ser considerado. El diseador

siempre calcula las dimensiones del canal artificial mediante una ecuacin de flujo

uniforme y luego decide acerca de las dimensiones finales con base en la eficiencia

hidrulica o reglas empricas de seccin ptima, aspectos prcticos constructivos o

economa. Los factores que se consideran en el diseo son: la clase de material que

conforma el cuerpo del canal, la cual determina el coeficiente de rugosidad; la velocidad

mnima permisible, para evitar la deposicin si el agua mueve limos o basuras; la

pendiente del fondo del canal y las pendientes laterales; el borde libre y la seccin ms

eficiente, ya sea determinada hidrulica o empricamente.

En canales revestidos, la velocidad mxima permisible, es decir, la velocidad mxima que

no causar erosin, puede no considerarse siempre y cuando el agua no transporta

arena, grava o piedras.

Velocidad mnima permisible:

Es la menor velocidad que no permite el inicio de la sedimentacin y no induce el

crecimiento de plantas acuticas y de musgo. Esta velocidad es muy incierta y su valor

exacto no puede determinarse con facilidad. Para aguas que no tengan carga de limos o

para flujos previamente decantados, este factor tiene una pequea importancia excepto

por su efecto en el crecimiento de plantas. En general puede adoptarse una velocidad

media de 0.61 m/s a 0.91 m/s cuando el porcentaje de limos presente en el canal es

pequeo y una velocidad media no inferior a 0.76 m/s prevendr el crecimiento de

vegetacin que disminuir seriamente la capacidad de transporte del canal.

- Pendientes del canal:

La pendiente longitudinal (So) del fondo de un canal, por lo general est dada por la

topografa y la altura de energa requerida para el flujo.

Las pendientes laterales o taludes de un canal dependen principalmente de la clase de

material. Para canales revestidos de concreto hidrulico puede admitirse un talud 1:1 o

1.25:1.

- Borde libre:

Es la distancia vertical desde la parte superior del canal hasta la superficie del agua en la

condicin de diseo. Esta distancia debe ser lo suficientemente grande para prevenir que

ondas o fluctuaciones en la superficie del agua causen reboses por encima de los lados.

No existe una regla universalmente aceptada para el clculo del borde libre, debido a que

la accin de las ondas o fluctuaciones en la superficie pueden crearse por muchas causas

incontrolables. Una prctica corriente para canales revestidos, se acepta como criterio un

borde libre igual a quinta parte de la profundidad hidrulica. .

SECCIONES DE MXIMA EFICIENCIA HIDRULICA:

Uno de los factores que intervienen en el costo de construccin de un canal, es el

volumen a excavar; este a su vez depende de la seccin transversal. Mediante

ecuaciones se puede plantear y resolver el problema de la menor excavacin para

conducir un gasto dado, conocida la pendiente. La forma que conviene dar a una seccin

de magnitud dada, para que conduzca el mayor caudal posible, es lo que se ha llamado:

seccin de mxima eficiencia hidrulica.

Se sabe que la conductividad de una seccin de canal se incrementa con el aumento del

radio hidrulico o la disminucin en el permetro mojado. Desde un punto de vista

hidrulico, por consiguiente, la seccin de canal que tenga el menor permetro mojado

para un rea determinada tiene la mxima conductividad.

SECCIONES DE MXIMA EFICIENCIA

Seccin REA

PERMETRO MOJADO

RADIO HIDRULICO

ANCHO SUPERFICIAL

PROFUNDIDAD HIDRULICA

FACTOR DE

SECCIN Trapecio

Rectngulo

Tringulo

Semicrculo

Crculo