3.2.1.4 BORDE LIBRE. Es la distancia vertical desde la parte superior del canal o corona hasta la superficie del agua en la condicin de diseo, Es un elemento de seguridad del canal que evita que el agua se rebalse y ocasione daos al terreno que soporta el propio canal.

EL BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde libre con la siguiente expresin: BL = (C.Y) ^1/2

Donde:BL: borde libre (pies) 1.5; para un caudal de 20 pie3/sC= 2.5; para un caudal de 3000 pie3/sY: tirante del canal (pies)

BORDE LIBRE EN FUNCIN DEL CAUDALGASTO pie3/s

REVESTIDO(cm)SIN REVESTIR(cm)

1.0030.0060.00

BORDE LIBRE EN FUNCIN DE LA PLANTILLA DEL CANALANCHO DE LA PLANTILLA(m)BORDE LIBRE(m)

< 0.80.4

0.8 1.50.5

1.5 3.00.6

3.0 201.0

EJEMPLOS DE CLCULO Los problemas que comnmente se presentan en la prctica, son aquellos donde se desea conocer el tirante. Las siguientes tablas ayudarn a resolver dichos problemas.

TABLA 3.3

Tabla3.12.a

TABLA3.12.a

Tabla3.12.b

EJERCICIO 3.1Un canal de concreto con rugosidad de 0.014, tiene una pendiente de 0.002 y la inclinacin de sus taludes es de 2:1, si por l fluye un caudal de 5m3/ seg. Calcular el tirante si la plantilla es 1.5m?SolucinDatos: Q = 5m3/segb = 1.5mZ = 2S = 0.002n = 0.014Segn Manning :

9 Este valor 0.79 lo buscamos en la tabla 3.12.a, de donde obtenemos el valor de m, es decir:m = y/b = 0.54 (1)Pero b= 1.5m, reemplazando en (1): y = 0.81m.

EJERCICIO 3.2 El canal de Tcume tiene un caudal de 10m3/seg, una pendiente de 0.001.Si se le quiere revestir de concreto con taludes 1:1, determinar el tirante y la plantilla para la condicin de mxima eficiencia hidrulica.SolucinDatos : Q = 10m3/segZ = 1S = 0.001n = 0.014Segn la tabla 3.3, se tiene que para mxima eficiencia hidrulica cuando el talud es 1:1, la relacin plantilla - tirante vale 0.828; es decir: b/y = 0.828, entonces y/b = 1.208 , buscamos este valor en la tabla 3.12.a y en la interseccin con Z= 1 encontramos un valor aproximados , razn por la cual tenemos que interpolar, es decir:1.20 2.791.208 X1.25 3.04De donde se obtiene X = 2.83, luego:

Reemplazando valores se tiene:

, de donde se tiene que b = 1.373Como b/y = 0.828 entonces el tirante ser y = 1.66m.

EJERCICIO 3.3Un canal circular conduce un gasto de 10m3/seg. Con una velocidad media de 2.0m/seg y una profundidad normal igual a 0.75D, para una rugosidad de 0.012, determinar la pendiente que corresponde a dicho flujo?Solucin Datos: Q = 10m3/segn = 0.014 Y y = 0.75Dv = 2.0 m3/segSegn la tabla 3.12.b para la relacin y/D = 0.75 se tiene: . (1) Como Q = V*A, entonces tenemos que A = 5m2 En (1): de donde se obtiene que D = 2.81mPor dato Y = 0.75D, entonces Y = 2.11mReemplazando valores en (1):

de donde obtenemos que S = 0.0007.