Construccion De Canales

El termino canal se aplica a una construcción por medio de la cual se realiza el transporte de fluidos, por lo general de agua, se diferencia de la tubería, porque este se encuentra abierto a la atmosfera. Otro de los usos que tiene el canal es como vía artificial de navegación. La forma en que funcionan los canales es parte fundamental de la hidráulica; en cuanto a su diseño, se engloba dentro del campo de la ingeniería civil. La creación de los canales se remonta mucho tiempo atrás, pues en la antigua Mesopotamia eran utilizados los canales de riego, y en la Roma Imperial, la forma en que podían abastecerse de agua era por medio de los canales que se encontraban sobre los grandes acueductos. Los canales pueden ser clasificados de diversas maneras, entre ellos se encuentras:

- Los canales naturales, son las depresionesnaturales que hay en la corteza terrestre, algunos de ellos suelen ser de poca profundidad, mientras que los otros, tienen una mayor profundidad, dependiendo del lugar en que se encuentren, es decir si está en la montaña o en la planicie.

- Los canales de riego, es el nombre de las vías que han sido construidas para que el agua sea conducida hacia las zonas en que se complementan las precipitaciones sobre el terreno.

- Los canales de navegación, son la vía de agua elaborada por el hombre que sirve para comunicar los lagos, ríos y océanos.

Hay unos elementos geométricos que son parte de la sección del canal, los mismos son propiedades que pueden ser definidos completamente por la geometría que tenga la sección y por la profundidad del flujo. Dichos elementos son de gran importancia para los cálculos del escurrimiento:

La profundidad del flujo, calado o tirante, ancho superior de la sección del canal en la superficie libre. Área de la sección transversal del flujo normal a la dirección del flujo. Perímetro mojado. Radio hidráulico. Profundidad hidráulica. Factor de la sección.

Para la conducción del agua en una explotación piscícola se pueden utilizar diferentes tipos de estructura, el más común es el canal abierto.

Tipos de canales abiertos

En las explotaciones piscícolas se utilizan diferentes sistemas de canales abiertos para la conducción del agua, generalmente por gravedad, con cuatro objetivos principales:

• canales de alimentación: para suministrar agua desde la toma de agua principal a los estanques piscícolas. En una gran explotación con varios mecanismos de repartición, suele haber un canal de alimentación principal que se divide en canales de alimentación secundarios e incluso terciarios.

• canales de desagüe: para evacuar el agua de los estanques.

• canales de derivación: para desviar de los estanques de represa el agua excedente.

• canales de protección: para alejar de los estanques piscícolas el agua de escorrentía.

Diseño de los canales

Todos los canales deberán diseñarse de manera que tengan la necesaria capacidad de conducción de agua. Los canales se diseñan utilizando fórmulas que establecen relaciones entre la capacidad de conducción y la forma, el gradiente efectivo o pérdida de carga, y la rugosidad de las paredes. La fórmula comúnmente utilizada en que se incluyen todos estos factores es laecuación de Manning:

v= (1÷ n) (R2/3) (S1/2)

v = velocidad del agua en el canal;

n = coeficiente de rugosidad de las paredes del canal;

R = radio hidráulico del canal;

S = pendiente efectiva.

Determinación de la pendiente del fondo del canal

En un determinado canal, la pendiente longitudinal S se puede calcular mediante la fórmula:

S= (nv ÷ R2/3)2

n=es el coeficiente de rugosidad (Cuadro 37);

v=es la velocidad medía del agua, en m/s;

R=es el radio hidráulico, en m (Cuadro 41).

Planificación de la forma del canal

Los canales pueden tener varias formas. En teoría, la forma más eficaz es el semicírculo, pero se trata de una forma poco práctica para los canales de tierra. Por ello, generalmente se utiliza únicamente en las conducciones elevadas prefabricadas de hormigón o de plástico. Frecuentemente, los canales sin revestir de las explotaciones agrícolas tienen una sección trasversal trapezoidal determinada por:

• La anchura (b) de fondo horizontal.

• El coeficiente de pendiente (z) de sus paredes en ángulo.

• La altura máxima de agua (h).

• La sobreelevación (f) para evitar los desbordamientos.

La pendiente de los lados más indicada para un canal trapezoidal de tierra depende del tipo de suelo en que están excavadas las paredes.Cuanto más estable sea el material del suelo, más pronunciada podrá ser la pendiente lateral. Si el canal está revestido, la pendiente varía también según el tipo de revestimiento utilizado.

Selección de la pendiente del fondo de un canal

La pendiente longitudinal del fondo de los canales de tierra se determina atendiendo a las condiciones topográficas:

• En las zonas muy Llanas, la pendiente del fondo puede ser nula (canal horizontal) o al máximo presentar un valor mínimo de 0,05 por ciento, es decir de 5 cm por 100 m;

• En las zonas más inclinadas, la pendiente del fondo no debería pasar del 0,1-0,2 por ciento (entre 10 y 20 cm por 100 m) para evitar que el agua corra demasiado deprisa por el canal y lo desgaste.

El nivel del fondo se puede bajar siempre que sea necesario mediante la construcción de obras de caída en el canal.

En los canales revestidos, por ejemplo los construidos con ladrillos u hormigón, la pendiente del fondo puede ser mayor, ya que es menor el riesgo de daños provocados por la erosión.

Determinación de la velocidad máxima del caudal en los canales

En los canales abiertos, la velocidad del agua varía de acuerdo con la profundidad y con la distancia de las paredes del canal. En las proximidades del fondo y de los márgenes, el agua corre con menor rapidez. Al diseñar los canales, lo que interesa normalmente es la velocidad medía del agua en toda la sección trasversal del canal.

La velocidad media máxima admisible en un canal para evitar la erosión depende del tipo de suelo o del material de revestimiento.

Calculo de la forma geométrica del canal y de su radio hidráulico, R.

Conociendo la anchura del fondo b en m del canal, la altura máxima del agua h en m y el coeficiente de la pendiente lateral z,es fácil calcular las siguientes características del canal:

• Área de la sección transversal mojada A m2

• Perímetro mojado P m, es decir, la longitud del perímetro de la sección transversal que está realmente

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