Mini-Curso de Diseño de Canales Con Régimen Uniforme- Parte V (y última): Curvas en Canales

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Mini-Curso de Diseño de Canales Con Régimen Uniforme- Parte V (y última): Curvas en Canales

Los niveles de agua, cuando se presentan Curvas en Canales, tienden a variar por efecto de la sobreelevación, con respecto al nivel medio del agua, que la fuerza centrífuga genera en la parte exterior de la Curva mientras que en su parte interior aparece una depresión en el nivel del agua. Todo ésto apartando los flujos secundarios que se generan por efecto de estas Curvas que, con seguridad, generarán perturbaciones hasta una longitud determinada aguas abajo de ellas.

El inconveniente con estos cambios de elevación (y perturbaciones secundarias) generados por las Curvas en Canales, pueden ir desde socavaciones o deposiciones excesivas en estos puntos, si hablamos de canales no revestidos, hasta perturbaciones de estructuras hidráulicas, como compuertas o vertederos, ubicadas aguas debajo de estas curvas. Igualmente no se puede perder de vista la posibilidad de desbordamiento del canal, por falta del adecuado borde libre.

Por lo tanto, para los efectos del diseño de Canales, es importante en extremo reducir al mínimo el número de curvas o cambios de dirección en el alineamiento del canal.

Por supuesto que los cambios de dirección serán inevitables en canales de cierta longitud, así hayamos minimizado al máximo las Curvas en el Canal, en cuyo caso es necesario contar con las expresiones o valores recomendados para la estimación de la sobreelevación generada por curvas de determinado radio así como los radios mínimos que deben utilizarse para el diseño, de forma tal de garantizar las condiciones “uniformes” del flujo en canales.

Estimación de la Sobreelevación del nivel de Agua por efecto de las Curvas en Canales

El Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos propone la siguiente expresión para la estimación aproximada de la sobreelevación del nivel del agua que generan las Curvas en Canales:

Estimacion-de-Sobreelevacion-por-Curvas-en-Canales

En donde:

Dy: Es la sobreelevación con respecto a la superficie libre horizontal. [m]
C: Es un Coeficiente que depende del tipo de régimen de flujo en el canal y la sección transversal del canal. Por ejemplo para Curvas Circulares se tienen los valores siguientes:

Régimen

Sección Transversal

C

Subcrítico

Rectangular, Trapezoidal

0,5

Supercrítico

Rectangular, Trapezoidal

1,0

 

V: Velocidad media en el Canal [m/s]
B: Ancho del Canal [m]
Ro: Radio de la curva, medido con respecto al eje del Canal. [m]

 

Como vemos, el efecto de la sobreelevación generada por las Curvas en Canales es mayor para las condiciones Supercríticas del Flujo, dadas las mayores velocidades presentes en este tipo de régimen.

Radios Mínimos de Curvas Horizontales.

En lo relativo a los Radios Mínimo para Curvas en Canales existe diversidad de criterios que van desde los más generales, como los propuestos en la siguiente tabla, en función del Caudal Transportado por el Canal:

Radios-Minimos-para-Curvas-en-Canales

hasta los más específicos, en los cuales se establecen las siguientes expresiones en función del Régimen de Flujo:

Expresiones-Radio-Minimo-Curvas-en-Canales

En donde:

V: Velocidad media en el Canal [m/s]
B: Ancho del Canal [m]
y: Profundidad del Flujo [m]

En general vale decir que los valores presentados para el Radio de Curvatura en función del caudal suelen ser algo conservadores, comparados con los obtenidos con las anteriores expresiones las cuales tienen la ventaja de que toman en cuenta el régimen de flujo en el Canal.

  1. Oscar Madrid
    Oscar Madrid11-05-2012

    Una pregunta:

    ¿Cual es la fuente de las formulas de radio mínimo en las que se toma en cuenta el tipo de régimen?

    Gracias

    • EditorIngCivil
      EditorIngCivil11-06-2012

      EN el texto de la entrada está especificado: El Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos.

      Saludos

  2. Grover
    Grover11-14-2012

    tener que aprender diseño de canales es importante principalmente en la agricultura

  3. Amadeo
    Amadeo12-15-2012

    Información valiosa en relación a lo de la cobertura de canales que yo estaba buscando.

    • rene rojas
      rene rojas01-23-2013

      bastante valiosa, gracias.

  4. byron espinoza
    byron espinoza03-22-2014

    excelente informacion.
    me sirvio de mucho, gracias

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