YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

1. DISEÑO DE CANALES
ABIERTOS
Ing. Yarly Enith Mosquera Torres

2. Diseño Hidráulico de
Canales
Consiste en realizar el dimensionamiento y la
forma geométrica del canal.
Se compone de dos etapas:
Trazado del canal: alineamiento, pendiente de
fondo, secciones transversales.
Diseño hidráulico: cálculo del tirante normal

3. Criterios para el trazado
El trazo de canales es una actividad que se
realiza después que se ha construido la
plataforma, de acuerdo a las especificaciones
técnicas.
Verificar las características geométricas del canal
en recta y curva.
Trazar la base inferior y superior del canal,
teniendo en cuenta si va ser o no revestido.
Replantear las medidas trazadas con las
especificaciones.

4. Criterios para el trazado
Trazo del eje del canal: tramo recto y curvo.
Conseguir la mayor eficiencia y seguridad de las
obras con el menor costo.
Por lo general el sitio de la iniciación de la
utilización del agua, como tanque de presión,
comienza de la zona de riego, etc. Esta
establecido y desde allí se traza la línea de
gradiente hacia el rio para determinar la
ubicación de las obras de toma

5. Gráfico de diseño

6. Gráfico de diseño

7. No erosión
No
sedimentación
B
A
Y
T
L
F
R
Condición de diseño

8. Diseño de canales

9. Secciones de canales

10. Secciones de canales

13. Elementos básicos en el diseño de
canales
Elementos topográficos: El propósito de un
levantamiento topográfico es determinar la posición
relativa entre varios puntos sobre un plano horizontal
Secciones
Velocidades
Fotografías aéreas
Estudios geológicos, de suelos, etc.

14. Elementos básicos en el
diseño de canales
Estudio Hidrológico: Se requiere para
determinar las lluvias críticas y los caudales en
régimen natural que producen un incremento
máximo en la elevación del nivel freático.
Estudio Granulométrico: Permite la
clasificación de los suelos identificando sus
parámetros más significativos como lo son la
granulometría.

15. Factores a tener en cuenta
en el diseño
 Tipo de material
del cuerpo del canal
 Coeficiente de
rugosidad,
Velocidad máxima y
mínima permitida
Pendiente del canal
Taludes, etc.

16. Ecuación mas utilizada
Ecuación de Manning
Q = Caudal (m3/s)
n = Rugosidad
A = Área (m2)
R = Radio hidráulico (m)

17. Clases de canales a diseñar
REVESTIDOS
- Prevenir erosión
- Evitar la infiltración
- Disminuir la rugosidad de las paredes
NO REVESTIDOS

18. Diseño de canales revestidos o no
erosionables
Se construyen para:
Flujo con altas velocidades
Reducción de los costos de construcción
Disminución en la tasa de infiltración
Reducción de los costos de operación y
mantenimiento
Brindar estabilidad a la sección transversal

19. Diseño de canales revestidos o no
erosionables
MATERIALES MAS UTILIZADOS:
Concreto reforzado o simple
Mampostería
Concreto asfaltico
Suelo cemento
Pasto

20. Diseño de canales revestidos o no
erosionables
PARAMETROS A TENER EN
CUENTA:
Pendiente longitudinal
Taludes laterales
Velocidad mínima
permitida
Borde libre (F)
Altura de revestimiento
(L)
Banca
F
L
e

21. Diseño de canales revestidos o no
erosionables
METODOS DE DISEÑO
SHOTO (Sección
Hidráulica Optima Talud
Optimo)
SHO (Sección Hidráulica
Optima)

22. Método de la SHOTO
METODOLOGIA
Verificación de diseño con formas
estandarizadas. Tabla diapositiva No. 23
Calculo del Yn para el Q de diseño
Calculo del ancho b
Calculo parámetros (A, P, R, F, L)

23. Método de la SHOTO
Tabla diapositiva No. 23

24. Eficiencia de las secciones
Para un Q constante:
Entre todas las secciones la mas eficiente es la
circular
Entre las trapezoidales la mas eficiente es el
semihexagono regular
Entre las triangulares la mas eficiente es la de
taludes laterales 1:1 ambos lados
Entre las rectangulares b = 2y

25. Taludes máximos recomendados para canales
sin o con revestimiento
Talud Material de excavación del lecho
Vertical Rocas compactas
1 : 0.50 Rocas estratificadas
1 : 0.50 Mampostería de piedra común
1 : 1.25 Tierra muy compacta. Paredes rocosas
1 : 1.50 Tierra compacta si revestimiento
1 : 1.75 Cantos rodados
1 : 2.00 Tierra porosa arenosa
1 : 2.50 Tierra en general sin revestir

26. Coeficientes n de Manning
Tipo de conducto Valor de n
Canales enlucidos en cemento bien liso 0.010
Canales con acabado en mortero de
cemento
0.011
Canales de hormigón moldeados en el sitio 0.016
Tuberías de hormigón premoldeadas 0.014
Canales en tierra compacta y paredes lisas 0.020
Canales en roca 0.025
Canales en grava fina 0.024
Canales en grava gruesa 0.028

27. Máximas velocidades permitidas

28. Máximas velocidades permitidas

29. Método de la SHO
Profundidad normal
Área
Ancho de la base
Perímetro mínimo
Radio hidráulico
 
m
m
h
A 

 2
2
1
2
m
m
A
h


 2
1
2
 
m
m
h
b 

 2
1
2
 
m
m
h
P 

 2
1
2
2
2
h
P
A
R 


30. Método de la SHO
Profundidad normal
Ancho de la base
Perímetro mínimo Radio hidráulico
2
2h
A 
2
A
h 
h
b 2

h
P 4

2
h
P
A
R 


31. Borde libre y altura de
revestimiento
Sotelo Hidráulica II

32. Borde libre y altura de revestimiento
L

33. Borde libre

34. Borde libre

35. Borde libre

36. Borde libre (Arturo rocha)

37. Secciones circulares

38. Ejercicio de aplicación 1
Un canal de sección transversal en forma de
trapecio de hormigón premoldeado (n=0.014),
debe conducir un caudal de 25m3/s, bajo una
pendiente longitudinal de 0.0004m/m. Que
dimensiones tendrá la sección?. Utilice el
método de la SHOTO.

39. Ejercicio de aplicación 2
Solucione el ejercicio anterior utilizando el
método de la SHO, para ello el talud lateral es
de 1.5.

40. Ejercicio de aplicación 1 y 2
Solución SHOTO
n = 0.014
m = 0.577
A, R, P, T, L, F, V
Solución SHO
m = 1.0
A, R, P, T, L, F, V
 
m
m
h
A 

 2
2
1
2
2
h
P
A
R 

 
m
m
h
b 

 2
1
2

41. Ejercicio de aplicación 3
Un canal de sección transversal en forma de
trapecio de hormigón premoldeado, debe
conducir un caudal de 55m3/s, bajo una
pendiente longitudinal de 0.0004m/m. Que
dimensiones tendrá la sección?. Utilice el
método de la SHOTO y SHO (m=1.0).

42. Ejercicio de aplicación 4
Un canal de sección transversal en forma de
trapecio/rectángulo con un coeficiente de
rugosidad de 0.016, debe conducir un caudal
de 2m3/s, bajo una pendiente longitudinal de
0.001m/m. Que dimensiones tendrá la
sección?. Utilice el método de la SHOTO y
SHO trapezoidal (m=1.0).

43. GRACIAS