Este documento describe los conceptos y cálculos básicos para el diseño de acueductos y puentes canales. Explica que un acueducto es un conducto elevado que permite el paso de agua sobre una depresión, y que un puente canal es una estructura que permite el cruce de un canal a través de depresiones. Detalla los componentes estructurales, los criterios de diseño y los cálculos requeridos para dimensionar las secciones transversales, las transiciones, y determinar las pérdidas de carga. El objetivo final es prove

1. Ing.Giovene Pérez Campomanes
Diseño Hidráulico de Acueductos
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Universidad Nacional de Trujillo
Escuela de Postgrado
Email: giovene.perez.c@gmail.com

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2.1 Acueducto:
Es un conducto que fluye como canal encima de un
puente diseñado, para resistir la carga de agua y su
propio peso para atravesar una vía de transporte o para
cruzar una depresión o curso de agua no muy profunda.
Desde el punto de vista de la estructura civil, los
acueductos pueden ser de dos tipos:
 Acueducto sobre una estructura de soporte (puente).
 Canal cuyas paredes y base forman parte estructural del
puente

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2.2 Puente Canal: Estructura que permite el
cruce de un canal a través de depresiones poco
profunda del terreno, ríos, arroyos e
incorporan condiciones e limites especiales y
particulares a un canal y consiste
esencialmente en un tramo de conducto
soportado por encima del terreno mediante
pilas y caballetes.

4. Un puente canal no es factible cuando la rasante
proyectada del canal resulte más baja que el
nivel de agua del rió por cruzar.
Este se utilizará cuando la diferencia de niveles
entre la rasante del canal y la rasante de la
quebrada o río, permita un espacio libre,
suficiente para lograr el paso del agua.

5.  Sub- estructura: Es la que soporta la súper estructura
y consta de pilas, estribos y caballetes.
 Súper-estructura: es la soportada por la sub-
estructura la cual está compuesta por transición de
entrada, compuerta, conducto, transición de salida.
 Las transiciones: sirven para pasar en forma gradual
de la sección del canal a la del conducto o viceversa
según sea transición de entrada o salida; este cambio
debe ser gradual para evitar turbulencias y reducir las
pérdidas de carga. Estas pueden ser de dos tipos:
Transición de entrada: esta une por un
estrechamiento progresivo el canal con el puente
canal, lo cual provoca un cambio gradual del agua
en el canal.
Transición de salida: esta une el puente canal con el
canal.

8. Sección transversal de un canal.
Partes geométricas de un puente canal

9. El cálculo hidráulico comprende los siguientes
aspectos.
 Calculo de las dimensiones transversales del
conducto.
 Calculo de la longitud de las transiciones.
 Calculo de la sobreelevación del agua en el
cauce (cuando el puente canal cruza un rio o
arroyo).
 Calculo de las pérdidas de carga.

10. El ángulo α formado por el eje de la transición y
la intersección del nivel del agua con el talud
debe estar dentro de los siguientes límites: 12o-
30’ a 22o-30’
Calculo de la longitud de las transiciones.

12. Las pérdidas de carga que se consideran para puentes
canales o canoas son:
 Perdida de carga por transición.
Se estima entre 0.1 y 0.2 de la diferencia de cargas de la
velocidad en el conducto y en el canal.
 Perdida de carga por fricción.
Se calcula con la formula derivada de la de manning.
Calculo de las pérdidas de carga.

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2.6 Criterios de diseño:
Estas obras constan de transición de entrada y
transición de salida, siendo siempre
rectangular la sección de la canoa.
 La energía de la canoa debe ser en lo posible
igual a la energía del canal, para lo cual se
trata de dar velocidades en la canoa igual a la
del canal, despreciándose las perdidas de carga
en este caso, normalmente suele dárse a las
transiciones, ángulos de 12º 30´.

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Acueducto – canal Chimbote- PE Chinecas

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La pendiente en la sección de la canoa,
debe ajustarse lo mas cercano posible a
la pendiente del canal a fin de evitar
cambios en la rasante.
Se recomienda diseñar considerando un
tirante en la canoa igual al del canal.
La condición de flujo en la canoa debe
ser subcritico.

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 Cuando el nivel de la superficie libre del agua
es mayor que la rasante del obstáculo, se
puede utilizar como estructura de cruce un
puente canal (acueducto) o un sifón invertido.
 El puente canal se puede utilizar cuando la
diferencia de niveles entre la rasante del
canal y la rasante del obstáculo permite un
espacio libre suficiente para lograr el paso.

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2.7 Elementos hidráulicos de un acueducto
 Transición de entrada.
 Conducto elevado.
 Transición de salida.

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Tipo de transición Ke Ks
Curvado 0.1 0.2
Cuadrado cilíndrico 0.15 0.25
Simplificado en línea recta 0.2 0.3
Linea recta 0.3 0.5
Extremos cuadrados > 0.3 0.75
Valores de Ke y Ks, según el tipo de transición

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Diseño del conducto elevado
Para el calculo de consideramos Emin = E4

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Calculo de la transición de salida
La transición de entrada se diseña en forma similar.
Calculo de las perdidas en las transiciones
De donde:
h1-2:perdidas por transición entre 1 y 2
K= coeficiente de perdidas en la transición de entrada.
Ks=coeficiente de perdidas de transición de salida
Δhv=diferencia de cargas de velocidad, debe tener un
valor positivo
si: V1>V2

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Calculo de los efectos de la curva de remanso
Calculo de y3:
De donde:
L= Longitud de la transición

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Calculo de y2
Donde:
L= Longitud del acueducto

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Calculo de y1
Calculo de la altura de remanso:

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Un canal como se observa en el perfil longitudinal de la
figura adjunta, se debe atravesar un rio. La depresión
esta ubicado el rio tiene una longitud de 25 m. El canal
de sección trapezoidal, con talud 1.5, con un ancho de
solera de 0.8 m, trazado en tierra con una pendiente del
0.5 o/oo debe conducir un caudal de 0.8 m3/s. Se pide
diseñar un puente canal que permita salvar la depresión.

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32. Universidad Nacional de Trujillo
Escuela de PostGrado
kaizen.sac@gmail.com
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