Este documento proporciona información sobre el diseño hidráulico de canales. Explica los diferentes tipos de flujo en canales según el número de Reynolds y Froude. Describe las secciones transversales comunes de canales, así como los elementos básicos para el diseño como la topografía, geometría, materiales y velocidades máximas. También presenta ejemplos de secciones típicas y detalles para el diseño hidráulico de canales.

1. CLASIFICACIÓN DEL FLUJO EN CONDUCCIONES LIBRES.
DISEÑO HIDRÁULICO DE CANALES
HIDRÁULICA II.
UC 3: HIDRÁULICA DE CONDUCCIONES LIBRES.
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI Ing. Ramón Pérez Leira. PhD.
FACULTAD DE INGENIERÍA Email: rperezleira@gmail.com
Carrera de Ingeniería Civil

2. LOS CANALES
Son Obras Hidráulicas que permiten conducir grandes
volúmenes de agua utilizando la energía gravitacional.

3. LOS CANALES Pueden tener diferentes secciones:
Sección Rectangular Sección Trapezoidal
Sección ParabólicaSección Triangular

4. LOS CANALES
Régimen de Flujo
Flujo PERMANENTE: los parámetros hidráulicos ( y, A, v , etc.), no
varían con el tiempo, es decir:
“ La velocidad permanece constante en función del tiempo.”
Flujo IMPERMANENTE: los parámetros hidráulicos ( y, A, v , etc.), varían
con el tiempo, es decir:
“ La velocidad varía en función del tiempo.”

5. Tipo de Flujo Canales
Laminar Re≤ 500
Transicional 500<Re≤2000
Turbulento Re>2000
Según León, 2013
SEGÚN EL NUMERO DE REYNOLDS

6. Número de Reynolds
Diámetro de la tubería
Número de Reynolds
Osborne Reynolds
Ingeniero y Físico Irlandés
(1842-1912)
Radio Hidráulico= A/P
Re=
𝑣∗𝑑
µ
Re=
𝑣∗𝑅𝐻
µ
Viscosidad cinemática
Velocidad

7. SEGÚN EL NUMERO DE FROUDE
Efecto de Gravedad
Crítico
Supercrítico
Nf = 1 (velocidad del flujo es
igual que la velocidad de la
onda de gravedad)
Nf  1 (velocidad del flujo es
mayor que la velocidad de la
onda de Gravedad)
Número de
Froude (Nf)
Sub-Crítico Nf  1 (Velocidad del flujo es
menor que la velocidad de la
Onda de gravedad)

8. Número de Froude
William Froude
Ingeniero Hidráulico
y Arquitecto Naval
Británico
(1810-1879)
Número de Froude para canales:
F = v / ( g y ) ½ = v / ( g A / T ) ½
donde:
F = numero de Froude
V = velocidad media, en m/s.
g = aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2.
y = tirante medio, en m.
A = área hidráulica, en m2.
T = espejo de agua, en m.

9. REGIMEN PERMANENTE - SUBCRITICO - LAMINAR
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10. Los canales de riego por sus diferentes FUNCIONES adoptan las
siguientes denominaciones:
•Canal de primer orden.
Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con
pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el
otro lado da con terrenos altos.
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11. •Canal de segundo orden.
Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el
caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub–laterales, el área de
riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

12. •Canal de tercer orden.
Llamados también sub–laterales y nacen de los canales laterales, el
caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales
a través de las tomas, el área de riego que sirve un sub –lateral se
conoce como unidad de rotación.

13. ELEMENTOS BÁSICOS EN EL DISEÑO DE CANALES
• Topografía
• Geología
• Geotecnia
• Hidrología
• Hidráulica
• Ambiental
• Agronomía

17. Elementos Geométricos
de una curva de canal

18. El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como
mínimo la siguiente información:

19. Sección Típica de un Canal con Vial lateral.

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23. Elementos para el Diseño Hidráulico

24. Relaciones Geométricas de las Secciones Transversales más Frecuentes
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25. Coeficiente de Rugosidad de Manning (n).

26. Taludes apropiados para
distintos tipos de material.
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27. Taludes apropiados para distintos tipos de material.

28. Velocidad Máxima Permisible para diferentes materiales.

29. Velocidad Máxima Permisible para diferentes tipos de Hormigón.
Se recomienda que para el caso de
revestimiento de canales de hormigón
no armado, las velocidades no deben
exceder de 2.5 – 3.0 m/s. Así se evita
la posibilidad de que el revestimiento
se levante.

30. Borde Libre (Δh= H-y)

31. Borde Libre: Otra Recomendación

32. El uso de Geomembranas como
impermeabilizante.

33. ORIENTACIÓN DE INFORME TECNICO
Realizar análisis comparativo de los Parámetros Geométricos Hidráulicos de un canal
para conducir un caudal constante con diferentes secciones transversales a partir de un
diseño programado en EXCEL.
Datos para el Diseño:
Elaborar un Informe Técnico con el Siguiente Objetivo:
Equipo Caudal
(m3/s)
Tipo de Material Pendiente del Canal
(0/00)
1 1 Tierra 1,5
2 2 Hormigón o Concreto 2,5
3 1.5 Tierra 1,5
4 2.5 Hormigón o Concreto 2,5
5 3 Tierra 1,5
6 3,5 Hormigón o Concreto 2,5
7 0,5 Tierra 1,5
8 4 Hormigón o Concreto 1,5
9 5 Hormigón o Concreto 1,5

34. Relaciones Geométricas de las Secciones Transversales más Frecuentes
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35. Exponer la expresión y el procedimiento para determinar las
pérdidas de energía en un canal a través del diseño efectuado y
evaluado para una longitud de 1 km.
Forma de Entrega:
Impreso por Equipos. Incluido el Informe en el Portafolio
Fecha de Entrega:
Segundo Encuentro de la Próxima Semana
Aclaración:
En el informe se deben mostrar evidencias de la programación en Excel a
través de Imágenes, Gráficos y Tablas de la Programación realizada.
ORIENTACIÓN DE INFORME TECNICO

36. Este puente-canal está construído sobre el río Elba, en la ciudad de Magdeburgo,
cerca de Berlín y en alemán se llama “Wasserstrassenkreuz”, que literalmente
significa “el cruce de las calles de agua”. Se trata del viaducto artificial navegable
mas largo de Europa con un total de 918 metros y sirve para el tráfico de barcos
que une la red de canales de Alemania oriental con la occidental.