Ponencia dictada en la UNMSM, en la escuela de ingenieria Mecanica de Fluidos, durante el desarrollo del curso de especializacion de Obras hidraulicas I

1. “PAUTAS PARA EL DISEÑO
DE CANALES”
Ing. Giovene Pérez Campomanes
Email: giovene.perez.c@gmail.com
CURSO DE ESPECIALIZACION:
DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS I

2. 2
ESQUEMA GENERAL

5. RESUMEN

7. 1. INTRODUCCION
El flujo en conductos abiertos (cursos naturales,
canales, etc.) se caracteriza por la presencia de una
superficie libre, esto es, una interfase entre la
superficie del líquido y la atmósfera.
La fuerza motivadora del flujo es esencialmente la
componente de la fuerza de gravedad en la
dirección de la pendiente del canal o curso
natural. Sin embargo, pueden también estar
presentes fuerzas de presión e inercia.

9. 2.Definición:
2.1. Canales: Son conductos abiertos en los cuales el
agua circula debido a la acción de la gravedad y sin
ninguna presión, dado que la superficie libre del
liquido esta en contacto con la atmosfera.

10. El flujo en un canal puede ser permanente o no
permanente, según que las condiciones de flujo
permanezcan invariables o cambien con el
tiempo.
Ejemplos:
Flujo P: La conducción de un caudal constante
en un canal de riego.
Flujo no P: La descarga de un huayco.

11. •El flujo permanente puede ser uniforme o
variado, dependiendo de si la velocidad y el
tirante permanecen constantes o cambian con la
posición.
•El F.P. y U. se produce cuando las fuerzas
motivadoras del flujo (gravitatorias) y las de
resistencia (fricción) son iguales y opuestas.

12. • Una característica del flujo permanente y
uniforme en canales es que la línea de energía
es paralela a la superficie libre y ésta es
paralela al fondo del canal.
• De esta manera, la pérdida de energía está
directamente relacionada con la pendiente del
canal:
hf = So x L

16. Un canal queda totalmente descrito cuando se conoce
las siguientes seis variables que lo caracterizan:
Q – Caudal
S – Pendiente longitudinal
n ó Ks – Rugosidad característica de la sección
b – Ancho en la base
y – Tirante de agua
z– Talud lateral
Las fórmulas existentes para analizar el flujo
permanente y uniforme en canales permiten hallar una
de las variable anteriores, siempre y cuando se
conozca todas las demás.

18. Formula de Maning:
Es la mayormente utilizada para el cálculo
hidráulico de canales. La fórmula de Manning
establece lo siguiente:
Donde:
n
SR
V
2/13/2


19. V - Velocidad media en el canal
R - Radio hidráulico (R=A/P)
S - Pendiente longitudinal del canal
n - Coeficiente de rugosidad
Equivalentemente, si se considera que V=Q/A y
R=A/P, la fórmula de Manning puede escribirse como
sigue, en términos del caudal:
nP
SA
Q 3/2
2/13/5


20. • Formula de Chezy: Es mayormente utilizada en el
estudio de los problemas asociados al
transporte de sedimentos. La fórmula de Chezy
establece lo siguiente:
RSCV 

21. El coeficiente “C” se conoce como coeficiente de
Chezy, y se determina a partir de la siguiente
expresión:
Donde:


3.0Ks
R12
log18C

22. R - Radio hidráulico
Ks - Rugosidad absoluta
- Espesor de la subcapa laminar.
Se evalúa mediante la relación:
Donde:
*V
6.11 

gRS*V 

23. 2.2 Distribución de velocidad: Debido a la
presencia de una superficie libre y a la fricción a lo
largo de las paredes el canal, la velocidad no está
uniformemente distribuida en la sección del canal. La
velocidad máxima normalmente ocurre debajo de la
superficie libre de 0.05 a 0.25 de la profundidad,
cuanto más cerca está de las riberas más profundo
está el valor máximo.

25. La distribución de velocidad en un canal depende de
otros factores como: forma rugosidad del canal,
presencia de codos y curvas.
En un curso de agua ancho, bajo y rápido o en un canal
muy liso, la máxima velocidad se puede encontrar en
la superficie.

29. Flujo rápidamente variado
FRV

30. 2.3 Trazo de canales
Cuando se trata de trazar un canal o un sistema
de canales es necesario recolectar la siguiente
información básica:
• Fotografías aéreas : Para localizar los poblados,
caseríos, áreas de cultivo, vías de comunicación,
etc.
• Fotografía aérea (google map).
• Planos topográficos y catastrales.
• Estudios: Geológicos, salinidad, suelos y demás
información que pueda conjugarse en el trazo de
canales.

31. a) Reconocimiento del terreno:
Se recorre la zona, anotándose todos los
detalles que influyen en la
determinación de un eje probable de
trazo, determinándose el punto inicial y el
punto final.

32. b) Trazo preliminar:
Se procede a levantar la zona con una brigada
topográfica, clavando en el terreno las estacas
de la poligonal preliminar y luego el
levantamiento con teodolito,
posteriormente a este levantamiento se nivelará
la poligonal y se hará el levantamiento de
secciones transversales, estas secciones se
harán de acuerdo a criterio, si es un terreno con
una alta distorsión de relieve, la sección se hace
a cada 5 m, si el terreno no muestra muchas
variaciones y es uniforme la sección es máximo a
cada 20 m.

33. c) Trazo definitivo:
Con los datos de (b) se procede al trazo
definitivo, teniendo en cuenta la escala del
plano, la cual depende básicamente de la
topografía de la zona y de la precisión que
se desea:
• Terrenos con pendiente transversal mayor
a 25%, se recomienda escala de 1:500.
• Terrenos con pendiente transversal menor a
25%, se recomienda escalas de 1:1000 a
1:2000.

34. 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.

35. 35

36. • Se debe estudiar la posibilidad de rectificar la alineación
acortando su longitud por medio de túneles, acueductos,
rellenos u otro tipo de obras.
• En este caso es necesario comparar el costo de las
distintas alternativas.
36
Canal La Mora
Canal Lacramarca

38. 3. Diseño de canales:
En general, los factores a considerar en el
diseño de canales son:
• Material
• Pendiente
• Talud
• Borde libre
• Velocidad mínima permisible

39. 3.1 Material:
El material que constituye un canal permite
determinar:
– Rugosidad del canal, n o K
– Angulo natural de reposo, Ø
– Velocidad máxima no erosiva, Vmax
Por otro lado, el tipo de material permite distinguir
entre canales erosionables y no erosionables.

40. 3.2 Pendiente:
La pendiente longitudinal del fondo del canal está
generalmente gobernada por:
– El relieve topográfico
– La altura de energía requerida en el punto de
entrega; lo cual depende del propósito para
el cual se construye el canal.

41. 3.3 Talud: El talud de un canal depende
fundamentalmente del tipo de material que lo
constituye. Otros factores a considerar en la
determinación del talud son el método de
construcción, las pérdidas por filtración, etc.
En líneas generales, se debe tender a un talud
tan pronunciado como sea posible y diseñado
para alta eficiencia hidráulica y estabilidad.
La tabla siguiente incluye valores usuales del talud
de un canal, de acuerdo al tipo de material:

42. TIPO DE MATERIAL Talud (H:V)
Roca dura 1:10
Roca fisurada 1:2
Arcilla dura 1:1
Cascajo pedregoso 1.5:1
Cascajo arenoso 2:1
Tierra suelta arenosa 2:1
Arena 2.5:1

43. En el caso de canales revestidos, el USBR
recomienda un talud estándar de 1.5:1. Sin
embargo, el talud práctico en estos casos es
0.8:1 a 1:1

44. 3.4 Borde libre:
Esta distancia debe ser estimada de modo de
evitar que posibles olas o fluctuaciones del nivel
del agua traigan consigo un desborde del canal.
Aunque no hay reglas universalmente aceptadas
para la determinación del margen libre, es común
adoptar valores de diseño entre el 5% y 30% del
tirante de agua

46. Para el caso de canales no revestidos, el USBR
recomienda el empleo de la siguiente fórmula
para una estimación preliminar del margen libre
bajo condiciones normales:
Donde:
f - margen libre
h - tirante de agua
C - coeficiente:
C = 0.46 para Q = 0.60 m3/s
C = 0.76 para Q = 8.5 m3/s
Chf 

47. 47
De donde:
fb = borde libre en m.
V= velocidad del flujo en m/s.
d = Tirante en m.

48. 3.5 Velocidad mínima permisible: Es la más baja
velocidad para la cual no se inicia la
sedimentación de partículas y/o crecimiento de
plantas acuáticas y musgo.
En general, puede adoptarse una velocidad
mínima de 0.60 a 0.90 m/s cuando la presencia
de finos es pequeña. Una velocidad no menor a
0.75 m/s evitará el crecimiento de vegetación.

49. La velocidad mínima permisible puede también
determinarse mediante la siguiente relación:
64.0
min ChV 
Donde:
h - tirante
C - coeficiente
C=0.36 cuando hay limos muy finos
C=0.55 cuando hay limos arenosos finos
C=0.65 cuando hay limos gruesos

50. Casos a considerar:
• Canales no erosionables: Son aquellos
revestidos o excavados en roca.
• Canales erosionables: Son aquellos excavados
en material natural. Su diseño se efectúa por
alguno de los siguientes métodos:
Velocidad máxima permisible
Fuerza tractiva

51. • Método de la velocidad máxima permisible:
Debe señalarse en primer lugar que la velocidad
máxima permisible corresponde a la más alta
velocidad media que no causa erosión en el
canal.
Tentativamente puede considerarse, de acuerdo
al material que conforma el canal, las
velocidades máximas permisibles que se
presentan en la tabla siguiente:

53. Material Vmax(m/s)
Arcilla dura 1.15
Grava fina 0.75
Grava gruesa 1.25
Cascajo 1.55
Valores de Vmax
En forma resumida, algunos valores usuales de Vmax
son los siguientes:

54. Los valores indicados en la tabla corresponden a
canales rectos. En el caso de canales sinuosos, es
necesario reducir las velocidades admisibles según
los siguientes porcentajes, planteados por Lane:
• Canales ligeramente sinuosos: 5%
• Canales moderadamente sinuosos: 13%
• Canales muy sinuosos: 22%

55. Si se asume una sección transversal trapezoidal,
el diseño de un canal erosionable mediante el
método de la velocidad máxima permisible puede
resumirse en los siguientes pasos:
• Fijar la pendiente longitudinal del canal
• Estimar la rugosidad, seleccionar el talud y
adoptar un valor de la velocidad máxima
permisible, tomando en cuenta el tipo de
material que conforma el canal.

56. • Determinar el radio hidráulico (R) haciendo uso
de alguna de las fórmulas de flujo permanente y
uniforme en canales.
• Calcular el área de la sección (A) dividiendo el
caudal de diseño (Q) entre la velocidad de diseño
(V) (normalmente V = Vmax).
• Determinar el perímetro mojado mediante la
relación: P = A/R

57. • Haciendo uso de las siguientes expresiones
relativas a la sección del canal:
• Determinar los valores de las dos incógnitas
existentes (“b” y “h”)
• Disponer un margen libre adecuado
2
thbhA 
2
t1h2bP 

58. Método de la fuerza tractiva: La existencia de flujo
en un canal hace que se desarrolle una fuerza en
el sentido del flujo, que actúa sobre el contorno
del mismo. Esta fuerza recibe el nombre de fuerza
tractiva. El valor promedio de la fuerza tractiva por
unidad de área ( fuerza tractiva unitaria) viene dado
por:
Sin embargo, la fuerza tractiva unitaria no se
distribuye uniformemente a lo largo del
perímetro mojado de la sección de un canal.

61. • Método de fuerza tractiva: El principio de diseño
por el método de la fuerza tractiva se basa en
garantizar que los esfuerzos máximos
actuantes en el fondo y en los taludes del
canal (obtenidos gráficamente), no excedan a los
esfuerzos críticos o admisibles del material tanto
en el fondo como en los taludes respectivamente.

62. Diseño de un canal estable:
Considerando que se conoce el caudal de diseño (Q),
la pendiente del canal (S) y el tipo de material sobre el
cual éste habrá de construirse, el procedimiento de
diseño de un canal estable es el siguiente:
Estimar la rugosidad (n o K) de acuerdo al tipo de
material
- Determinar el ángulo de reposo 
- Fijar el talud (z) tomando en cuenta que el ángulo
correspondiente () sea menor que el de reposo del
material ().
- Determinar los esfuerzos cortantes admisibles en
el fondo y en los taludes del canal (cro y crt):

63. Valores del ángulo
de reposo para
materiales no
cohesivos. El talud
del canal debe ser
menos empinado
que el ángulo de
reposo

64. 4. CONSIDERACIONES PRACTICAS
PARA EL DISEÑO DE
CANALES SEGÚN NORMAS:

65. • A nivel de parcela lo mas generalizado es
encontrar canales de tierra de sección
trapezoidal, por lo cual las recomendaciones
que se proporcionan estarán mas a estos
tipos de canales.
• El diseño implica en darle valor numérico a las
siguientes especificaciones técnicas:

66. Donde:
Q = caudal en, m3 / s
V = velocidad media del agua, en m / s
S = pendiente, en m / m
n = coeficiente de rugosidad, sin unidades
Z = talud
b = ancho de solera, en m.
y = tirante, en m.
A = área hidráulica, en m2
B.L = H – y borde libre, en m.
H = profundidad total desde la corona al fondo del canal, en m.
C = ancho de corona, en m.

67. CAUDAL (Q)

68. El caudal se calcula utilizando al formula de Manning:
Donde:
V = Velocidad media, m / s
R = Radio hidráulico, m
S = Pendiente de las línea de energía, para el flujo
uniforme, m / m ( decimales)
Q = caudal, m3 / s
n = coeficiente de rugosidad

69. • Para el diseño de un canal a nivel parcelario,
el cual tiene que ser un dato de partida, que
se puede calcular con base al modulo de
riego ( l.p.s. / Ha), la superficie que se va a
regar ( Ha ) y el caudal que resulte de las
perdidas por infiltración durante la conducción.
• En el caso de que el canal sirva para evacuar las
aguas pluviales, el caudal de diseño se
calcula tomando en cuenta las
consideraciones hidrológicas.
• En el caso de que el canal sirva como fines
hidroelelectricos, el caudal de diseño se
encuentra en función de la potencia a generar y
la caída topográfica.

70. • En el caso en el canal sirva como uso
poblacional, el caudal de diseño se calcula en
función de la población a servir.
• En cualquiera de los casos, por lo general, lo
que se busca es encontrar las dimensiones del
canal, para conducir el caudal determinado, de
acuerdo con las necesidades de uso del
proyecto, sea para riego, drenaje,
hidroeléctrico o uso poblacional. Se realizara un
ejemplo aplicativo.

71. Velocidad Media en
los Canales ( V )

72. • La velocidad media se puede determinar por
medio de la formula de Manning.
Donde :
V = velocidad media, m / s
R = radio hidráulico, m
S = pendiente de las línea de energía,
para el flujo Uniforme, m / m
n = coeficiente de rugosidad

73. • La velocidad en los canales, varían en un
rango cuyo limite son las velocidades mínima que
no produzca deposito de materiales sólidos en
suspensión (sedimentación ), y la máxima que
no produzca erosión en las paredes y el
fondo del canal
• Se han encontrado muchos resultados
experimentales sobre estos limites, para canales
alojados en tierra, en general están comprendido
entre 0.30 y 0.90 m / s.

74. • La tabla que se muestra, proporciona el rango de velocidades máximas
recomendables, en función de las características del material en el cual
están alojados.
Características de los suelos Velocidad máximas ( m / s)
Canales en tierra franca
Canales en tierra arcillosa
Canales revestidos con piedra y
mezcla simple
Canales con mampostería de
piedra y concreto
Canales revestidos con concreto
CANALES EN ROCA
pizarra
Areniscas consolidadas
Rocas duras, granito, etc.
0.60
0.90
1.00
2.00
3.00
1.25
1.50
3 a 5

75. Pendiente Admisible en
Canales de tierra ( S )

76. • La pendiente, en general, debe ser la mínima
que permita dominar la mayor superficie
posible de tierra y que, a la vez, de valores
para la velocidad , que no causen erosión
del material en que esta alojado el canal, ni
depósito de azolve.
• La pendiente máxima admisible para canales
varia según la textura, en la tabla siguiente se
muestran las pendientes máximas
recomendable en función del tipo de suelo.

77. Tipo de suelos Pendiente S (0/00)
Suelo suelto
Suelo francos
Suelo arcilloso
0.5 - 1.0
1.5 – 2.5
3.0 – 4.5
Nota: Durante el diseño no necesariamente se debe
tomar estos valores máximos.

78. Taludes ( Z )

79. • Los taludes se designan, como la reacción de la
proyección a la vertical, de la inclinación de las
paredes laterales.
• La inclinación de las paredes laterales, depende
en cada caso particular de varios factores, pero
muy particularmente en la clase de terrenos en
donde están alojados.
• Mientras mas inestable sea el material,
menor será el ángulo de inclinación de los
taludes.
• La siguiente tabla muestra los valores de los
taludes recomendados para distintos
materiales.

80. Características de
los suelos
Canales pocos
profundos
Canales
profundos
 Roca en buenas
condiciones
 Arcilla compacta
o conglomerado
 Limos arcillosos
 Limos arenosos
 Arenas sueltas
Vertical
0.5 : 1
1 : 1
1.5 : 1
2 : 1
0.25 : 1
1 : 1
1.5 : 1
2 : 1
1

81. Coeficiente de Rugosidad( n )

82. • En forma practica, los valores del coeficiente de
rugosidad que se usan para el diseño de canales
alojados en tierra están comprendido entre
0.025 y 0.030 y para canales revestidos de
concreto entre 0.013 y 0.015 .
• Para una mejor selección de n, según el tipo de
rugosidad, se pueden obtener los valores de
rugosidad que se presente en tablas y manuales
de hidráulica.

83. Ancho de Soleras ( b )

84. • Resulta muy útil para cálculos posteriores, fijar
de antemano un valor para el ancho de
solera, plantilla o base, con la cual, teniendo
fijo el valor del talud y ancho de solera, se
puede manejar con facilidad la formula para
calcular el tirante.
• Una recomendación practica de fijar el ancho
de solera, es en función del caudal, la cual se
muestra en la siguiente tabla

85. Caudal Q ( m3 / s) Solera b ( m )
Menor de 0.100
Entre 0.100 y 1.200
Entre 2.00 y 4.00
mayor de 4.00
0.30
0.50
0.75
1.00
 Nota: Para canales pequeños, el ancho de solera, estará en
función del ancho de la pala de la maquinaria disponible para la
construcción

86. Tirante( y )

87. • Es recomendable que quede en corte o siempre
en excavación, aunque puede aceptarse que parte
de el quede en la plataforma de relleno.
• Para canales en media ladera se buscara que el
tirante sea el máximo posible, a fin que el ancho
del canal disminuya y el movimiento de tierras
sea menor. Sin embargo en suelos rocosos por
consideración constructiva podría seleccionarse
tirantes pequeños y utilizar la plataforma de
excavación para el camino de mantenimiento.
• En terrenos planos y canales sin revestir se
preferirá tirantes pequeños a fin de reducir los
esfuerzos de corte

88. • Una regla empírica generalmente usada en los
Estados Unidos, establece el valor máximo de la
profundidad de los canales en tierra según
la siguiente relación: (Q > 3 m3/s)
Y para Q < 3 m3/s:
Donde:
Y = Tirante hidráulico, en m.
A = Área de la sección transversal, en m2.
Otros autores establecen : y =b / 3
Donde:
b = ancho de solera o base, en m

89. 

90. Sección de máxima eficiencia hidráulica:
Sección de mínima infiltración:
Valor medio de las dos anteriores:

91. Area Hidráulica (A):

92. •Para el caso de una sección trapezoidal, una
vez calculado el ancho de la solera, talud y el
tirante, se obtiene usando la relación
geométrica:
•También se puede usar la ecuación de la
continuidad, si se conoce el caudal y la
velocidad mediante la siguiente ecuación:

93. Borde Libre.

94. • En la determinación de la sección transversal de
los canales, resulta necesario, dejar cierto
desnivel entre la superficie libre del agua y la
corona de los bordes (B.L o fb) como margen
de seguridad, a fin de absorber los niveles
extraordinarios que puedan presentarse por
sobre el caudal de diseño del canal.

95. Una practica corriente para canales en tierra, es
dejar un bordo libre o resguardo igual a un tercio
del tirante, es decir:
Mientras para canales revestidos, el borde libre
puede ser la quinta parte del tirante:

96. En relación al caudal se tiene:
Caudal ( m3 / s) Borde libre
Menores que 0.50
Mayores que 0.50
0.30
0.40
En relación al ancho de solera se tiene:
Ancho de solera ( m ) Borde libre ( m )
Hasta 0.80
De 0.80 a 1.50
De 1.50 a 3.00
De 3.00 a 20.00
0.40
0.50
0.60
1.00
Existen también otros criterios para seleccionar el
valor del borde libre:

97. En función al caudal, la secretaría de recursos
hidráulicos de México recomienda
Caudal
( m3 / s )
Canal revestido
( cm. )
Canal sin revestir
( cm.)
 0.05
0.05 – 0.25
0.25 – 0.50
0.50 – 1.00
 1
7.5
10
20
250
30
10
20
40
50
60

98. Profundidad Total ( H )

99. •La profundidad total del canal se
encuentra una vez conocida el tirante de
agua y el borde libre, es decir.
• Por lo general, para el proceso de
construcción, este valor se redondea.

100. Ancho de corona ( C )

101. • El ancho de corona , de los bordos de los canales en su
parte superior, depende esencialmente del servicio que
estos habrán de prestar.
• En canales grandes se hacen suficientemente anchos,
6.50 m como mínimo, para permitir el transito de
vehículos y equipos de conservación, a fin de facilitar
los trabajos de inspección y distribución de agua.
• En canales mas pequeños, el ancho superior de la
corona puede diseñarse aproximadamente igual al
tirante del canal. En función del caudal, se puede
considerar un ancho de corona de 0.60 m. Para
caudales menores de 0.50 m3/s y 1.00 m para caudales
mayores.

102. 5. OTRAS CONSIDERACIONES
PARA EL DISEÑO DE CANALES
SEGÚN LAS NORMAS

103. Radios mínimos en canales
• En el diseño de canales, el cambio brusco de
dirección se sustituye por una curva cuyo
radio no debe ser muy grande, y debe escogerse
un radio mínimo, dado que al trazar curvas con
radios mayores al mínimo no significa ningún
ahorro de energía, es decir la curva no será
hidráulicamente más eficiente, en cambio sí
será más costoso al darle una mayor longitud o
mayor desarrollo.

104. • Las siguientes tablas indican radios mínimos según las normas del
ILRI:
Radio mínimo en canales abiertos para Q > 10 m3/s
Capacidad del canal Radio mínimo
Hasta 10 m3/s 3 * ancho de la base
De 10 a 14 m3/s 4 * ancho de la base
De 14 a 17 m3/s 5 * ancho de la base
De 17 a 20 m3/s 6 * ancho de la base
De 20 m3/s a mayor 7 * ancho de la base
Los radios mínimos deben ser redondeados hasta el
próximo metro superior.
Fuente: “International Institute For Land Reclamation And Improvement” ILRI,
Principios y Aplicaciones del Drenaje, Tomo IV, Wageningen The Netherlands
1978.

105. Radio mínimo en canales abiertos en función del espejo de agua
CANALES DE RIEGO CANALES DE DRENAJE
Tipo Radio Tipo Radio
Sub – canal 4T Colector principal 5T
Lateral 3T Colector 5T
Sub – lateral 3T Sub – colector 5T
Siendo T el ancho superior del espejo de agua
Fuente: Salzgitter Consult GMBH “Planificación de Canales, Zona Piloto
Ferreñafe” Tomo II/ 1- Proyecto Tinajones – Chiclayo 1984.

106. Radio mínimo en canales abiertos para
Q < 20 m3/s
Capacidad del canal Radio mínimo
20 m3/s 100 m
15 m3/s 80 m
10 m3/s 60 m
5 m3/s 20 m
1 m3/s 10 m
0,5 m3/s 5 m
Fuente: Ministerio de Agricultura y Alimentación, Boletín Técnico N- 7
“Consideraciones Generales sobre Canales Trapezoidales” Lima 1978.
Sobre la base de estas tablas se puede seleccionar el radio mínimo que más se
ajuste a nuestro criterio.

107. Elementos de una Curva

108. • A = Arco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m.
• C = Cuerda larga, es la cuerda que sub – tiende la curva desde PC
hasta PT.
• ß = Angulo de deflexión, formado en el PI.
• E = Externa, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.
• F = Flecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto
medio de la curva a la cuerda larga.
• G = Grado, es el ángulo central.
• LC = Longitud de curva que une PC con PT.
• PC = Principio de una curva.
• PI = Punto de inflexión.
• PT = Punto de tangente.
• PSC = Punto sobre curva.
• PST = Punto sobre tangente.
• R = Radio de la curva.
• ST = Sub tangente, distancia del PC al PI.

109. Sección Hidráulica Optima : Determinación de
Máxima Eficiencia Hidráulica: Se dice que un
canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando
para la misma área y pendiente conduce el mayor
caudal, ésta condición está referida a un perímetro
húmedo mínimo, la ecuación que determina la
sección de máxima eficiencia hidráulica es:

110. Determinación de Mínima Infiltración: Se aplica
cuando se quiere obtener la menor pérdida
posible de agua por infiltración en canales
de tierra, esta condición depende del tipo de
suelo y del tirante del canal, la ecuación que
determina la mínima infiltración es:
La siguiente tabla presenta estas condiciones, además del
promedio el cual se recomienda.







2
*4

tg
y
b

111. Relación plantilla vs. tirante para, máxima
eficiencia, mínima infiltración y el promedio de
ambas.
Talud Angulo Máxima
Eficiencia
Mínima
Infiltración
Promedio
Vertical 90°00´ 2.0000 4.0000 3.0000
1 / 4 : 1 75°58´ 1.5616 3.1231 2.3423
1 / 2 : 1 63°26´ 1.2361 2.4721 1.8541
4 / 7 : 1 60°15´ 1.1606 2.3213 1.7410
3 / 4 : 1 53°08´ 1.0000 2.0000 1.5000
1:1 45°00´ 0.8284 1.6569 1.2426
1 ¼ : 1 38°40´ 0.7016 1.4031 1.0523
1 ½ : 1 33°41´ 0.6056 1.2111 0.9083
2 : 1 26°34´ 0.4721 0.9443 0.7082
3 : 1 18°26´ 0.3246 0.6491 0.4868

112. •De todas las secciones trapezoidales, la más eficiente
es aquella donde el ángulo a que forma el talud con
la horizontal es 60°, además para cualquier sección de
máxima eficiencia debe cumplirse:
R = y/2
Donde:
R = Radio hidráulico
y = Tirante del canal
•No siempre se puede diseñar de acuerdo a las
condiciones mencionadas, al final se imponen una
serie de circunstancias locales que imponen un diseño
propio para cada situación.

113. Diseño de secciones hidráulicas
• Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como:
tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente
de rugosidad, velocidad máxima y mínima
permitida, pendiente del canal, taludes, etc.
• La ecuación más utilizada es la de Manning o
Strickler, y su expresión es:
Donde:
Q = Caudal (m3/s)
n = Rugosidad
A = Área (m2)
R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda /
Perímetro Húmedo
2/12/31
SAR
n
Q 

114. 6. Criterios Finales:

115. •Se tienen diferentes factores que se
consideran en el diseño de canales,
aunque el diseño final se hará considerando
las diferentes posibilidades y el resultado
será siempre una solución de
compromiso, porque nunca se podrán
eliminar todos los riesgos y desventajas,
únicamente se asegurarán que la influencia
negativa sea la mayor posible y que la
solución técnica propuesta no sea
inconveniente debido a los altos costos.

116. PRACTIDA DIRIGIDA