Saludos ingenieros, en esta publicación se detallara las obras de arte u obras complementarias (Obras Hidráulicas) que se pueden utilizar en canales, sin mayores palabras continuamos con la información.
Las obras en canales u obras de arte en canales son obras complementarias, necesarias en algún punto singular del desarrollo del canal.
Obras de Arte en Canales
Las principales obras complementarias u obras de arte en canales son:- Saltos
- Obras de cruce: puente canal y sifón
- Obras de derivación: partidor, edificio de compuertas
- Obras de aforo
- Transiciones
1) Obras de arte en canales - Saltos hidráulicos
Son necesarios para salvar desniveles a lo largo del canal. Se usan cuando: el terreno presenta un barranco, las pendientes de dos tramos consecutivos son muy distintas, se quiere independizar los regímenes de aguas arriba y aguas abajo (por ejemplo cuando después va una sección de aforo o una sección con partidor), cuando hay que bajar la pendiente del canal (para disminuir la velocidad en un canal de tierra o en un canal revestido cuando se está en el entorno del régimen crítico Fr=1).2) Obras de cruce: el puente canal y el sifón
Existen dos obras de cruces principales: el puente canal y el sifón.El puente canal atraviesa un obstáculo por encima, mientras que el sifón lo hace por abajo.
El puente canal, para ser económico, tendrá que tener la mayor pendiente posible que hará disminuir la sección transversal. A partir de ahí el problema es más estructural que hidráulico.
El sifón: Si el canal se encuentra en su trayectoria con un obstáculo poco profundo, tendrá que cruzarle por abajo.
La cota del canal en el sifón es inferior a su cota a la salida: el escurrimiento a través de la obra de cruce deberá producirse por presión. El sifón, hidráulicamente, es una conducción a presión.
Existen varias formas posibles para la sección transversal del sifón, si bien no existe una regla fija para su elección, algunos criterios a tener en cuenta son (Figura 7):
• Para caudales chicos suele usarse la forma circular.
• Para caudales grandes se utiliza la forma de herradura.
• Para tramos cortos es recomendable la sección marco simple o múltiple.
• Para caudales muy grandes es conveniente la utilización de una batería de tubos.
3) Obras de derivación
Las obras de derivación aparecen, principalmente, en cauces destinados a riego.La derivación puede ser parcial cuando el caudal derivado es bastante menor que el caudal pasante. En este caso la derivación puede realizarse con una compuerta en el canal de derivación. Para conocer los porcentajes de caudal derivado y caudal pasante puede recurrirse a limnímetro(s) adecuadamente ubicado(s).
En los casos en que el caudal es escaso y el riego se realiza por turnos la derivación debe ser total. En este caso existen compuertas en ambos canales (pasante y de derivación) y una compuerta se cierra totalmente mientras se abre la otra.
La derivación automática se realiza con un partidor. La derivación automática consiste en una obra que deriva un porcentaje de caudal fijo hacia cada canal (pasante y de derivación) sin necesidad de un operador que abra y cierre las compuertas.
Domínguez propone un partidor como el de la figura 9c para canales pequeños. Mediante un escalón produce un resalto y en correspondencia con la cresta del escalón logra un régimen de filetes paralelos (laminar con una distribución de velocidades aproximadamente uniforme). Siendo las velocidades uniformes en la sección transversal la derivación a cada lado de la chapa de partición será proporcional a los anchos de los canales pasante y derivado.
El partidor de Domínguez tiene el inconveniente de no poder variar los porcentajes de caudales derivados.
Se han intentado variaciones para lograr variar el caudal en el partidor. Figura 10a y b.
Estas variantes de partidores con hojas móviles han sido investigadas en la universidad de La Plata.
Si el resalto se ahoga se pierde la distribución de filetes paralelos sobre el escalón y se anula el principio de funcionamiento del partidor. Por este motivo la altura del escalón ∆h debe ser suficiente. Si la altura del escalón ∆h no es suficiente puede optarse por la solución de la figura 10b.
Dependiendo de la magnitud del canal, y del caudal que conduce, la compuerta puede ser desde una plancha metálica que desliza, mediante un mecanismo de tornillo sin fin, por entre dos perfiles L empotrados en el hormigón de las paredes del canal; hasta una plancha rigidizada con perfiles metálicos longitudinales y transversales, que desliza con ruedas, sobre rieles ubicados en recatas en ambas márgenes del canal. El mecanismo de movimiento de este último tipo de compuertas suele incluir motores para su accionamiento. Los motores se ubican en el “edificio de compuertas”: un puente sobre las compuertas.
4) Transiciones.
Analizar los ejemplos Nº3-1 (página 47) y Nº3-4 (página 57) del texto “Hidráulica de canales abiertos” de Ven te Chow.5) Obras de aforo
Las obras de aforo en canales son similares, en principio, a los aforos en ríos con limnímetro. Se utiliza algún obstáculo en el cauce (escalón de fondo, estrechamiento) que genere el tirante crítico. En la zona del tirante crítico se coloca una escala graduada. La relación entre la profundidad y el caudal en canales, en la zona de tirante crítico, es definitiva. Midiendo la profundidad se conoce entonces el caudal.Para mayor referencia ver el título 4.6 del texto “Hidráulica de canales abiertos” de Ven te Chow, donde se describe en detalle la canaleta Parshall.