diseño de un canal triangular a gravedad en el cantó

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA:
DISEÑO DE UN CANAL TRIANGULAR A GRAVEDAD EN EL CANTÓN PASAJE
DESDE LA ABSCISA 0+000 HASTA LA ABSCISA 0+500
TRABAJO PRÁCTICO DEL EXAMEN COMPLEXIVO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTOR:
YAGUANA CHALAN CARLOS FRANCISCO
MACHALA - EL ORO
CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR
Yo, YAGUANA CHALAN CARLOS FRANCISCO, con C.I. 0704899848, estudiante de la
carrera de INGENIERÍA CIVIL de la UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL de
la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA, en calidad de Autor del siguiente trabajo
de titulación DISEÑO DE UN CANAL TRIANGULAR A GRAVEDAD EN EL CANTÓN
PASAJE DESDE LA ABSCISA 0+000 HASTA LA ABSCISA 0+500
•
Declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha
sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional. En
consecuencia, asumo la responsabilidad de la originalidad del mismo y el cuidado
al remitirme a las fuentes bibliográficas respectivas para fundamentar el contenido
expuesto, asumiendo la responsabilidad frente a cualquier reclamo o demanda
por parte de terceros de manera EXCLUSIVA.
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Cedo a la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA de forma NO EXCLUSIVA
con referencia a la obra en formato digital los derechos de:
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Machala, 26 de noviembre de 2015
DISEÑO DE UN CANAL TRIANGULAR A GRAVEDAD EN EL CANTON PASAJE DESDE ABSCISA 0+000 HASTA LA ABSCISA 0+500
Autor: Carlos Francisco Yaguana Chalan
Docente guía Ing.: Gustavo Romero V.
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objeto diseñar la sección de un canal triangular de riego
a gravedad revestido de hormigón armado para evitar la erosión del suelo, las pérdidas
por infiltración y sedimentación, además el cálculo del tirante normal, tirantes conjugados, velocidad, numero de Reynolds, numero de froude nos permitirán analizar cómo se
produce el fenómeno que ocurre por cambio de pendiente suave a pendiente fuerte
como es el caso del resalto hidráulico. La metodología utilizada para los cálculos es el
método algebraico y su argumentación es por medio del método investigativo con citas
bibliográficas de revistas, artículos científicos, el análisis del presupuesto total y programación del tiempo de ejecución se lo realiza mediante el programa de Excel, la comprobación de los cálculos obtenidos se la realiza con el programa Hcanales que utiliza la
fórmula de Mannig. AutoCAD para determinar volúmenes de corte, relleno. Los resultados fueron los siguientes: caudal total es de 0.58 m³/seg. En la abscisa 0+300 se deja
el 37% del caudal total que es de 0,1776 m³/seg, en el abscisa 0+500 se deja el pasante
del 63% que equivale a 0,3024 m³/seg. Las secciones hidráulicas del canal del primer
tramo son: Y= 0,6175 m, T=0,9262 V=1,6766 m/seg, y el segundo tramo son:
Y=0,5190m, T=0,7785, V=1,4934.Es importante tener en cuenta las condiciones físicas,
económicas ,sociales y de impacto ambiental siempre se deberá de buscar todas aquellas posibles soluciones, para proponer y desarrollar a nivel de proyecto ejecutivo la solución óptima, basándose en un análisis técnico-económico y fundamentada en las condiciones socio-económicas que lleven al éxito su ejecución.
Palabras clave: diseñar canal, tirante, resalto hidráulico, analizar, volúmenes.
ABSTRACT
The present work aims to design a triangular section of gravity irrigation canal lined reinforced concrete to prevent soil erosion, seepage losses and sedimentation also calculate
the normal depth, suspenders conjugates, velocity, Reynolds number , Froude number
will allow us to analyze how the phenomenon occurs to change gently sloping steep as
in the case of the hydraulic jump occurs. The methodology used for the calculations is
the algebraic method and its arguments is through investigative method with citations of
journals, scientific articles, analysis of the total budget and program execution time it is
done by the program Excel, checking calculations obtained Hcanales is done with the
program that uses the formula Mannig. AutoCAD to determine volumes of cut, fill. The
results were as follows: Total flow rate is 0.58 m³ / sec. On the abscissa 300 0 + 37% of
the total flow is of 0.1776 m³ / sec, in the abscissa the through 0 + 500 63% equivalent to
0.3024 m³ / s is left is left. The hydraulic channel sections of the first section are: Y =
0.6175 m, T = 0.9262 V = 1.6766 m / sec, and the second section are: Y = 0,5190m, T =
0.7785, V = 1, 4934.Es important to consider the physical, economic, social and environmental impact conditions should always seek all the possible solutions to propose and
develop executive-level project optimal solution, based on a technical-analysis based on
the economic and socio-economic conditions that lead to successful implementation.
Keywords: channel design, tight, hydraulic jump, analyze volumes.
INTRODUCCIÓN
Los sistemas de riego ofrecen una serie de ventajas que posibilitan racionalizar el agua
disponible. Cualquier sistema de riego debe someterse a un estudio previo para determinar si es el más idóneo, tomando en consideración desde el tipo de vegetación, hasta
la forma de distribuir el agua para obtener el mejor rendimiento. Los instrumentos de
control de riego más comunes son: higrómetros y detectores de lluvia. Estos deben
usarse en función de la orografía, las capacidades hídricas del suelo y las plantaciones.
Así mismo los métodos de riego más conocidos son: Riego por aspersión, mediante goteo y canales, los mismos que pueden ser artificiales y naturales.1
Los canales se constituyen en el medio por el cual se transporta el agua desde una toma
hasta el lugar de entrega. Desde épocas antiguas como los inicios de la civilización egipcia, fueron construidos con herramientas rudimentarias y se basaban en el conocimiento
empírico.2
Además los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula
debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido
está en contacto con la atmósfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la
presión atmosférica y de su propio peso. 3
Los canales de mayor eficiencia son los que tienen un menor perímetro mojado es decir
depende de su forma, siendo los canales triangulares los que mejor disponen de esta
propiedad los cuales se utilizan en cunetas revestidas en las carreteras, también en
canales de tierra pequeños, fundamentalmente por facilidad de trazo.3
El presente trabajo se ilustra en la construcción de un canal triangular a gravedad de
hormigón armado para riego, ya que es de suma importancia en la actualidad para la
agricultura y crianza de animales. El canal triangular tiene una extensión 500 m de longitud y una capacidad de conducción de 0,48 m³/s que mejora el riego de las tierras de
cultivo y ganadería.
INDICADOR DEL PROBLEMA
Debido a que la población del cantón pasaje no cuenta con un canal de riego y por ello
sus cultivos y amínales se están perdiendo se ha propuesto el diseño de un canal de
riego de hormigón armado ya que es una zona de alta producción agrícola y agropecuaria en nuestra provincia.
OBJETIVO GENERAL
Diseñar un canal triangular de riego a gravedad, con revestimiento de hormigón armado
para mejorar el crecimiento económico del Cantón Pasaje ya que es una zona de alta
población agrícola y agropecuaria.
VENTAJA COMPETITIVA DEL DISEÑO
El diseño del canal triangular de riego a gravedad, con revestimiento de hormigón armado nos ofrece los siguientes beneficios: mayor velocidad de diseño, menor tiempo en
su construcción, más económico, máxima eficiencia por tener menor perímetro mojado
al transportar el mismo caudal de diseño que un canal rectangular; además se evitara
pérdidas por infiltración y sedimentación mediante la cual se garantiza que el caudal de
diseño llegue a su punto final de entrega, consiguiendo mejorar la calidad de los productos agrícolas , revivir los sembríos de hierba que es el alimento básico para los animales
y por ende se aumentara la producción agropecuaria .
DESARROLLO
El canal se construirá en un terreno montañoso que permitirá que el agua fluya por la
acción de la gravedad. Además permitirá la conducción del agua, a menor costo posible
y soportar velocidades de hasta 4,5 m/s ; la superficie por donde el agua circulara será
revestida con hormigón armado ,para sí aumentar el tiempo de resistencia a la erosión
y un mejor desempeño hidráulico evitando perdidas por filtración , fugas de agua a través
del revestimiento del canal.
La conducción del agua de riego por canales es la forma más económica de transportarla.
DATOS DE DISEÑO
Longitud del canal es de 500 mts.
Desde la abscisa 0+00 hasta la abscisa 0+300 riega:
600 m al lado Izquierdo y 600 m al lado derecho.
En esta abscisa dejamos el 37% del caudal total.
Desde la abscisa 0+300 hasta la abscisa 0+500 riega:
600 m al lado Izquierdo y 600 m al lado derecho.
En esta abscisa se diseña la sección con el caudal pasante del 63% del caudal total.
Módulo de riego varía desde de 2lts/seg/ha a 8lts/seg/ha
METODOS QUE SE UTILIZARAN EN EL CALCULO
Método Algebraico (Exacto)
Se denomina método algebraico a un método matemático de sustitución. En tal caso del
uso del método, el valor de una variable es expresado con los términos de otra de otra
variable y luego sustituido en una ecuación.
Para la comprobación de los resultados obtenidos del canal se utilizó el programa hcanales ya que es reconocido a nivel mundial.10
Método Investigativo
Este método consistió en realizar una investigación bibliográfica de revistas y artículos
científicos de apoyo al desarrollo de la respuesta.
DESARROLLO DE LA RESPUESTA
Cálculo del total de hectáreas a regar.
El total de hectáreas a regar es 60,00 ha, este valor se obtendrá multiplicando los metros a regar por la longitud del canal.
Se determina el módulo de riego según nuestro criterio.
El módulo de riego es 8lts/seg/ha, se determina este valor máximo por previsión al momento de regar.
Cálculo del caudal total.
Factor clave en el diseño y el más importante en un proyecto de riego, por lo tanto el
caudal total que obtendrá es de 480 lts/seg, se lo determina con el total de hectáreas a
regar y el módulo de riego, luego se debe realizar una conversión a metros cúbicos y por
la cual se obtendrá un valor de 0,48 m³/s. 4
Se determina la pendiente del canal.
Pendientes longitudinales que varíen entre 0.001 y 0.002. De este modo, las curvas horizontales, para cambiar la dirección del canal, afectan las cantidades de corte y relleno.
Por lo consiguiente para el primer tramo desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 0+140
es de S=0,0045. Por las características del perfil del terreno y por evitar tanto corte, que
aumentaría el presupuesto del diseño del canal se debe bajar 63 cm en los 140,00m. 5
Se determina el coeficiente de rugosidad de manning.
Es un factor muy importante ya que mide la dificultad que tiene el agua al circular en un
canal, dependiendo del material con que esté revestido. Además influyen las propiedades físicas del agua, rugosidad de la superficie al terminar la construcción, vegetación y
organismos acuáticos, sedimentación y erosión.
Para el diseño se utiliza un coeficiente de rugosidad de 0,013, porque se está trabajando
en un canal revestido de hormigón. 4 (Ver anexo Fig. # 1)
Nota: Se considera este valor para todo el diseño del canal triangular.
Se determina el talud del canal.
Es la inclinación de las paredes laterales de un canal, este depende en especial de la
clase del suelo donde se implementara el canal.
Para el diseño se utiliza un talud de 0,75 m, se toma este valor porque se está trabajando
es un suelo firme con recubrimiento de piedras. 4 (Ver Anexo. Fig. # 2).
Nota: Este valor se lo considera para todo el diseño del canal triangular.
Cálculo del tirante normal
Es aquel que se presenta en un canal con flujo a superficie libre, en régimen uniforme.
Para el cálculo se aplica la ecuación de mannig, como se ha determinado ya los valores
del caudal, coeficiente de rugosidad, talud, se determina el valor del tirante normal que
es de Y=0,6175m. 6
Cálculo del área hidráulica.
Es la superficie que ocupa el agua en una sección transversal de cualquier forma que
sea.
Determinado el valor del tirante normal y el talud, se aplica la fórmula del área hidráulica
zy2 ,mediante la cual se obtendrá el valor del área hidráulica que es de 0,2859m².6
9. Cálculo del perímetro mojado.
Es aquella parte del contorno del conducto que se haya en contacto con el líquido. Una
vez determinado el valor del tirante normal y talud se aplica la fórmula del perímetro
mojado 2y√1+z2 y se determinara el valor del perímetro mojado que es de 1,5437 m.
Calculo del radio hidráulico
Una vez conocido el valor del área hidráulica, el perímetro mojado se aplica la fórmula
que es:
Area hidraulica
Perímetro mojado
mediante la cual se obtendrá un radio hidráulico de 1,0025 m. 6
Calculo del espejo de agua.
Es el ancho libre de la superficie del agua. Una vez determinado el valor del talud y el
tirante normal se aplica la fórmula que es: zy, y obtuve el valor del espejo de agua al cual
le doy la nomenclatura con la letra T=0,9262 m. 6
Cálculo de la velocidad normal del flujo.
La velocidad tiene relación directa con la pendiente y coeficiente de rugosidad de manning este valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud.
Determinados los valores de cada sección trasversal, rugosidad, pendiente, se aplica el
método algebraico mediante la utilización de la ecuación de la velocidad de manning y
obtendrá el valor de la velocidad que es de 1,6766 m/seg. 4
Cálculo del número de froude.
El cálculo del número de Froude, es necesario para saber en qué tipo de régimen se
encuentra trabajando el cauce y definir si es necesario el recubrimiento de ésta. Froude
(F), relaciona las fuerzas de la inercia de velocidad con las fuerzas gravitatorias.
Determinados los valores de área hidráulica, espejo de agua y velocidad, se aplica la
fórmula
v
√g*(A⁄T)
y se obtendrá el número de froude de 0,9635 como es menor a 1 es
un flujo subcritico. 8
Cálculo del número de Reynolds.
Numero de Reynolds (Re), este valor se calcula relacionando las fuerzas de inercia de la
velocidad con las fuerzas viscosas del fluido.
El número de Reynolds se encuentran mediante la fórmula Re =
VxR
v
; se aplica dicha fór-
mula y se determina el valor del número de Reynolds que es de: 309577,59 > 750 →flujo
turbulento. 6 (Ver Anexo.Fig#3)
Se determina el borde libre.
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta intersectar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,15 m a este resultado se le suma 0,03 para trabajar con
unidades enteras en la sección tipo ,mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m .
8(Ver Anexo.Fig. #4)
Se determina el ancho corona.
El ancho de la corona que se implementara en el canal, depende del tipo de uso, según
en el libro de Máximo Villón para cuales pequeños de 0,50 m³/s se debe considerar un
ancho de corona de 0,60 m, para el diseño de este canal se considera 0,50 m. 6
Nota: Este valor lo considera para todo el diseño del canal.
EN LA ABSCISA 0+140 HASTA LA ABSCISA 0+160 CALCULLO DEL RESALTO
HIDRAULICO
Un desnivel en el perfil del terreno, mediante la cual se ha determinado seguir la pendiente del terreno para sí evitar rellenar y que el canal no quede implantado afuera de la
superficie por lo consiguiente la pendiente es S= 0,045, la cual se ha determinado con la
ayuda de hcanales con el fin de que la velocidad no sea mayor a la que puede resistir el
recubrimiento de hormigón. 5
Cálculo del tirante normal.
Es aquel que se presenta en un canal con flujo a superficie libre, en régimen uniforme.
Para el cálculo se aplica la ecuación de mannig, como se ha determinado ya los valores
del caudal, coeficiente de rugosidad, talud, se determina el valor del tirante normal que
es de Y=0,4010. 6
Cálculo del área hidráulica.
Es la superficie que ocupa el agua en una sección transversal de cualquier forma. Determinado el valor del tirante normal y el talud, se aplica la fórmula del área hidráulica zy2
,mediante la cual se obtendrá el valor del área hidráulica que es de 0,1206 m².6
Cálculo del perímetro mojado.
Es aquella parte del contorno del conducto que se haya en contacto con el líquido. Una
vez determinado el valor del tirante normal y talud se aplica la fórmula del perímetro
mojado 2y√1+z2 y se determinara el valor del perímetro mojado que es de 1,0025 m.6
Cálculo del radio hidráulico
Una vez conocido el valor del área hidráulica, el perímetro mojado se aplica la fórmula
que es:
Area hidraulica
Perímetro mojado
mediante la cual se obtendrá un radio hidráulico de 0,1203 m. 6
Cálculo del espejo de agua.
Es el ancho libre de la superficie del agua. Una vez determinado el valor del talud y el
tirante normal se aplica la fórmula que es: zy, y obtuve el valor del espejo de agua al cual
le doy la nomenclatura con la letra T=0,6015 m. 6
Cálculo de la velocidad normal del flujo.
La velocidad tiene relación directa con la pendiente y coeficiente de rugosidad de manning este valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud.
Determinados los valores de cada sección trasversal, rugosidad, pendiente, se aplica el
método algebraico mediante la utilización de la ecuación de la velocidad de manning y
obtendrá el valor de la velocidad que es de 3,9766 m/seg. 6
Cálculo del número de froude.
El cálculo del número de Froude, es necesario para saber en qué tipo de régimen se
encuentra trabajando el cauce y definir si es necesario el recubrimiento de ésta. Froude
(F), relaciona las fuerzas de la inercia de velocidad con las fuerzas gravitatorias.
Determinados los valores de área hidráulica, espejo de agua y velocidad, se aplica la
fórmula
v
√g*(A⁄T)
y se obtendrá el número de froude de F = 2,8354 como es mayor a 1
es un Flujo supercrítico. 8
Cálculo del número de Reynolds.
Numero de Reynolds (Re), este valor se calcula relacionando las fuerzas de inercia de la
velocidad con las fuerzas viscosas del fluido.
VxR
El número de Reynolds se encuentran mediante la fórmula Re = v
; se aplica dicha
fórmula y se determina el valor del número de Reynolds que es un valor de 476954,12
> 750 →flujo turbulento. 6
Se determina el borde libre.
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta intersectar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,15 m a este resultados le suma 0,03 para trabajar con unidades enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m. 8(Ver
Anexo. Fig. # 4)
Cálculo el resalto hidráulico
El resalto hidráulico es aquel que se produce de un régimen supercrítico a uno subcritico
con pérdida de energía convertida en calor, además en el resalto tenemos dos tirantes
conjugados Y1, Y2. 6
a) Se forma dos ecuaciones iguales a la fórmula del resalto hidráulico, se toma en consideración que esta fórmula se aplica en el centro de gravedad de la sección como es un
triángulo su centro de gravedad es un 1/3Y, en la primera ecuación hay datos conocidos
y en la segunda ecuación no se conoce el valor de Y2, se calcula la primera ecuación
mediante la cual se obtendrá un valor de: 0,2109
b) Ahora para encontrar el segundo tirante conjugado se realiza mediante el método de
tanteo, para esto a Y2 se lo iguala con el valor encontrado que es 0,2109
c) Se da valores mayores a Y2 que Y1, se reemplazan estos valores en la segunda ecuación y se termina el tanteo cuando el valor de Y2, forme una igualdad en ambas ecuaciones; por lo tanto el segundo tirante conjugado es Y2 = 0,8801m
Se determina la longitud del resalto hidráulico.
Para realizar este cálculo se utiliza la fórmula de Sieñchin L=k (Y2-Y1), que da resultados
más cercanos con el programa de hcanales.
Una vez determinados los dos tirantes conjugados que se producen en el resalto hidráulico Y1 y Y2, se aplica la formula L=k (Y2-Y1), en donde K=9,2 la cual está en función del
talud por lo tanto nuestra longitud del resalto hidráulico es: L= 4,4080 m. 6
DESDE LA ABSCISA 0+300 HASTA LA ABSCISA 0+500 CALCULO DEL VERTEDERO TRIANGULAR
En esta abscisa se implementara un vertedero que va a controlar el agua, que se necesita a partir de esta, además nos permitirá unir las dos secciones tipos existen en el
diseño.
Diseño del vertedero triangular.
Es un dispositivo hidráulico que contiene una escotadura me permite controlar el caudal
que deseo llevar.
5⁄
Se calcula mediante la fórmula del libro máximo Villón que es: Q= Cdh 2 .
Una vez determinado los parámetros como caudal y el coeficiente de descarga según
el ángulo que se le dará al vertedero triangular.
Para el diseño se determina un ángulo de 60° por lo tanto su cd será de 0,819 se reemplaza estos valores en la fórmula, se despeja h, se eleva ambos términos 2/5 para eliminar la potencia, se calcula y obtendrá la carga hidráulica h= 0,6711. 6
Cálculo del caudal pasante
Factor clave en el diseño y el más importante en un proyecto de riego es un parámetro
que se determina en un estudio hidrológico, por lo tanto el caudal será Q=0,3024 m³/s
porque en la abscisa 0+300se deja el 37% de nuestro caudal total. 4
Se determina la pendiente.
Pendientes longitudinales que varíen entre 0.001 y 0.002. De este modo, las curvas horizontales, para cambiar la dirección del canal, afectan las cantidades de corte y relleno.
Por otra parte, los contornos resultantes de las curvas de nivel, en terrenos accidentados,
pueden ser demasiado irregulares para ser seguidos por un canal de tamaño apreciable,
por lo consiguiente para el segundo tramo que va desde la abscisa 0+300 hasta la abscisa 0+445 es de S=0,0045. 5
Cálculo del tirante normal.
Es aquel que se presenta en un canal con flujo a superficie libre, en régimen uniforme.
Para el cálculo se aplica la ecuación de mannig, como se ha determinado ya los valores
del caudal, coeficiente de rugosidad, talud, se determina el valor del tirante normal que
es de Y =0,5190m. 6
Cálculo del área hidráulica.
Es la superficie que ocupa el agua en una sección transversal de cualquier forma. Determinado el valor del tirante normal, el talud, se aplica la fórmula del área hidráulica zy2 ,mediante la cual se obtendrá el valor del área hidráulica que es de 0,2020 m².6
Cálculo del perímetro mojado.
Es aquella parte del contorno del conducto que se haya en contacto con el líquido. Una
vez determinado el valor del tirante normal y talud se aplica la fórmula del perímetro
mojado 2y√1+z2 y se determinara el valor del perímetro mojado que es de 1,2975 m.6
Cálculo el radio hidráulico.
Una vez conocido el valor del área hidráulica, el perímetro mojado se aplica la fórmula
que es:
Area hidraulica
Perímetro mojado
mediante la cual se obtendrá un radio hidráulico de 1,557 m. 6
Cálculo del espejo de agua.
Es el ancho libre de la superficie del agua. Una vez determinado el valor del talud y el
tirante normal se aplica la fórmula que es: zy, y obtuve el valor del espejo de agua al cual
le doy la nomenclatura con la letra T=0,7785 m. 6
Cálculo de la velocidad normal del flujo.
La velocidad tiene relación directa con la pendiente y coeficiente de rugosidad de manning este valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud.
Determinados los valores de cada sección trasversal, rugosidad, pendiente, se aplica el
método algebraico mediante la utilización de la ecuación de la velocidad de manning y
obtendrá el valor de la velocidad que es de 1,4934 m/seg. 4
Cálculo del número de froude.
El cálculo del número de Froude, es necesario para saber en qué tipo de régimen se
encuentra trabajando el cauce y definir si es necesario el recubrimiento de ésta. Froude
(F), relaciona las fuerzas de la inercia de velocidad con las fuerzas gravitatorias.
Determinados los valores de área hidráulica, espejo de agua y velocidad, se aplica la
fórmula
v
√g*(A⁄T)
y se obtendrá el número de froude de 0,9360 como es menor a 1 es
un flujo subcritico. 7
Cálculo del número de Reynolds.
Numero de Reynolds (Re), este valor se calcula relacionando las fuerzas de inercia de la
velocidad con las fuerzas viscosas del fluido.
VxR
El número de Reynolds se encuentran mediante la fórmula Re = v
; se aplica dicha
fórmula y se determina el valor del número de Reynolds que es un valor de 231826,9 >
750 →flujo turbulento. 6 (Ver Anexo .Fig#3).
15.-Se determina el borde libre.
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta interceptar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,13 m a este resultado se le suma 0,05 para trabajar con
unidades enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m.
8(Ver anexo. Fig. # 4)
EN LA ABSCISA 0+445 HASTA LA ABSCISA 0+500 CALCULO DEL RESALTO HIDRAULICO
Se tiene un desnivel en el perfil del terreno ,mediante la cual se ha determinado seguir
la pendiente del terreno para sí evitar rellenar y que el canal no quede implantado afuera
de la superficie, por lo consiguiente la pendiente del canal es la que se determinado con
la ayuda del programa hcanales S = 0, 045. 5
Cálculo el tirante normal.
Es aquel que se presenta en un canal con flujo a superficie libre, en régimen uniforme.
Para el cálculo se aplica la ecuación de mannig, como se ha determinado ya los valores
del caudal, coeficiente de rugosidad, talud, se determina el valor del tirante normal que
es de Y=0,3370m. 6
Cálculo del área hidráulica.
Es la superficie que ocupa el agua en una sección transversal de cualquier forma. Determinado el valor del tirante normal y el talud, se aplica la fórmula del área hidráulica zy2
,mediante la cual se obtendrá el valor del área hidráulica que es de 0,0852 m².6
4.- Cálculo del perímetro mojado.
Es aquella parte del contorno del conducto que se haya en contacto con el líquido. Una
vez determinado el valor del tirante normal y talud se aplica la fórmula del perímetro
mojado 2y√1+z2 y se determinara el valor del perímetro que es de 0,8425 m. 6
Cálculo el radio hidráulico.
Una vez conocido el valor del área hidráulica, el perímetro mojado se aplica la fórmula
que es:
Area hidraulica
Perímetro mojado
mediante la cual se obtendrá un radio hidráulico de 0,1011 m. 6
Cálculo del espejo de agua.
Es el ancho libre de la superficie del agua. Una vez determinado el valor del talud y el
tirante normal se aplica la fórmula que es: zy, y obtuve el valor del espejo de agua al cual
le doy la nomenclatura con la letra T=0,5055 m. 6
Cálculo de la velocidad normal del flujo.
La velocidad tiene relación directa con la pendiente y coeficiente de rugosidad de manning este valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud.
Determinados los valores de cada sección trasversal, rugosidad, pendiente, se aplica el
método algebraico mediante la utilización de la ecuación de la velocidad de manning y
obtendrá el valor de la velocidad que es de 3,5413 m/seg. 4
Cálculo del número de froude.
El cálculo del número de Froude, es necesario para saber en qué tipo de régimen se
encuentra trabajando el cauce y definir si es necesario el recubrimiento de ésta. Froude
(F), relaciona las fuerzas de la inercia de velocidad con las fuerzas gravitatorias.
Determinados los valores de área hidráulica, espejo de agua y velocidad, se aplica la
fórmula
v
√g*(A⁄T)
y se obtendrá el número de froude de F = 2,754 como es mayor a 1
es un Flujo supercrítico. 9
Cálculo del número de Reynolds.
Numero de Reynolds (Re), este valor se calcula relacionando las fuerzas de inercia de la
velocidad con las fuerzas viscosas del fluido.
VxR
El número de Reynolds se encuentran mediante la fórmula Re = v
; se aplica dicha
fórmula y se determina el valor del número de Reynolds que es un valor de 356954,57
> 750 →flujo turbulento. 6
Determinamos el borde libre.
a.-Como tengo un caudal de 0,48 m³/s, con este valor vamos al eje de las x (caudal),
luego subimos una vertical hasta interceptar la primera curva.
b.-Del punto que interceptamos trazamos una horizontal al eje de las x, en lo cual obtenemos nuestro borde libre que es de : 0,15 m a este resultado le sumamos 0,03 para
trabajar con unidades enteras en nuestra sección tipo, por lo consiguiente el borde libre
será: BL = 0,18m . 8(Ver Anexo . Fig. # 4)
Cálculo el resalto hidráulico
El resalto hidráulico es aquel que se produce de un régimen supercrítico a uno subcritico
con pérdida de energía convertida en calor, además en el resalto tenemos dos tirantes
conjugados Y1, Y2. 6
a) Se forma dos ecuaciones iguales a la fórmula del resalto hidráulico, se toma en consideración que esta fórmula se aplica en el centro de gravedad de la sección como es un
triángulo su centro de gravedad es un 1/3Y, en la primera ecuación hay datos conocidos
y en la segunda ecuación no se conoce el valor de Y2, se calcula la primera ecuación
mediante la cual se obtendrá un valor de: 0,1190.
b) Ahora para encontrar el segundo tirante conjugado se realiza mediante el método de
tanteo, para esto a Y2 se lo iguala con el valor encontrado que es 0,1190 m
c) Se da valores mayores a Y2 que Y1, se reemplazan estos valores en la segunda ecuación y se termina el tanteo cuando el valor de Y2, forme una igualdad en ambas ecuaciones; por lo tanto el segundo tirante conjugado es Y2 = 0,7253 m
Se determina la longitud del resalto hidráulico.
Para realizar este cálculo se utiliza la fórmula de Sieñchin L=k (Y2-Y1), que da resultados
más cercanos con el programa de hcanales.
Una vez determinados los dos tirantes conjugados que se producen en el resalto hidráulico Y1 y Y2, se aplica la formula L=k (Y2-Y1), en donde K=9,2 la cual está en función del
talud por lo tanto nuestra longitud del resalto hidráulico es: L= 3,5720 m. 6
CONCLUSIONES O CIERRE
1.-Las recomendaciones propuestas por los autores de las diferentes revistas y artículos
científicos al momento de diseñar un canal, deben ser en lo posible de sección triangular.
2.-Con el cambio de pendiente se demostró cómo se produce el resalto hidráulico de
un régimen subcritrico a un supercrítico y además con la utilización de la fórmula de
Sieñchin obtuvimos la longitud del resalto, la cual nos dios en el primer tramo una longitud
de 4,4080 m y en el segundo tramo una longitud de 3,5720 m.
3.-En este canal triangular de riego cumple con las expectativas para lo que fue diseñado,
porque sabemos que se ha demostrado que un canal triangular es el más eficiente al
momento de conducir un caudal porque tiene menor área, por lo consiguiente estamos
seguros que este canal va cumplir con su función que es regar esta parte agrícola y
agropecuaria del cantón pasaje.
RESULTADOS:
SECCIÓN TIPO
SECCION
VERTEDERO
#1
TIPO#2
TRIANGULAR
Caudal (Q)
0,48 m³/s
0,3024 m³/s
0,3024 m³/s
Tirante Normal (Y)
0,6175
0,5190 m
0,6711m
Espejo de Agua (T)
0,9262 m
0,7785 m
0,565m
MOMENCLATURA
Borde libre
(BL)
0,18m
0,18m
Velocidad
(V)
1,6766m/s
1,4934 m/s
Numero de Froude
0,9635
0,9360
Numero de Reynolds
309577,59
231826,9
Tirante Conju-
0,4010 m
0,3370 m
0,8801 m
0,7253 m
4,4080 m
3,5720 m
gado(Y1)
Tirante Conjugado(Y2)
Longitud del resalto(L)
SECCIONES TIPOS Y VERTEDERO TRIANGULAR
REFERENCIAS
1.
Riego SDE. Suelos y residuos. 2015;
2.
Estrada L. Laboratorio de Hidráulica de Canales.
3.
Civilgeeks.com. Conceptos y elementos de un canal.
4.
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. 2011;1–347.
5.
Rural, DesarrolloA reaga, T. R. E. 2002. Hidráulica elemental. Departamento de
Irrigación, UACh M. De Un Canal Sotelo, A. G. 2002. Hidráulica de canales.
UNAM. México.
6.
Hidráulica de Canales Maximo Villon Bejar.
7.
Vatankhah AR. Direct integration of gradually varied flow equation in parabolic
channels. Flow Meas Instrum [Internet]. Elsevier Ltd; 2011;22(3):235–41.
Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2011.03.003
8.
Rocha A. Hidraulica De Tuberias Y Canales. 2007;516.
9.
Hanna SN, Kamel MT. Approximate solution of gravity flow from a uniform
channel over triangular bottom for large Froude number. 1991;15(M).
10.
www.eici.ucm.cl/Academicos/F_Lillo/cursos/.../inv_de_operaciones.ppt
ANEXO.CALCULO DE LA SECCIONES TIPO
SE CALCULA LOS METROS A REGAR
DESDE LA ABSCISA 0+00 HASTA LA ABSCISA 0+300 RIEGA:
L1= (Lado Izquierdo + Lado derecho) x Longitud A
L1= (600,00mts+ 600,00mts) x300, 00 m
L1=360000,00 m²
DESDE LA ABSCISA 0+300 HASTA LA ABSCISA 0+500 RIEGA:
L2= (Lado Izquierdo + Lado derecho) x Longitud B
L2= (600,00mts+ 600,00mts) x200, 00mts
L2=240000,00 m²
Total en metros a regar = L1+L2
Total en hectáreas a regar = 600000,00 m² / 10000
→ 600000,00 m²
→ 60,00 ha
MÓDULO DE RIEGO VARÍA DESDE DE 2LTS/SEG/HA A 8LTS/SEG/HA
2lts/seg/ha
3lts/seg/ha
4lts/seg/ha
5lts/seg/ha
6lts/seg/ha
7lts/seg/ha
8lts/seg/ha
LUEGO SE CALCULA EL CAUDAL TOTAL
Qt= 8lts/seg/ha x 60,00 ha → 480 lts/seg
Convertimos a m³
Qt = 480 lts/ seg x 1 m³/ 1000 lts
→ 0,48 m³/seg
EL CAUDAL QUE SE DEJA ABSCISA 0+000 A LA ABSCISA 0+300 ES DEL 37 %:
Qr = (0,48 m³/seg x 37)/100
→
0,1776 m³/seg.
EL CAUDAL QUE SE DEJA EN LA ABSCISA 0+300 A LA ABSCISA 0+500 ES DEL
63 %:
Qp = 0,48 m³/seg - 0,1776 m/seg.
→
0,3024 m³/seg.
SE CALCULA LA PENDIENTE “S “DEL CANAL PARA EL PRIMER TRAMO A:
En la abscisa 0+00 tengo una cota del terreno
→
80,00 m
En la abscisa 0+140 tengo una cota del terreno
→
79,60 m
Longitud del Tramo A → 140,00 m
S= 0,63/140
→ 0, 0045
SE DETERMINA LA RUGOSIDAD DE “
FIGURA 1.TABLA DE VALORES SEGÚN SU RUGOSIDAD
Tipo de Canal
Coeficiente
de Manning
Cunetas y canales sin revestir
En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa
0,020-0,025
En tierra ordinaria, superficie irregular
0,025-0,035
En tierra con ligera vegetación
0,035-0,045
En tierra con vegetación espesa
0,040-0,050
En tierra excavada mecánicamente
0,028-0,033
En roca, superficie uniforme y lisa
0,030-0,035
En roca, superficie con aristas e irregularidades
0,035-0,045
Cunetas y Canales revestidos
Hormigón
0,013-0,017
Hormigón revestido con gunita
0,016-0,022
Encachado
0,020-0,030
Paredes de hormigón, fondo de grava
0,017-0,020
Paredes encachadas, fondo de grava
0,023-0,033
Revestimiento bituminoso
0,013-0,016
FUENTE: Hidraulics of steady flow in open channels-Internet Archive
"Hydraulics of steady flow in open channels".
https://archive.org/details/hydraulicsfstea00wood
Tabla Tomada de S.M. Woodward and C. J Posey
SE DETERMINA EL VALOR DEL TALUD “Z”
FIGURA 2. VALORES SEGÚN SU MATERIAL
Fuente: Aguirre Pe, Julian,”Hidráulica de canales”, Centro Interamericano de Desarrollo
de aguas y Tierras-CIDIAT, Merida, Venezuela, 1974.
SE CALCULA LOS PARÁMETROS HIDRÁULICOS CON LA FÓRMULA DE
MANNING:
1
2⁄
3 S 1⁄
Q= n AR
2⁄
3 S 1⁄
1
V= n AR
2
2
Datos:
Qt= 0,48 m³/s
n = 0,013
S = 0,0045
Z = 0,75
Área Hidráulica:
→ Caudal total
→ Coeficiente de rugosidad
→ Pendiente
→ Talud
Radio Hidráulico:
A = ZY²
R=
A = 0,75Y²
R=
𝑍Y
2√1+𝑍 2
0,75Y
2√1+0,75²
Con la fórmula de Manning y los datos que se obtendrán se realiza una igualación para
encontrar “y” en función de “z”:
1
2
Q= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
3
0,48m3
1
0,75y
=
x 0,75Y2 x (
)
seg
0,013
2√1+075²
2⁄
3
0,48m3 0,75
0,75y
=
x 0,75Y2 x(
)
seg
0,013
2*1,25
1⁄
2
x (0,0045)
x 0,067082
0,48m3 x 0,013 x 1,84
8
=Y ⁄3
0,75 x 0,83 x 0,067082
0,276457=Y
8⁄
3
Para eliminar la potencia a la segunda ecuación se eleva ambos términos a 3/8
(0,276457)
3⁄
8 3
8 =(Y ⁄3 ) ⁄8
Mediante la cual se obtendra:
Y=0,6175 m
ÁREA HIDRÁULICA:
R=
A = ZY²
A=1 x (0,6175)2
RADIO HIDRÁULICO:
→ 0,2859 m²
R=
ZY
2√1+Z2
0,75m x 0,6175m
PERÍMETRO MOJADO:
P=2y√1+z2
2√1+1m2
→ 0,1852
ESPEJO DE AGUA:
T=2zy
P=2*0,5641√1+12
→ 1,5437 m
T=2 x 0, 75 x 0,6175→ 0,9262 m
SE CALCULA LA VELOCIDAD DEL CANAL
1
2
V= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
1
3 *(0,0033) ⁄2
1
V= 0,013 *0,3182*(0,1994)
→ 1,6766 m/seg
SE CALCULA LOS NÚMEROS DE FROUDE.
F=
v
√gy
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
g = aceleración de la gravedad, en m/seg².
y = tirante medio
→ y = A/T.
v
F=
→
√g*A/T
F=
g = 9,81 m/seg²
1,6766 m/seg
F = 0,9635
√9,81 m/seg² x(0,2859 m²/ 0,9262 m)
Flujo subcritico
F < 1
Flujo critico
F = 1
Flujo supercrítico
F > 1
→
0,9635 < 1
SE CALCULA EL NÚMERO DE REYNOLDS
Formula Re =
Vx R
v
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
R = radio hidráulico de la sección transversal del canal aceleración, en m/seg².
y = tirante medio
𝑣 = Viscosidad cinemática del agua, en m²/seg.
FIGURA 3 .VALORES DE LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA DEL AGUA
Fuente:fluidos.eia.edu.co/fluidos/propiedades/viscosidad/unidadesvis.htm
Re =
1, 6766m/seg * 0,1852 m
1,003*10-6 m²/seg
Re = 309577,59
 Flujo laminar
 Flujo de transición
 Flujo turbulento
Re < 580
580 ≤ Re ≤ 750
Re > 750
SE CALCULA LA CORONA DEL CANAL
El ancho de la corona que ira en el canal es dependiendo del tipo de uso que le vamos
a dar, según en el libro de Máximo Villón para cuales pequeños de 0,50 m³/s se debe
considerar un ancho de corona de 0,60m pero para mí diseño considere 0,50 m.(6)
Nota: Este valor lo consideramos para todo el diseño del canal.
SE DETERMINA EL BORDE LIBRE DEL CANAL
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta intersectar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,15 m a este valor se le suma 0,03 para trabajar con unidades
enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m.
FIGURA 4 .ABACO SEGÚN EL CAUDAL.
Autor: Bureau of Reclamation
Fuente: libro del libro de hidráulica de rocha.
SE REALIZA LA COMPROBACION POR MEDIO DE HCANALES DE LOS
RESULTADOS OBTENIDOS EN EL CALCULO:
SE CALCULA LA PENDIENTE “S “DEL CANAL PARA EL PRIMER TRAMO B:
En la abscisa 0+140 tengo una cota del terreno
En la abscisa 0+140 tengo una cota del terreno
Longitud del Tramo B → 20,00 m
→
→
79,60 m
78,00 m
Por las características del perfil y por evitar tanto relleno, que aumentaría el presupuesto
del diseño del canal e decido bajar 0,90 m en los 20,00m
S= 0,90/20
→ 0, 045
SE CALCULA LOS PARÁMETROS HIDRÁULICOS CON LA FÓRMULA DE
MANNING:
1
2⁄
3 S 1⁄
Q= n AR
1
2⁄
3 S 1⁄
V= n AR
2
2
DATOS:
Qt= 0,48 m³/s
n = 0,013
S = 0,045
Z = 0,75
→ Caudal total
→ Coeficiente de rugosidad
→ Pendiente
→ Talud
ÁREA HIDRÁULICA:
R=
𝑍Y
2√1+𝑍 2
RADIO HIDRÁULICO: A = ZY²
R=
A = 0,75Y²
0,75Y
2√1+0,75²
Con la fórmula de Manning y los datos que se obtendrán se realiza una igualación para
encontrar “y” en función de “z”:
1
2
Q= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
3
0,48m3
1
0,75y
=
x 0,75Y2 x (
)
seg
0,013
2√1+075²
2⁄
3
0,48m3 0,75
0,75y
=
x 0,75Y2 x(
)
seg
0,013
2*1,25
1⁄
2
x (0,045)
x 0,212100
0,48m3 x 0,013 x 1,84
8
=Y ⁄3
0,75 x 0,83 x 0,212100
8⁄
3
0,0874=Y
Para eliminar la potencia de la segunda ecuación se eleva ambos términos a 3/8
3⁄
8 3
8 =(Y ⁄3 ) ⁄8
(0,0874)
Mediante la cual se obtendrá:
Y=0,4010 m
ÁREA HIDRÁULICA:
RADIO HIDRÁULICO:
R=
A = ZY²
A=0,75 x (0,4010)2
ZY
2√1+Z2
R=
→ 0,1206 m²
PERÍMETRO MOJADO:
0,75m x 0,4010m
2√1+0,752
→ 0,1203m
ESPEJO DE AGUA:
P=2y√1+z2
T=2zy
P=2*0,4010√1+0,752
→ 1,0025 m
T=2 x 0, 75 x 0,4010→ 0,6015 m
SE CALCULA LA VELOCIDAD DEL CANAL
1
2
V= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
1
3 *(0,0033) ⁄2
1
V= 0,013 *0,3182*(0,1994)
→ 3,9766 m/seg
SE CALCULA EL NÚMERO DE FROUDE.
F=
v
√gy
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
g = aceleración de la gravedad, en m/seg².
y = tirante medio
→ y = A/T.
F=
v
→
√g*A/T
F=
g = 9,81 m/seg
3,9766 m/seg
√9,81 m/seg x(0,1206 m²/ 0,6015 m)
F = 2,8354
Flujo subcritico
F < 1
Flujo critico
F = 1
Flujo supercrítico
F > 1→
2,8354 > 1
SE CALCULA EL NÚMERO DE REYNOLDS
Re =
Vx R
v
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
R = radio hidráulico de la sección transversal del canal aceleración, en m/seg².
y = tirante medio
𝑣 = Viscosidad cinemática del agua, en m²/seg
Re =
3, 9766m/seg * 0,1203 m
1,003*10-6 m²/seg
Re = 476954,12
 Flujo laminar
 Flujo de transición
 Flujo turbulento
Re < 580
580 ≤ Re ≤ 750
Re > 750
SE DETERMINA EL BORDE LIBRE DEL CANAL
Lo realizamos mediante el proceso gráfico con la figura tomada del libro de hidráulica de
rocha.
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta interceptar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,15 m a este valor se le suma 0,03 para trabajar con unidades
enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m.
FIGURA 4.ABACO SEGÚN EL CAUDAL
Autor: Bureau of Reclamation
Fuente: libro del libro de hidráulica de rocha
COMPROBAMOS POR MEDIO DE HCANALES LOS RESULTADOS OBTENIDOS:
SE CALCULA EL RESALTO HIDRÁULICO
DATOS:
Qt= 0,48 m³/s
9 = 9,81m/seg²
A1 = 0,1206
Y1 = 0,4010
Z=0,75 m
→ Caudal total.
→ gravedad.
→ Área del tramo “B”.
→ Tirante del tramo “B”.
→ Talud.
ÁREA HIDRÁULICA:
CENTRO DE GRAVEDAD DEL TRIANGULO
A2 = ZY²
̅̅̅̅̅
YG
A2 = 0,75Y²
1
se encuentra ubicado a 3 y (tirante del agua)
1
̅̅̅̅̅
YG1= Y1
3
1
̅̅̅̅̅
YG2= Y2
A2 = 0,75x0, 8801
ECUACIÓN DEL RESALTO HIDRÁULICO
Q²
Q²
+̅̅̅̅̅
YG1 x A1 =
+̅̅̅̅̅
YG2 x A2
gA1
gA2
Se forma dos ecuaciones y se realiza una as igualación:
3
(0,48m³/s)²
1
(0,48m³/s)²
1
+
x 0,4010m x 0,1083m²=
+
x Y2 x 0,75Y2²
9,81m/s2 x0,1206m² 3
9,81m/s2 x0,75Y2² 3
Se resuelve la primera ecuación y se determina un valor de: 0,2109
Para encontrar el valor de Y2 se realiza por medio de tanteo:
Y2
O,2109
0,45
0,1774
0,50
0,1565
0,55
0,1451
0,60
0,1410
0,65
0,1428
0,70
0,1497
0,75
0,1611
0,80
0,1769
0,85
0,1969
0,8801 0,2109
Fuente: Autor
DATOS:
Y1= 0,4010 m
Y2 = 0,8801 m
V1= 3,9766 m/seg
V 2 =1,6766 m/seg
hf1-2 =E1 - E2
E1 =Y1 +
V1 2
E2 =Y2 +
2g
E1 =0,4010+
(3,9766 m/seg)2
2g
E1 =0,8801+
2 x 9,81m/seg²
E1=1,2027m
hf1-2 =1,2027m -E1=1,0234 m
V2 2
E1=1,0234 m
→ 0.1793
(1,6766 m/seg)2
2 x 9,81m/seg²
SE CALCULA LA LONGITUD DEL RESALTO HIDRÁULICO.
Se determina mediante fórmula de Sieñchin la cual se tomó del libro de hidráulica de
canales de Máximo Villón, porque es la da los resultados más cercanos con hcanales.
Fórmula de Sieñchin:
L=k (Y2-Y1)
Donde:
L= longitud del resalto, en m
Y1= tirante conjugado menor, en m
Y2=tirante conjugado menor, en m
k= depende del talud Z del canal, según la siguiente tabla:
Talud Z
k
0
5
0,50
7,9
0,75
9,2
1,00
10,6
1,25
1,26
Fuente: Autor
Fórmula de Sieñchin:
L=k (Y2-Y1)
L=9,20 x (0,8801m - 0,4010m)
→ 4,4080 m
COMPROBACION DEL RESALTO HIDRAULICO EN HCANALES
1,50
15,0
SE CALCULA EL VERTEDERO TRIANGULAR
5
⁄
Con la formula Q= Cdh 2
El caudal que se deja en la abscisa 0+300 a la abscisa 0+500 es del 63 %:
→
Qp = 0,48 m³/seg - 0,1776 m/seg.
ANGULO
ά
Cd
Valido
para h>
0,3024 m³/s.
15º
30º
45º
60º
90º
120º
0,206
0,15
0,392
0,205
0,596
0,185
0,819
0,17
1,4
0,14
2,465
0,12
Fuente: de Máximo Villón Bejar
0,3024 m³/s=0,819h
5⁄
2
→h
5⁄
2 =0,3024
/ 0,819 →
h
5⁄
2 =0,369
Para eliminar la potencia de la primera ecuación elevamos ambos términos 2/5
5⁄ 2⁄
2
2 ) 5 =(0,369) ⁄5
(h
→ h= 0,6711
SE REALIZA LA COMPROBACION DEL RESALTO HIDRAULICO POR MEDIO DEL
PROGRAMA DE HCANALES:
CALCULO DEL CAUDAL QUE PASA DESDE LA ABSCISA 0+300 HASTA LA ABSCISA 0+500 CON EL PORCENTAJE DADO EN EL PROBLEMA QUE ES DEL 63 %:
Qp = 0,48 m³/seg - 0,1776 m/seg.
→
0,3024 m³/seg.
SE CALCULA LA PENDIENTE “S “DEL CANAL PARA EL SEGUNDO TRAMO C:
En la abscisa 0+300 tengo una cota del terreno
→
80,00 m
En la abscisa 0+140 tengo una cota del terreno → 79,60 m
Longitud del Tramo A → 140,00 m
Por las características del perfil y por evitar tanto corte, que aumentaría el presupuesto
del diseño del canal e decido bajar 63 cm en los 140,00m
S= 0,63/140
→ 0, 0045.
SE CALCULA LOS PARÁMETROS HIDRÁULICOS CON LA FÓRMULA DE
MANNING:
1
2⁄
3 S 1⁄
Q= n AR
2⁄
3 S 1⁄
1
V= n AR
2
2
DATOS:
Qp= 0,3024 m³/s
n = 0,013
S = 0,0045
Z = 0,75
→ Caudal pasante
→ Coeficiente de rugosidad
→ Pendiente
→ Talud
ÁREA HIDRÁULICA:
RADIO HIDRÁULICO:
A = ZY²
R=
A = 0,75Y²
R=
𝑍Y
2√1+𝑍 2
0,75Y
2√1+0,75²
Con la fórmula de Manning y los datos que se conoce se realiza una igualación para
encontrar “y” en función de “z”:
1
2
Q= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
3
0,3024m3
1
0,75y
=
x 0,75Y2 x (
)
seg
0,013
2√1+075²
2⁄
3
0,3024m3 0,75
0,75y
=
x 0,75Y2 x(
)
seg
0,013
2*1,25
1⁄
2
x (0,0045)
x 0,067100
0,3024m3 x 0,013 x 1,84 8⁄
=Y 3
0,75 x 0,83 x 0,067100
8⁄
3
0,1741=Y
Para eliminar la potencia de la segunda ecuación se eleva ambos términos a 3/8
(0,276457)
3⁄
8 3
8 =(Y ⁄3 ) ⁄8
Mediante la cual se determina:
Y=0,5190 m
ÁREA HIDRÁULICA:
RADIO HIDRÁULICO:
R=
A = ZY²
A=1 x (0,5190)2
R=
→ 0,2020 m²
ZY
2√1+Z2
0,75m x 0,5190m
PERÍMETRO MOJADO:
2√1+1m2
→ 0,1557 m
ESPEJO DE AGUA:
P=2y√1+z2
T=2zy
P=2*0,5641√1+12
→ 1,2975 m
T=2 x 0, 75 x 0,6175→ 0,7785 m
SE CALCULA LA VELOCIDAD DEL CANAL
1
2
V= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
1
3 *(0,0033) ⁄2
1
V= 0,013 *0,3182*(0,1994)
→ 1,4934 m/seg .
SE CALCULA EL NÚMERO DE FROUDE.
F=
v
En donde:
√gy
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
g = aceleración de la gravedad, en m/seg².
y = tirante medio
→ y = A/T.
v
F=
→
√g*A/T
F=
g = 9,81 m/seg²
1,4934 m/seg
√9,81 m/seg² x(0,2020 m²/ 0,7785 m)
F = 0,9360
Flujo subcritico
Flujo critico
Flujo supercrítico
F < 1
F = 1
F > 1
→
0,9360 < 1
SE CALCULA EL NÚMERO DE REYNOLDS
Formula Re =
Vx R
v
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
R = radio hidráulico de la sección transversal del canal aceleración, en m/seg².
y = tirante medio
𝑣 = Viscosidad cinemática del agua, en m²/seg
Re =
1, 4934m/seg * 0,1557 m
1,003*10-6 m²/seg
Re = 231826,9
 Flujo laminar
 Flujo de transición
 Flujo turbulento
Re < 580
580 ≤ Re ≤ 750
Re > 750
SE DETERMINA EL BORDE LIBRE
Lo realizamos mediante el proceso gráfico con la figura tomada del libro de hidráulica de
rocha.
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta interceptar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,13 m a este valor se le suma 0,05 para trabajar con unidades
enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m.
FIGURA 4 .ABACO PARA DETERMINAR EL BORDE LIBRE SEGÚN EL CAUDAL.
Autor: Bureau of Reclamation.
Fuente: libro del libro de hidráulica de rocha.
COMPROBACION MEDIANTE HCANALES
PENDIENTE “S “DEL CANAL PARA EL SEGUNDO TRAMO D:
S= 0,90/20
→ 0, 045
SE CALCULA LOS PARÁMETROS HIDRÁULICOS CON LA FÓRMULA DE
MANNING:
1
2⁄
3 S 1⁄
Q= n AR
1
2⁄
3 S 1⁄
V= n AR
2
2
DATOS:
Qt= 0,3024 m³/s
n = 0,013
S = 0,045
Z = 0,75
Área Hidráulica:
→ Caudal total
→ Coeficiente de rugosidad
→ Pendiente
→ Talud
Radio Hidráulico:
A = ZY²
R=
A = 0,75Y²
R=
𝑍Y
2√1+𝑍 2
0,75Y
2√1+0,75²
Con la fórmula de Manning y los datos que se obtendrán se realiza una igualación para
encontrar “y” en función de “z”:
1
2
Q= AR ⁄3 S 1⁄2
n
2⁄
3
0,3024m3
1
0,75y
=
x 0,75Y2 x (
)
seg
0,013
2√1+075²
2⁄
3
0,3024m3 0,75
0,75y
=
x 0,75Y2 x(
)
seg
0,013
2*1,25
1⁄
2
x (0,045)
x 0,212100
0,3024m3 x 0,013 x 1,84 8⁄
=Y 3
0,75 x 0,83 x 0,212100
8⁄
3
0,0551=Y
Para eliminar la potencia de la segunda ecuación se eleva ambos términos a 3/8
3⁄
8 3
8 =(Y ⁄3 ) ⁄8
(0,0551)
Mediante la cual se determina:
Y=0,3370 m
ÁREA HIDRÁULICA:
RADIO HIDRÁULICO:
R=
A = ZY²
A=1 x (0,3370)2
→ 0,0852 m²
R=
PERÍMETRO MOJADO:
ZY
2√1+Z2
0,75m x 0,4010m
2√1+0,752
ESPEJO DE AGUA:
P=2y√1+z2
T=2zy
P=2*0,4010√1+0,752
→ 0,8425 m
T=2 x 0, 75 x 0,4010→ 0,5055 m
SE CALCULA LA VELOCIDAD DEL CANAL SECCION # 2
1
2
V= AR ⁄3 S 1⁄2
n
V=
1
0,013
2⁄
1
3 *(0,0033) ⁄2
*0,3182*(0,1994)
→ 3,5413 m/seg
SE CALCULA EL NÚMERO DE FROUDE.
F=
v
√gy
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
g = aceleración de la gravedad, en m/seg².
y = tirante medio
→ 0,1011 m
→
y = A/T.
F=
v
→
√g*A/T
F=
g = 9,81 m/seg
3,5413 m/seg
√9,81 m/seg x(0,0852 m²/ 0,5055 m)
F = 2,754
Flujo subcritico
Flujo critico
Flujo supercrítico
F < 1
F = 1
F > 1→
2,754 > 1
SE CALCULA EL NÚMERO DE REYNOLDS
Re =
Vx R
v
En donde:
v = velocidad media de la sección, en m/seg.
R = radio hidráulico de la sección transversal del canal aceleración, en m/seg².
y = tirante medio.
𝑣 = Viscosidad cinemática del agua, en m²/seg.
3, 5413m/seg * 0,1011 m
Re =
1,003*10-6 m²/seg
Re = 356954,57
 Flujo laminar
Re < 580
 Flujo de transición
580 ≤ Re ≤ 750
 Flujo turbulento
Re > 750
SE DETERMINA EL BORDE LIBRE
Lo realizamos mediante el proceso gráfico con la figura tomada del libro de hidráulica de
rocha.
A continuación detallamos el uso de la figura .
a.-Determinado el caudal que es de 0,48 m³/s, con este valor se debe ir al eje de las x
(caudal), luego se sube una vertical hasta interceptar la primera curva.
b.-Del punto que interceptado se traza una horizontal al eje de las x, en lo cual obtendrá
el borde libre que es de : 0,13 m a este valor se le suma 0,05 para trabajar con unidades
enteras en la sección tipo, mediante la cual el borde libre será BL= 0,18m.
FIGURA 4 .ABACO PARA DETERMINAR EL BORDE LIBRE SEGÚN EL CAUDAL.
Autor: Bureau of Reclamation
Fuente: libro del libro de hidráulica de rocha.
COMPROBACION MEDIANTE HCANALES
SE CALCULA EL RESALTO HIDRÁULICO
DATOS:
Qt= 0,3024 m³/s
9 = 9,81m/seg²
A1 = 0,0852
Y1 = 0,3370
Z=0,75 m
→ Caudal total.
→ gravedad.
→ Área del tramo “B”.
→ Tirante del tramo “B”.
→ Talud.
ÁREA HIDRÁULICA:
CENTRO DE GRAVEDAD DEL TRIANGULO
A2 = ZY²
̅̅̅̅̅
YG
A2 = 0,75Y²
se encuentra ubicado a
1
̅̅̅̅̅
YG1= 3 Y1
1
3
y (tirante del agua)
1
̅̅̅̅̅
YG2= 3 Y2
ECUACIÓN DEL RESALTO HIDRÁULICO
Q²
Q²
+̅̅̅̅̅
YG1 x A1 =
+̅̅̅̅̅
YG2 x A2
gA1
gA2
Se forma dos ecuaciones y se realiza una igualación:
(0,3024m³/s)²
1
(0,3024m³/s)²
1
+ x 0,3370m x 0,0852m²=
+ x Y2 x 0,75Y2²
2
2
9,81m/s x0,0852m² 3
9,81m/s x0,75Y2² 3
Se calcula la primera ecuación y se determina un valor de: 0,1190
Para encontrar el valor de Y2 se realiza por medio de tanteo:
Solución
Y²
O,1190
0,35
0,1122
0,40
0,0937
0,45
0,0842
0,50
0,0810
0,55
0,0827
0,60
0,8850
0,65
0,0981
0,70
0,1111
0,7253 0,1190
0,75
0,1276
Fuente: Autor
DATOS:
Y1= 0,3370 m
Y2 = 0,7253 m
V1= 3,9766 m/seg
V 2 =1,6766 m/seg
hf1-2 =E1 - E2
E1 =Y1 +
V1 2
E2 =Y2 +
2g
E1 =0,4010+
(3,5413 m/seg)2
V2 2
2g
E1 =0,8801+
2 x 9,81m/seg²
E1=0,9762m
(1,4934 m/seg)2
2 x 9,81m/seg²
E1=0,8390 m
hf1-2 =0,9762m- 0,8390 m
→
0,1372
CALCULAMOS LA LONGITUD DEL RESALTO HIDRÁULICO.
Se realiza con la fórmula de Sieñchin la cual se tomó del libro de hidráulica de canales
de Máximo Villón, porque es la da los resultados más cercanos con hcanales.
Fórmula: L=k (Y2-Y1)
Donde:
L= longitud del resalto, en m
Y1= tirante conjugado menor, en m
Y2=tirante conjugado mayor, en m
k= depende del talud Z del canal, según la siguiente tabla:
Talud Z
k
0
5
0,50
7,9
0,75
9,2
1,00
10,6
Fuente: Autor
Fórmula de Sieñchin:
L=k (Y2-Y1)
L=9,20 x (0,7253m - 0,3370m)
Longitud del resalto es de: 3,60 m
→ 3,5720 m
1,25
1,26
1,50
15,0
COMPROBACION DEL RESALTO HIDRAULICO
ANEXO .VOLUMENES DE CORTE Y RELLENO
Abscisa
0+000,00
0+020,00
0+040,00
0+060,00
0+080,00
0+100,00
0+120,00
0+140,00
0+160,00
0+180,00
0+200,00
0+220,00
0+240,00
0+260,00
0+280,00
0+300,00
0+320,00
0+340,00
0+360,00
0+380,00
0+400,00
0+420,00
0+440,00
0+460,00
0+480,00
0+500,00
Cota
Te80,00
80,70
81,00
80,50
80,50
80,20
79,80
79,60
78,00
78,30
78,30
78,10
79,80
79,30
79,15
79,00
78,50
79,38
78,80
78,30
78,00
78,10
77,80
77,50
76,00
75,60
rreno
Cota
Corte
Relleno
Pro80,00
79,91
79,82
79,73
79,64
79,55
79,46
79,02
78,53
78,44
78,35
78,26
78,17
78,08
77,99
77,90
77,81
77,72
77,63
77,54
77,45
77,36
77,27
76,59
76,69
75,60
yecto
Área
Corte
0,79
1,18
0,77
0,86
0,65
0,34
0,58
0,556
1,510
0,523
0,699
0,383
0,121
0,601
0,53
0,14
0,05
0,16
1,63
1,22
1,16
1,10
0,69
1,66
1,17
0,76
0,55
0,74
0,53
0,91
0,69
-
2,912
1,622
1,455
1,293
0,434
3,106
1,573
0,567
0,283
0,524
0,264
0,905
0,434
Área
Volumen
Volumen
Re-1,833
Cort 0
Relleno0
0,015
5,56
20,66
20,33
12,22
10,82
5,04
7,22
6,01
0,00
0,00
0,00
29,12
45,34
30,77
27,48
17,27
35,40
46,79
21,40
8,50
8,07
7,88
11,69
13,39
4,34
395,30
18,48
0,15
0,28
0,28
1,73
9,53
7,83
41,28
65,09
44,10
44,92
24,66
0,00
0,00
0,00
0,14
0,14
0,00
0,00
1,72
1,72
2,02
2,02
0,14
14,96
281,19
lleno
0,028
0,173
0,780
0,003
4,125
2,384
2,026
2,466
0,014
0,172
0,202
0,014
1,482
e
ANEXO PRESUPUESTO
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
PRESUPUESTO REFERENCIAL
PROVINCIA: El Oro
Fecha: Octubre del 2015
PROYECTO: Obras de Riego y Drenaje
UBICACIÓN: Cantón Pasaje
Plazo: 120 días
OBRA: TRABAJO PRACTICO DE DISEÑO DE UN CANAL TRIANGULAR A GRAVEDAD
RUBRO
DESCRIPCIÓN
No.
UNID.
CANT.
PRECIO
UNITARIO
PRECIO
TOTAL
1,01
Desbroce y Limpieza
M2
625,00
0,85
531,25
1,02
Replanteo, nivelación y colocación de laterales
Excavación Canal, Zanja o Drenaje Clase "B"
con estacas
(a mano), incluso desalojo y tendida hasta
6m. del canal, incluye
M
500,00
1,05
525,00
M3
395,30
16,81
6.644,99
M3
281,19
9,30
2.615,07
7.029,75
0,25
1.757,44
M2
960,00
12,59
12.086,40
M3
150,00
233,04
34.956,00
m2
1.500,00
8,97
13.455,00
1,03
Relleno compactado (a mano) con mat. A capas
1,04
de 20 cm
1,05
con humedad optima.
Transporte de Material de relleno
1,06
Encofrado metálico
Hormigón simple Clase A, f´c=280 Kg/cm². para
1,07
obras de arte
Suministro e Instalación de malla electrosoldada
y revestimiento de canal secundario
de 6,25X2,40
1,08
KM/M3
1,09
Suministro
e Instalación
Banda PVC de 10 cm.
D=8,5mm C/D
20X20Cm,deFy=6000Kg/Cm2.
M
375,00
12,58
4.717,50
1,1
Letrero de señalización de obras de 3.00x2.00m.
U
1,00
564,50
564,50
1,11
Implementos de protección para seguridad indus-
U
1,00
296,87
296,87
trial
SUB TOTAL
12% de IVA
TOTAL
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
PROPONENTE
78.150,02
9.378,00
87.528,02
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
PROYECTO: Obras de Riego y Drenaje
UBICACIÓN: Cantón Pasaje
Plazo: 120 días
OBRA: TRABAJO PRACTICO DE DISEÑO DE UN CANAL TRIANGULAR A GRAVEDAD
PRECIO
RUBRO
No.
DESCRIPCIÓN
1,01
Desbroce y Limpieza
1,02
Replanteo, nivelación y colocación de laterales con estacas
1,03
1,04
Excavación Canal, Zanja o Drenaje Clase "B" (a mano),
incluso desalojo y tendida hasta 6m. Del canal, incluye
perfilada.
Relleno compactado (a mano)
con mat. A capas de 20 cm
1,05
Transporte de Material de relleno
1,06
Encofrado metálico
Hormigón simple Clase A, f´c=280 Kg/cm². para obras de
1,07
con humedad óptima.
UNID.
M2
M
1,08
625,00
500,00
M3
395,30
M3
281,19
1
UNITA0,85
RIO
1,05
TOTAL
531,25
531,25
525,00
525,00
6.644,99
16,81
9,30
2.615,07
7.029,75
0,25
1.757,44
M2
960,00
12,59
M3
150,00
233,04
KM/M3
arte y revestimiento de canal secundario
Suministro e Instalación de malla electro soldada de
PRECIO
CANT.
1661,25
653,77
TIEMPO EN MESES
2
3
1661,25
1661,25
4
1661,24
653,77
653,77
653,76
439,36
439,36
439,36
439,36
12.086,40
3021,60
3021,60
3021,6
3021,60
34.956,00
8739,00
8739,00
0
8739,0
8739,00
0
1.500,00
8,97
13.455,00
3363,75
3363,75
3363,7
3363,75
M
375,00
12,58
4.717,50
1179,38
1179,38
5
1179,3
1179,36
Letrero de señalización de obras de 3.00x2.00m.
U
1,00
564,50
564,50
564,50
Implementos de protección para seguridad industrial
U
1,09
6,25X2,40 D=8,5mm C/D 20X20Cm, Fy=6000Kg/Cm2.
Suministro e Instalación de Banda PVC de 10 cm.
1,1
1,11
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
PROPONENTE
m2
1,00
SUB TOTAL
296,87
296,87
78.150,02
8
296,87
20975,73
19058,1
19058,1
19058,07
AVANCE PARCIAL EN %
26,84%
INVERSION ACUMULADA
20975,73
124,39%
40033,8
124,39
59091,9
%
59091,91
26,84%
451,23%
575,61
INVERSION MENSUAL
AVANCE ACUMULADO EN %
%
24,39%
100%
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,01
UNIDAD :
M2
RENDIM. R =
0,1050
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
0,0334
Desbroce y Limpieza
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
TARIFA
B
CANTIDAD
A
2,00
PARCIAL M
TARIFA
COSTO HORA
B
C=A*B
3,180
6,360
Herramientas menores (5% de M.O.)
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
Peón
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
0,033
COSTO UNIT
D=C*R
0,6678
PARCIAL N
UNITARIO
B
0,668
COSTO
C=A*B
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
0,000
0,701
0,147
0,000
0,000
0,85
UNIDAD
CANTIDAD
A
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,02
UNIDAD : M
RENDIM. R =
0,0250
Replanteo, nivelación y colocación de laterales con estacas
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
Equipo Topografico
Herramientas menores (5% de M.O.)
CANTIDAD
A
1,00
TARIFA
B
6,250
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD JORNAL/HOR
A
B
Cadenero
3,00
Topógrafo 2: titulo exper. mayor a 5
1,00
años(Estr.Oc.C1)
Maestro mayor en ejecución de obras civiles 1,00
Mojón de Hormigón 15x30cm
Estacas de Madera
Clavo de acero 1" (cartón)
Pintura Esmalte economica
Cementina ( 25 kilos )
UNIDAD
U
U
U
Glb
U
COSTO UNIT
D=C*R
6,250
PARCIAL M
COSTO HORA
C=A*B
0,1563
0,0210
0,177
COSTO UNIT
D=C*R
3,220
9,660
0,2415
3,570
3,570
0,0893
3,570
3,570
0,0893
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
COSTO HORA
C=A*B
CANTIDAD
A
PARCIAL N
UNITARIO
B
0,002
0,075
0,005
0,001
0,025
0,420
COSTO
C=A*B
12,000
1,500
3,650
14,830
4,000
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X 21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
0,024
0,113
0,018
0,019
0,100
0,274
0,871
0,183
0,000
0,000
1,05
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,03
UNIDAD :
M3
RENDIM. R =
Exc. Canal, Zanja o Drenaje Clase B(a mano) incluso desalojo y tendida
(horas/und)
0,456
hasta 6 m. del cana; incluye perfilada
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
TARIFA
B
COSTO HORA
C=A*B
Herramientas menores (5% de M.O.)
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
Maestro en ejecució de obras civiles
Peón
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1,00
3,570
3,570
8,00
3,180
25,440
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
COSTO UNIT
D=C*R
0,6614
0,661
COSTO UNIT
D=C*R
1,6279
11,6006
PARCIAL N
UNITARIO
B
13,229
COSTO
C=A*B
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
0,000
13,890
2,917
0,000
0,000
16,81
UNIDAD
CANTIDAD
A
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,04
UNIDAD :
M3
Relleno compactado (a mano) con mat. A capas de 20 cm
con humedad optima.
RENDIM. R =
(horas/und)
0,1000
EQUIPOS
CANTIDAD
A
D E S C R I P C I O N
TARIFA
B
COSTO HORA
C=A*B
Herramienta Menor (5%)
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
Peón
Maestro mayor en ejecución de obres civiles
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
A
B
C=A*B
3,00
3,180
9,540
0,50
3,570
1,785
0,057
COSTO UNIT
D=C*R
0,9540
0,1785
PARCIAL N
UNITARIO
B
6,500
1,133
COSTO
C=A*B
6,500
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
Material de Mejoramiento
COSTO UNIT
D=C*R
0,0566
UNIDAD
m3
CANTIDAD
A
1,000
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
6,500
7,689
1,615
0,000
0,000
9,30
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,05
UNIDAD :
Transporte de Material de relleno
M3
RENDIM. R =
(horas/und)
0,0030
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
Herramienta Menor (5%)
Volquete 215 H.P.
cargadora frontal
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
Chofer
Operador cargadora frontal
Peon
CANTIDAD
A
1,00
1,00
TARIFA
B
25,000
35,000
25,000
35,000
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1,00
4,670
4,670
1,00
3,390
3,390
1,00
3,180
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
0,0012
0,0750
0,1050
0,181
COSTO UNIT
D=C*R
0,0140
0,0102
PARCIAL N
UNITARIO
B
0,024
COSTO
C=A*B
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
0,000
0,205
0,043
0,000
0,000
0,25
UNIDAD
CANTIDAD
A
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,06
UNIDAD :
M2
RENDIM. R =
0,0250
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
0,0164
Encofrado metálico
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
TARIFA
B
Herramientas menores (5% de M.O.)
MANO DE OBRA
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
D E S C R I P C I O N
A
B
C=A*B
Maestro mayor en ejecución de obras civiles
1,00
3,570
3,570
Carpintero
1,00
3,220
3,220
Ayudante de carpintero(*NSC)
2,00
3,180
6,360
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
Encofrado metalico
Puntal de Caña Guadua 5 m. util
Cuartones de encofrado 4"x4"x4m
Clavos de 2" a 2.5"
Tuberia pvc roscable 3/4"6m
UNIDAD
U
M
U
Lb
M
CANTIDAD
A
1,000
0,250
0,250
0,100
0,100
PARCIAL N
UNITARIO
B
5,000
3,800
15,000
1,500
2,080
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
0,016
COSTO UNIT
D=C*R
0,0893
0,0805
0,1590
0,329
COSTO
C=A*B
5,000
0,950
3,750
0,150
0,208
10,058
10,403
2,185
0,000
0,000
12,59
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,07
UNIDAD :
M2
RENDIM. R =
Hormigón simple Clase A, f´c=280 Kg/cm². para obras de arte y
revestimiento de canal secundario
0,20000
EQUIPOS
CANTIDAD
A
D E S C R I P C I O N
Herramientas menores (5% de M.O.)
Vibrador
Concretera
MANO DE OBRA
1,00
1,00
TARIFA
B
4,000
35,000
COSTO HORA
C=A*B
4,000
35,000
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
A
B
C=A*B
1,00
3,570
3,570
2,00
3,220
6,440
14,00
3,180
44,520
D E S C R I P C I O N
Maestro mayor
Albañil
Peon
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
UNIDAD
CANTIDAD
A
PARCIAL N
UNITARIO
B
Clavos
kg
0,6800
2,00
Aditivo plastocrete 161 HE
kg
5,5000
0,75
Cemento Kg.
Kg.
513,3300
0,17
Tabla sem.dura
m
20,0000
0,85
Agua
m3
0,4500
1,00
Triturado 3/4"
m3
1,5400
20,00
Arena
m3
0,9050
8,00
Tiras
u
1,0000
2,50
Cuartones
u
2,0000
2,60
Kg
Kg
M
0,350
0,020
8,000
2,000
3,000
2,080
Curador para Hormigón
Desmoldante de encofrado metalico
Tuberia pvc roscable 3/4"6m
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
COSTO UNIT
D=C*R
0,5453
0,8000
7,0000
8,345
COSTO UNIT
D=C*R
0,7140
1,2880
8,9040
10,906
COSTO
C=A*B
1,360
4,125
87,266
17,000
0,450
30,800
7,240
2,500
5,200
0,700
0,060
16,640
173,341
192,592
40,444
0,000
0,000
233,04
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,07
UNIDAD :
M2
RENDIM. R =
Suministro e Instalación de malla electrosoldada de 6,25X2,40 D=8,5mm
C/D 20X20Cm, Fy=6000Kg/Cm2.
0,0400
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
Herramientas menores (5% de M.O.)
Dobladora de malla
1,00
TARIFA
B
0,600
COSTO HORA
C=A*B
0,600
MANO DE OBRA
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
D E S C R I P C I O N
A
B
C=A*B
Maestro mayor en ejecución de obras civiles
1,00
3,570
3,570
Fierrero
1,00
3,220
3,220
Peon
2,00
3,180
6,360
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
Malla Electrosoldada 6,25x2,40 d=8,5mm
c/d 20x20cm, fy=6000Kg/cm2
Alambre galvanizado # 18
Alambre galvanizado # 14
UNIDAD
CANTIDAD
A
PARCIAL N
UNITARIO
B
COSTO UNIT
D=C*R
0,0263
0,0240
0,050
COSTO UNIT
D=C*R
0,1428
0,1288
0,2544
0,526
COSTO
C=A*B
m2
1,050
6,280
6,594
Kg
Kg
0,050
0,050
2,460
2,460
0,123
0,123
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
6,840
7,416
1,557
0,000
0,000
8,97
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,09
UNIDAD :
M
RENDIM. R =
0,1750
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
0,1151
Suministro e Instalación de Banda PVC de 10 cm.
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
TARIFA
B
Herramientas Menores (5% M.O.)
MANO DE OBRA
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
D E S C R I P C I O N
A
B
C=A*B
Maestro mayor en ejecución de obras civiles
1,00
3,570
3,570
Albañil
1,00
3,220
3,220
Peón
2,00
3,180
6,360
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
Cinta flexible para el sellado de juntas de
construcciòn PVC 15cm
Alambre galvanizado # 18
UNIDAD
CANTIDAD
A
PARCIAL N
UNITARIO
B
0,115
COSTO UNIT
D=C*R
0,6248
0,5635
1,1130
2,301
COSTO
C=A*B
Ml
1,020
7,700
7,854
Kg
0,050
2,460
0,123
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
7,977
10,393
2,183
0,000
0,000
12,58
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,1
UNIDAD :
U
RENDIM. R =
2,0
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
1,3110
4,0000
Letrero de señalizacion de obras de 3.00x2.00m.
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
Herramienta Menor (5%)
Soldadora
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
Peon
Maestro soldador especializado(*NSC)
1,00
TARIFA
B
2,000
PARCIAL M
CANTIDAD
JORNAL/HOR COSTO HORA
A
B
C=A*B
3,00
3,180
9,540
1,00
3,570
3,570
5,311
COSTO UNIT
D=C*R
19,0800
7,1400
PARCIAL N
UNITARIO
B
435,000
26,220
COSTO
C=A*B
435,000
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
Letrero de latón galvanizado de 3.00x2.00.
2,000
UNIDAD
U
CANTIDAD
A
1,000
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
435,000
466,531
97,972
0,000
0,000
564,50
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL
Análisis de Precios Unitarios
Form. No. 15
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO :
DETALLE :
1,11
UNIDAD :
mes
RENDIM. R =
0,1000
COSTO HORA
C=A*B
COSTO UNIT
D=C*R
Implementos de protección para seguridad industrial
EQUIPOS
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
TARIFA
B
Herramientas menores (5% de M.O.)
MANO DE OBRA
D E S C R I P C I O N
CANTIDAD
A
PARCIAL M
JORNAL/HOR COSTO HORA
B
C=A*B
0,000
COSTO UNIT
D=C*R
PARCIAL N
UNITARIO
B
8,700
7,650
3,700
4,000
11,000
0,000
COSTO
C=A*B
60,9000
53,550
25,900
28,000
77,000
MATERIALES
D E S C R I P C I O N
UNIDAD
Casco masport color blanco
u
Chaleco reflectivo color naranja, con franja verde u
Gafas de Protección
u
Guantes latex caucho negro master
u
Botas caucho amarillo
u
CANTIDAD
A
7,000
7,000
7,000
7,000
7,000
PARCIAL O
TOTAL COSTOS DIRECTOS X = (M+N+O)
INDIRECTOS Y UTILIDAD X
21,00%
OTROS: FISCALIZACIÓN ==>
0,00%
COSTO TOTAL DEL RUBRO
245,350
245,350
51,524
0,000
0,000
296,87
Egdo. Carlos F. Yaguana Chalan
SIMBOLOGIA
EJE DEL CANAL
BORDE LIBRE
PLANIMETRIA DEL CANAL
0+500
0+460
0+440
0+420
0+400
0+380
0+360
0+340
0+320
0+300
0+280
0+260
0+240
0+220
0+200
0+180
0+160
0+140
0+120
0+100
0+080
0+060
0+040
0+020
0+000
0+480
ANCHO DE CORONA
ESCALA 1:1000
PERFIL LONGITUDINAL
ESCALA 1:1000
82.00
80.00
S=0.45%
v= 1.6766m/seg ; Q= 0.480m3
SIMBOLOGIA
/seg
v=
PERFIL DEL TERRENO
78.00
SOLERA (b)
S=4
.50
%
3.9
7m
/seg
;Q
=0
.48
0m
3/se
g
S=0.45%
v= 1.6766m/seg ; Q= 0.480m3
/seg
TIRANTE
S=0.45%
v= 1.4934m/seg ; Q= 0.3024m
VERTERO
TRIANGULAR
RESALTO #1
3/seg
v=
BORDE LIBRE
76.00
3.5
413
S=4
.50
%
eg ;
Q=
0.3
024
m3
/se
m/s
S=0.45%
v= 1.4934m/seg ; Q= 0.3024m
g
3/seg
RESALTO #2
75.60
75.60
0+500.00
75.69
76.00
0+480.00
76.59
77.50
0+460.00
77.27
77.80
0+440.00
77.36
78.10
0+420.00
77.45
78.00
0+400.00
77.54
78.30
0+380.00
78.80
0+360.00
77.63
79.38
0+340.00
77.72
78.50
0+320.00
77.81
79.00
0+300.00
77.90
79.15
0+280.00
77.99
0.00
0.69
0.91
0.53
0.74
0.55
0.76
1.17
1.66
0.69
1.10
1.16
1.22
79.30
0+260.00
78.08
79.80
0+240.00
78.17
0.16
78.10
0+220.00
78.26
0.05
78.35
78.44
78.30
78.00
0+160.00
0+200.00
79.60
0+140.00
78.30
79.80
0+120.00
0+180.00
80.20
0+100.00
78.53
80.50
0+080.00
79.02
80.50
0+060.00
79.46
81.00
0+040.00
79.55
80.70
ABSCISADO
0+020.00
79.64
79.73
80.00
79.82
COTA DEL TERRENO
0+000.00
COTA DEL PROYECTO
79.91
80.00
RELLENO
0.14
0.53
1.63
0.58
0.34
0.65
0.86
0.77
1.18
CORTE
0.79
00.00
74.00
SECCION TIPO #2
0+300 - 0+500
SECCION TIPO #1
0+000 - 0+300
ESCALA 1:25
ESCALA 1:25
RESALTO #1
ESCALA 1:50
0.927
0.182
0.10
1
0.618
0.779
0.900
0.181
0.10
1
0.519
0.800
0.88
0.75
0.75
0.40
0.100
0.100
0.500
1.200
0.500
0.500
1.050
0.500
4.40
2.050
2.200
RESALTO #2
ESCALA 1:50
VERTEDERO TRIANGULAR
ESCALA 1:25
0.565
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
0.73
0.34
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
0.671
0.10
1
0.900
HOJA:
PROYECTO:
0.75
DE
2
ESCALAS:
0.129
0.100
LAS INDICADAS
CONTIENE:
FECHA:
TIPO DE CANAL:
0.500
1
3.60
1.200
LONGITUD:
ESTUDIO:
OCTUBRE - 2015
DIBUJO:
0.500
C. F. Y. CH.
2.200
ELABORADO POR:
FACULTAD DE
INGENIERIA CIVIL
APROBADO POR:
0+280
81.00
0+000
82.00
0+140
81.00
80.00
79.00
81.00
80.00
79.00
78.00
80.00
79.00
78.00
77.00
79.00
78.00
-5
0
5
77.00
-5
0+020
5
0+160
81.00
82.00
0
76.00
-5
0
5
-5
80.00
79.00
81.00
79.00
79.00
78.00
80.00
78.00
78.00
77.00
77.00
-5
0
5
77.00
-5
0+040
5
0+180
81.00
82.00
0
0
5
81.00
79.00
79.00
78.00
80.00
78.00
78.00
77.00
79.00
77.00
77.00
76.00
-5
0+060
5
0+200
81.00
82.00
0
-5
0
5
78.00
81.00
79.00
79.00
77.00
80.00
78.00
78.00
76.00
79.00
77.00
77.00
75.00
5
-5
0
5
0
5
0+340
81.00
80.00
0
5
0+460
-5
80.00
-5
0
0+320
81.00
79.00
5
0+440
-5
80.00
0
5
76.00
-5
80.00
-5
0
0+300
81.00
80.00
79.00
0+420
-5
0
0+480
5
74.00
-5
0+220
81.00
0+080
82.00
80.00
78.00
81.00
79.00
79.00
77.00
80.00
78.00
78.00
76.00
77.00
-5
0
5
77.00
-5
0+100
5
80.00
81.00
79.00
79.00
80.00
78.00
78.00
77.00
-5
0
5
0+120
0
5
-5
0
5
0+380
77.00
-5
0
5
-5
0
5
UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
0+260
81.00
81.00
75.00
-5
80.00
79.00
0+500
0+240
81.00
82.00
0
5
0+360
81.00
80.00
79.00
0
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
80.00
HOJA:
PROYECTO:
0+400
79.00
2
DE
2
ESCALAS:
1:75
CONTIENE:
80.00
79.00
FECHA:
78.00
TIPO DE CANAL:
LONGITUD:
ESTUDIO:
OCTUBRE - 2015
DIBUJO:
C. F. Y. CH.
79.00
78.00
77.00
ELABORADO POR:
78.00
77.00
-5
0
5
76.00
-5
0
5
-5
0
5
FACULTAD DE
INGENIERIA CIVIL
APROBADO POR: