REVESTIMIENTOS DE CANALES PARA RIEGO (H 51)

Introduccin

Uno de los problemas fundamentales de la civilizacin moderna es el del agua, como consecuencia de la infinidad de usos a que se la destina. El agua es fundamental para el hombre, quien la utiliza tanto para bebida, limpieza y eliminacin de desechos, como tambin para la produccin de energa, transporte y en particular como elemento bsico de la agricultura.

El consumo de agua se va incrementando en el transcurso del tiempo en forma sorprendente, no slo por el aumento de la poblacin mundial, la denominada explosin demogrfica, sino tambin debido al alza del consumo por habitante. Un ejemplo de lo indicado es que en los Estados Unidos, pas en el que la poblacin se duplic en el perodo comprendido entre 1900 y 1950, el consumo de agua se cuadruplic; es decir que el consumo por habitante se duplic en ese mismo lapso.

Estos consumos de agua en constante aumento debern ser contenidos porque la demanda se aproxima cada vez al mximo de las disponibilidades de las fuentes de aprovisionamiento, las que no son ilimitadas.

Las normas de economa, o del uso racional del agua, deben prevalecer tambin en el riego de las tierras de cultivo, a cuyo fin debe buscarse la forma de mejorar su eficiencia eliminando las prdidas y el derroche, los que son muy elevados. Entre las prdidas ms significativas se cuentan las de conduccin n los canales de tierra, producidas fundamentalmente por infiltracin, las que pueden llegar en casos extremos hasta el 50 % del total del agua derivada a los canales, segn mediciones efectuadas sistemticamente.

La reduccin o eliminacin de las prdidas por infiltracin, como est ampliamente demostrado por la experiencia, puede lograrse revistiendo los canales con una pelcula de material impermeable, expediente que, aunque costoso, resulta ms barato que buscar aguas adicionales, y que es generalmente justificable econmicamente.

Entre los materiales modernos empleados para el revestimiento de canales se destaca el hormign de cemento portland, cuyo uso en virtud de sus relevantes caractersticas, es decir, resistencia, impermeabilidad, facilidad constructiva y su notable durabilidad, satisface cumplidamente los aspectos funcionales del revestimiento y tiene una larga vida de servicio, condiciones que le permiten prestar servicios durante un perodo sustancial de aos.

Por esas condiciones su uso se ha difundido extraordinariamente en los pases en que el riego de las tierras de cultivo alcanza su mayor eficiencia y desarrollo. Para ejemplificar bastara sealar que de acuerdo con los datos estadsticos publicados por el Bureau of Reclamation de los Estados Unidos de Amrica, el 93,5% de los revestimientos de canales construidos por esa Reparticin son de hormign.

Nuestro pas, que posee una ponderable superficie de tierra bajo riego, tambin experimenta la necesidad de asegurar la mayor eficiencia del mismo.

El Instituto del Cemento Portland Argentino ha promovido sistemticamente el uso del hormign y otras aplicaciones del cemento portland para el revestimiento de canales, y difundido las tcnicas y criterios ms convenientes para su proyecto, construccin y conservacin.

En el presente folleto ha reunido y actualizado todo ese material con objeto de facilitar su consulta por los proyectistas y los usuarios, alentando la seguridad de que el mismo ser una contribucin efectiva para nuestra ingeniera de riego, la que constituye uno de los pilares positivos para el fecundo desarrollo de vastas regiones de nuestro pas, folleto que hoy presenta a la consideracin de los estudiosos.

CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE LA NECESIDAD DEL REVESTIMIENTO

Desde la ms remota antigedad el hombre ha desarrollado sus actividades en lugares donde ha podido contar con un aprovisionamiento adecuado de agua, razn por la cual las poblaciones se fueron concentrando en las mrgenes de ros y lagos. Con posterioridad, la necesidad de utilizar tierras ubicadas en regiones ridas o semiridas hizo que se abrieran canales para hacerles llegar agua suficiente para el desarrollo de los cultivos.

Una evidencia concrete de la relacin estrecha que existe entre las necesidades alimenticias de la poblacin y el aprovechamiento de los recursos hidrulicos la ofrecen China e India, pases que ocupan el 1 y 2 lugar mundial por su poblacin, y que, justamente, ocupan tambin esos lugares en superficies beneficiadas por sus redes de canales de riego, con 36 y 20 millones de hectreas respectivamente.

En nuestro pas, que posee dos tercios de su territorio comprendido dentro de las zonas ridas y semiridas, el riego era conocido y practicado por los diaguitas y los calchaques antes de la llegada de los conquistadores.

En la actualidad la superficie beneficiada alcanza a 950 000 hectreas que si bien equivalen slo al 3,5% de los 27 millones de hectreas bajo cultivo tienen una significacin econmica muy importante.

El aumento de la poblacin y la necesidad de incrementar nuestras exportaciones hace imprescindible la ampliacin de las zonas regadas. Ellas traern riqueza y desarrollo a muchas regiones no aprovechadas suficientemente permitiendo de tal manera compensar el desequilibrio en la distribucin de la poblacin del pas provocado por la industrializacin de las grandes ciudades del litoral.

Eficiencia del riego

El agua que se utiliza para el riego, llega a los cultivos despus de recorrer un conjunto de canalizaciones desde la fuente de aprovisionamiento. Durante ese recorrido se producen prdidas que hacen que la cantidad de agua realmente consumida por las plantas sea muy inferior a la disponible en la iniciacin del sistema de irrigacin. La relacin entre estas dos cantidades o sea entre la dotacin neta y la bruta constituye la eficiencia o rendimiento del riego. Esta eficiencia puede aumentarse reduciendo las prdidas, las que pueden producirse por conduccin, distribucin, percolacin profunda, evaporacin o an por los mtodos de riego utilizados.

Prdidas por conduccin en los canales de riego

Entre las prdidas de agua ms severas que se registran en los sistemas de riego figuran las causadas por la conduccin en canales carentes de revestimientos (figura 1), las que son producidas fundamentalmente por infiltracin.

Los principales factores que intervienen para que esas infiltraciones tengan mayor o menor importancia son los que se indican a continuacin:

a) Las caractersticas de los suelos que atraviesa el canal, incluso su permeabilidad.

b) La edad del canal y la cantidad de limo que conduce el agua.

c) La altura del agua o tirante.

d) El rea mojada.

e) La altura de la napa fretica con relacin al fondo del canal.

f) La temperatura del agua.

g) La velocidad del agua.Adems de estos factores existen otros cuya influencia resulta muy difcil de apreciar, tales como la presencia de malezas (figura 2) que obstruyen el canal disminuyendo su seccin transversal y reduciendo el caudal. La vegetacin consume y transpira apreciables cantidades de agua. Por otra parte las plantas con races profundas aflojan el suelo de las bermas, mientras que los rboles adyacentes absorben agua por sus races provocando tambin importantes prdidas.De las mediciones de las prdidas por infiltracin efectuadas en distintos sistemas de irrigacin se deduce la importancia de las mismas. En efecto, el Bureau of Reclamation ha determinado valores del 55%, mientras que en la India se han medido prdidas del 44%.

A las perdidas mencionadas deben adicionarse las que se producen en las propias granjas a causa de los mtodos inadecuados y las prcticas descuidadas en la aplicacin de los riegos. En un estudio efectuado en el estado de Utah (EEUU) se demostr que la suma de las prdidas mencionadas llegaba al 755, es decir que de cada 4 litros de agua derivados de las fuentes, solamente 1 logra completar su recorrido y ser efectivamente utilizado.

Figura 1 Figura 2

Ventajas que ofrece el revestimiento de los canales (figuras 3, 4 y 5)

Figura 3 Figura 4

Figura 5

El revestimiento de canales, aparte de su funcin fundamental de eliminar las prdidas por infiltracin, ofrece otras ventajas de importancia entre las cuales cabe mencionar las siguientes:

Prevencin de la erosin.

Imposibilidad de roturas.

Eliminacin de vegetacin.

Aumento de la capacidad del canal, o reduccin de la seccin transversal.

Disminucin de los costos de mantenimiento.

Reduccin de los costos de riego.

Proteccin de la salud pblica.

Acortamiento del trazado por las mayores pendientes admisibles.

Eliminacin del efecto de la salinizacin, tan destructivo e tierras productivas.

Prevencin de la erosin

La experiencia demuestra que la variacin de las velocidades en canales sin revestimiento produce sedimentacin de materiales extraos y desprendimientos en los taludes. Estos fenmenos son ms notables en zonas de suelos granulares que, por su menor cohesin, son fcilmente disgregables, lo que provocan modificaciones de la seccin transversal, e incluso cambios en los perfiles longitudinales del canal. El proyectista debe tener en cuenta estos factores al adoptar las pendientes longitudinales, las formas de las secciones transversales y los radios de las curvas horizontales. Como consecuencia de estas limitaciones los proyectos se encarecen, pues a fin de no sobrepasar velocidades lmites del agua deben reducirse las pendientes longitudinales, con el consiguiente aumento de las longitudes de las redes, as como tambin preverse curvas amplias para evitar excavaciones indeseables.

El revestimiento de los canales permite adoptar velocidades de escurrimiento ms elevadas, y por lo tanto mayores pendientes y radios de curvas horizontales menores, lo que se traduce en longitudes y secciones menores as como taludes ms empinados que en los canales sin revestir.

Imposibilidad de roturas

Como consecuencia de socavaciones provocadas por erosin, embancamientos por perturbaciones debidas a vegetacin o sedimentacin de materiales de arrastre, accin de animales cavadores u otras causas diversas, en los canales no revestidos pueden producirse roturas cuyas consecuencias pueden llegar a ser catastrficas, no slo desde el punto de vista econmico, sino de la seguridad personal de los habitantes de zonas situadas en niveles ms bajos.

En efecto, la rotura imprevista de una canalizacin puede provocar la prdida de una cosecha por falta de agua en los sembrados durante el lapso que dure la reparacin; por otra parte, una vez producida una abertura en el talud del canal la misma velocidad del agua provoca el ensanchamiento de esa abertura, con lo cual pueden formarse verdaderos aluviones que destruyen cultivos, vas de comunicacin, y hasta poblaciones con el consiguiente peligro para sus habitantes.

Si el canal es revestido resulta imposible la produccin de roturas, y an en el caso en que ocurrieran agrietamientos, la resistencia a la erosin del material del revestimiento impide el ensanchamiento de la abertura con lo cual se evita la posibilidad de consecuencias graves.

Eliminacin de vegetacin

En los canales sin revestimientos, tanto los taludes como el fondo tienden a cubrirse de vegetacin, especialmente pastos y hierbas, aunque tambin suelen en algunos casos desarrollarse en las bermas arbustos y hasta rboles.

La vegetacin afecta al canal, por una parte al restarle agua que las plantas utilizan para su desarrollo y por otra parte al contribuir a disminuir la velocidad del agua, con lo cual se reduce el caudal, y simultneamente, se facilita el depsito de sedimentos, lo que, a su vez, tiende a disminuir la seccin efectiva del canal.

El revestimiento impide el crecimiento de la vegetacin anulando los inconvenientes enumerados.

Aumento de la capacidad del canal

La eliminacin de la erosin permite que el agua circule en los canales revestidos a mayor velocidad que en los de tierra, obtenindose, como resultado, mayor caudal para igual seccin (figura 6). Las velocidades lmites para canales de tierra estn comprendidas entre 0,50 y 1 m/s, dependiendo del tirante de agua y del tipo de suelo. En canales revestidos, como se ver ms adelante, son admisibles velocidades muy superiores.

Figura 6Disminucin de los costos de mantenimiento

La conservacin de los canales de riego no revestidos incluye las tareas de extraccin de vegetacin, cierre de aberturas, reperfilado transversal y longitudinal, cegado de cuevas y eliminacin de animales excavadores. Las tareas mencionadas son permanentes y su abandono, an por cortos perodos, puede provocar inconvenientes importantes. Estos tems desaparecen casi totalmente en los canales revestidos. A los efectos de realizar estudios comparativos de costos entre canales revestidos y sin revestir, deben agregarse a los costos iniciales de ambos, los respectivos costos de mantenimiento; esta consideracin adquiere gran importancia si se tiene en cuenta que en determinadas condiciones, y para algunas zonas, el costo anual de la conservacin se aproxima al costo inicial de un revestimiento de hormign.Reduccin de los costos de riego

La simplificacin en las tareas de distribucin de las aguas, provenientes de la automatizacin que permiten los canales revestidos brinda una disminucin sustancial de la incidencia de mano de obra; el valor de esta reduccin puede llegar al 75% con respecto a los canales sin revestir; simultneamente, la mencionada simplificacin ahorra tiempo lo que resulta muy importante cuando se trata de hacer llegar el agua a las plantaciones en el momento oportuno.

Proteccin de la salud pblica

El medio ambiente existente en los canales sin revestir es propicio a la proliferacin de insectos y en especial mosquitos.

Entre las causas que favorecen el desarrollo de mosquitos en loa canales sin revestir pueden mencionarse las siguientes:

1- Filtraciones que originan zonas pantanosas.

2- Fondos de canales no perfectamente a nivel, lo que causa la formacin de charcos y crecimiento de pasto durante los perodos en que el canal no se usa.

3- Los mosquitos dejan sus huevos preferentemente en las espadaas y otras malezas que crecen en los canales no revestidos.

En los canales revestidos no se dan las condiciones favorables para el desarrollo de los mosquitos debido a que la filtracin y formacin de charcos se reducen y se elimina el crecimiento de malezas.

Acortamiento del trazado por las mayores pendientes admisibles

Como consecuencia de la alta resistencia al desgaste que posee el hormign, pueden adoptarse en los canales revestidos con este material, velocidades de circulacin del agua muy superiores a las de los canales sin revestir. Por tal razn en zonas de topografa accidentada es posible disminuir la longitud de los canales, aumentando la pendiente longitudinal del trazado y disminuyendo los radios de las curvas horizontales.

Eliminacin del efecto de la salinizacin de las tierras

En el caso en que un canal no revestido atraviese zonas en las que el terreno presente estratos con altas concentraciones de sales, el agua que se infiltre por capilaridad, va aumentando la salinidad del manto que se utiliza con fines agrcolas. El revestimiento del canal, al impedir la infiltracin, no permite que se produzca el fenmeno descrito y por lo tanto las tierras adyacentes a las canalizaciones no disminuyen su aptitud para el cultivo.

Condiciones que deben cumplir los revestimientos de canales

En el prrafo anterior se han descrito las ventajas que ofrece el revestimiento de los canales de riego. Para que esas ventajas se obtengan realmente es necesario que cumple con determinadas condiciones, siendo las ms importantes las siguientes:

Impermeabilidad.

Resistencia estructural y a la erosin.

Durabilidad.

Mxima eficiencia hidrulica.

Resistencia a la accin destructiva proveniente del paso de animales o cada de piedras, etc.

Costo moderado.

Los revestimientos de canales en los que se utiliza el cemento como ligante, ya sea en forma de hormigones o suelo cemento, que pueden proyectarse para adaptarlos a distintas necesidades locales, cumplen satisfactoriamente las exigencias citadas. En efecto, cuando estos revestimientos se asientan sobre subrasantes adecuadas, se elaboran con agregados apropiados y se ejerce adecuado control durante la distribucin, terminacin y curado del material pueden transportar el agua a velocidades relativamente altas con mnimo costo de mantenimiento durante una larga vida de servicio. Se considera que los revestimientos de hormign pueden soportar las velocidades mximas que puede alcanzar el agua que corre por canales.

El Bureau of Reclamation de los Estados Unidos, institucin rectora en dicho pas para el proyecto y supervisin de obras de canalizacin, estima una vida probable de servicio

de ms de 40 aos para los canales revestidos con hormign. Resulta interesante destacar que segn las cifras estadsticas de esa misma institucin, el 93,5% del conjunto de canales de importancia que tiene a su cargo, han sido revestidos con hormign.

Justificacin econmica del revestimiento de canales

El revestimiento de canales puede ser justificado plenamente por diversas razones entre las cuales la fundamental es el aumento del rea regable, que puede llegar a duplicarse con los consiguientes beneficios, en especial cuando el agua disponible es escasa, o se ha llegado a duplicarse con los consiguientes beneficios, en especial cuando el agua disponible es escasa, o se ha llegado al mximo de aprovechamiento posible de una fuente de abastecimiento. Otro motivo de justificacin lo constituye la topografa de la zona a beneficiar, dado que en el caso en que la misma sea accidentada, el revestimiento permite utilizar altas velocidades en canales de gran pendiente, sin peligro de socavaciones u erosiones en el lecho y taludes; por otra parte en regiones excesivamente llanas, en las que como consecuencia de la poca pendiente resultan velocidades muy pequeas, el revestimiento disminuye la posibilidad de embancamientos.

La medida del valor econmico de un revestimiento de canal, como el cualquier otra estructura est dada en realidad por su costo anual y no por su costo inicial. Este costo anual surge de la suma de tres tems: el inters correspondiente al capital invertido en la construccin, los gastos de conservacin o mantenimiento y la cuota anual necesaria para amortizar ese capital invertido, o la fraccin del mismo correspondiente a la parte de obra destruida al trmino de su vida til.

En el caso en que se estudie la posibilidad del revestimiento de un canal, debe compararse el coto as determinado con el que resulte de la suma del gasto de mantenimiento anual del canal sin revestir, ms la evaluacin del costo de las prdidas de agua en el mismo lapso; cuando el costo mencionado primeramente resulte inferior al correspondiente al canal sin revestir, el revestimiento en estudio estar justificado econmicamente.

Al efectuar el estudio comparativo mencionado debe tenerse en cuenta que generalmente los canales sin revestir requieren secciones transversales mucho ms grandes que los canales revestidos de similar capacidad. En efecto, a fin de evitar las altas velocidades del agua, los canales no revestidos son construidos ms anchos, de menor profundidad y con taludes ms tendidos que los canales revestidos. Cuando se hace necesario revestir un canal de tales caractersticas, se plantean dos posibles soluciones, una es la de utilizar el perfil transversal existente, con el consiguiente aumento innecesario de la superficie a revestir. La otra solucin consiste en rellenar la seccin existente para llevarla a las dimensiones que corresponden al canal revestido de capacidad equivalente. En cada caso debern analizarse ambas variantes y elegir aqulla que para las condiciones locales resulte ms conveniente.

El anlisis de costos puede efectuarse desde dos puntos de vista. El del usuario, que naturalmente debe ajustarse al criterio expuesto en el prrafo precedente, y el del Estado o la Comunidad, el que debe tener en cuenta tambin los beneficios intangibles que pueden ser mucho ms importantes que los directos. Cabe contemplar entre ellos la promocin del progreso de las regiones ridas o desrticas. La expansin del riego permite incorporar tierras improductivas, con el consiguiente afincamiento de poblacin y el desarrollo de nuevas zonas que a su vez brindan un aumento en la produccin de alimentos, problema cuya importancia extraordinaria no escapa a los estadistas de la hora actual.

Un anlisis completo relativo a la justificacin econmica del revestimiento est fuera de los lmites de este folleto.

Como antecedente ilustrativo se dan a continuacin los resultados de dos ejemplos estudiados en el trabajo citado. En el primero se calcula el costo anual de un caudal sea del orden de 35 M3/s. En base a las hiptesis formuladas se establece que el rea del canal revestido es de 15,55 m2 y que la misma para el canal sin revestir asciende a 38,90 m2, es decir, que el revestimiento ha permitido su reduccin al 40% aproximadamente, lo que se ha obtenido calculando, que en el caso del canal sin revestir la velocidad crtica (definida como la que no ocasiona sedimento de erosin), es de 0,95 m/s; y que en cambio la velocidad para el canal revestido puede ser fijada en 2,25 m/s. La prdida anual por conduccin, por km de canal sin revestir, se ha calculado en 2 500 000 m3. En cuanto a los costos anuales el trabajo citado arroja los siguientes valores por km de canal; la prdida por conduccin y por ao es de $ 630 000; las economas de conservacin ascienden a $ 40 000 y las correspondientes a las mejoras generales se elevan a $ 20 000, lo que significa que la economa total obtenida por la ejecucin del revestimiento es de $ 690 000 por km por ao. El costo anual del revestimiento es de $ 625 000 cuando se computan intereses sobre el costo del revestimiento, cantidad que se reduce a $ 406 000 cuando el costo del revestimiento no devengue intereses, como en el caso de su atencin por partidas de presupuesto, u otro tipo de financiacin directa. Es decir que en ambos casos el revestimiento produce economas, en el primer caso del orden del 10% y en el segundo del 43%.

En el segundo ejemplo las determinaciones se efectan sobre un canal del tipo denominado hijuela, de 0,5 m3/s de caudal, arribndose a los siguientes resultados: economas totales obtenidas por el revestimiento $ 101 070 por km por ao; costo del revestimiento computando intereses, $ 77 000 y sin cmputo de intereses $ 35 000, tambin por km /ao. Es decir que las economas registradas son del 36 y 70%, respectivamente, segn que se computen, o no, intereses. Debe contarse que lo que cuenta son los valores relativos, puesto que los absolutos se refieren a los costos corrientes del ao 1986.

Como puede apreciarse, las economas obtenidas con el canal de menor caudal son notablemente superiores; dado que ambos ejemplos han sido calculados bajo las mismas hiptesis, su comparacin demuestra, como ya se ha dicho anteriormente en el texto de este folleto, que el revestimiento de los pequeos canales se justifica econmicamente en forma ms amplia que el correspondiente a los de grandes dimensiones.

Debe sealarse, por otra parte, que en los ejemplos expuestos se han tenido en cuenta los costos directos solamente. La justificacin econmica del revestimiento sera mucho ms amplia si se hubieran computado tems tales como el valor del agua ahorrada que permite regar ms tierras con el consiguiente aumento de las reas bajo cultivo y la promocin del desarrollo zonal, o el uso de la misma para otras finalidades, la influencia beneficiosa del menor costo del agua en el abaratamiento de la produccin, y las restantes ventajas que se han resumido en el texto de este folleto.

Es interesante anotar al respecto que en el mencionado trabajo, citado en (1), se ha efectuado un estudio para un sistema idealizado de riego, compuesto de las varias clases de canales, con sus respectivas longitudes, para condiciones medias de suelos y que mediante las ecuaciones deducidas se han determinado las prdidas de agua por conduccin. Se ha establecido as, que las prdidas totales por tal causa alcanzaran a un 50 %; y exponindose adems, entre sus conclusiones que: a) Es requisito fundamental reducir las prdidas de agua por conduccin en los canales mediante un revestimiento econmico con hormign (suelo cemento), con lo cual, adems, de otras ventajas, permitira, en condiciones medias, duplicar el rea regada con la misma provisin de agua; y b) Estos revestimientos se justifican econmicamente frente al costo de agua perdida.

PROYECTO DE UN REVESTIMIENTO

La traza de un canal depende de muchos factores, tales como la planimetra de la zona, las caractersticas de la misma, etc, pero fundamentalmente debe desarrollarse por donde mejor sirva a la tierra que debe regar y de un modo tal que riegue la mayor superficie posible.

Ahora bien, esto puede conducir a que se ubiquen canales con recorridos sinuosos y curvas pronunciadas que dan lugar, a que se produzcan erosiones considerables en los canales sin revestir, y a dificultades constructivas en los revestidos, sobre todo cuando se utilizan mquinas de moldes deslizantes.

Es conveniente que los canales corran adyacentes a los lmites de las propiedades o caminos existentes con el objeto de eliminar la posibilidad de que se creen fracciones de tierra de formas irregulares.

La seccin transversal de canal de uso ms general es la trapecial, que es eficiente desde el punto de vista hidrulico y cuyo revestimiento es el ms econmico. Esta seccin ha reemplazado en la mayora de los pases a la de perfil semicircular que, aparentemente, es la ms econmica por su menor permetro, pero que ofrece inconvenientes de carcter constructivo que anulan aquella ventaja.

La seccin trapecial normalmente utilizada es de solera ancha y taludes suaves. El ancho de la solera se reduce gradualmente a medida que disminuye el caudal hacia aguas abajo por la prestacin del servicio.

Variando las distintas dimensiones del canal, tales como el ancho de la solera, la pendiente y longitud de los taludes, se pueden obtener diferentes secciones trapeciales para un mismo caudal. Generalmente se opta por mantener constante la pendiente de los taludes y variar solamente el ancho de la solera y la altura del agua para lograr secciones aptas para diferentes caudales a lo largo de la red de canalizacin. En general se adoptan taludes cuya relacin habitual es de 1 1/2 en horizontal a 1 m vertical para revestimientos de hormign y suelo cemento, los que facilitan el uso econmico de equipos mecanizados.

Las secciones trapeciales de poca altura y soleras anchas son las ms adecuadas para bajar los costos de construccin del revestimiento, porque el revestimiento de la solera cuesta menos que el de los taludes; adems el costo de las excavaciones y terraplenes, necesarios para el emplazamiento del canal, aumentan con su profundidad y altura, respectivamente.

La mayora de las tablas y bacos que se utilizan para el proyecto de las secciones transversales estn basadas en las tradicionales frmulas de Razin, de Chezy o de Manning. En muchos casos los resultados obtenidos con estas distintas frmulas son muy similares.

La frmula de Manning ampliamente usada en el clculo de canales tiene la siguiente expresin:

V = k R 2/3 i

en la cual

v = velocidad de escurrimiento del agua en m/s.

R = radio hidrulico en m.

i = pendiente longitudinal.

K = coeficiente de friccin. (los valores de k

generalmente adoptados son: k = 72 para canales revestidos de hormign y k = 40, sin revestimiento; para shotcrete y suelo cemento k oscila entre 55 y 65).

A fin de facilitar el clculo de las secciones transversales pueden utilizarse bacos en que intervienen el caudal, la pendiente longitudinal, la velocidad y el radio hidrulico. Estos bacos permiten obtener dos de los valores mencionados cuando se conocen los otros dos. En la figura 7 se muestra un baco como el descrito, para el caso del revestimiento de hormign, cuyo coeficiente k es 72. Por medio del mismo puede resolverse, por ejemplo, el caso ms comn que se presenta en la prctica, es decir, proyectar un canal para un caudal determinado y una pendiente longitudinal conocida. El procedimiento consiste en obtener un punto en el grfico cuyas coordenadas corresponden a los valores que son datos del problema (caudal y pendiente longitudinal). Por dicho punto pasan dos rectas, una de cada familia, que corresponden a la velocidad y radio hidrulico resultantes y que se obtienen por interpolacin lineal entre los valores de las rectas vecinas al punto. Si la velocidad encontrada est dentro de los valores mximos y mnimos admisibles, se procede a elegir la seccin transversal ms conveniente cuyo radio hidrulico sea el hallado.

Para el caso particular de canales de seccin trapecial y con taludes de pendiente 1: 1,5(vertical, horizontal) se ha confeccionado otro baco (figura 8) en el que intervienen los siguientes elementos:

R: radio hidrulico en metros (eje de las abscisas).

b: ancho del fondo en metros (eje de las ordenadas).

d: profundidad del agua o tirante en metros.

b

r = ----- : haz de rectas.

d

Las relaciones entre las dimensiones mencionadas para las condiciones fijadas corresponden a la expresin:

r + 3,6

b = ----------- r R

r + 1,5

Desde el punto de vista hidrulico exclusivamente, puede determinarse para una seccin transversal de superficie (A) y ngulo fondo y talud (() fijados, el valor del tirante(d) que proporciona el mximo caudal; ese valor surge de la siguiente expresin:

Figura 7

Figura 8

A sen ( d = ( ---------

2 cos (Una vez obtenido el valor del tirante, puede fijarse el ancho de fondo(b) en funcin de la superficie de la seccin(A), el tirante (d) y el ngulo (() de acuerdo con la ecuacin:

b = ( A/d ) (d/ tg ()

La relacin r entre el ancho de fondo (b) y el tirante (d) se determina en el caso de los canales sin revestir, teniendo en cuenta que la velocidad del agua debe mantenerse dentro de valores que no ocasionan erosiones en caso de ser excesivos o sedimentacin si son muy bajos.

En el caso de los canales revestidos, aparte de las condiciones hidrulicas se tienen en consideracin otros factores como la necesidad de normalizar dichos valores para facilitar los mtodos de clculo y simplificar los equipos de construccin.

Por otra parte se consideran econmicamente los costos relativos de excavacin y terraplenamiento y la existencia o no de napas freticas en el terreno de fundacin.

El Bureau of Reclamation ha publicado como gua un grfico en el que las abscisas corresponden a valores de caudales y las ordenadas a las dimensiones de fondo y profundidades del agua; las dos curvas que aparecen en se grfico (figura 9), son representativas de valores promedios de dichas magnitudes para un gran nmero de canales revestidos proyectados por esa Institucin.

Cuando las condiciones topogrficas de los canales y acequias lo exijan, como en el caso en que no se disponga del ancho necesario requerido por una seccin trapecial normal se proyectan secciones rectangulares, especialmente para pequeos canales. Debe tenerse en cuenta que, si los taludes del canal se proyectan formando con el fondo ngulos cercanos a los 90, su funcin ya no es la de un revestimiento, sino que actan como muros de sostn de los terraplenes laterales y debe por lo tanto verificarse su estabilidad ante el empuje que stos puedan ejercer.

Figura 9

Se desarrolla a continuacin un ejemplo de utilizacin de las tablas y bacos descriptos: se trata de proyectar un canal de seccin trapecial revestido en hormign con taludes 1:1,5 para un caudal de 0,4 m3/s y con una pendiente longitudinal del 1 0/00. Entrando en el baco con estos dos valores en abscisas y ordenadas respectivamente se obtienen v = 0,87 m/s y R= 0,235 m, se adopta el valor de r = 1,33. En el baco de radios hidrulicos anchos donde la vertical correspondiente a r = 1,33 (por interpolacin), se obtiene b = 55 cm y por lo tanto d = 41 cm (figura 10).

Figura 10

Las dimensiones indicadas corresponden a condiciones normales de funcionamiento del canal, pero como debe preverse la posibilidad de incrementos importantes de caudal con motivo de deshielos o lluvias excepcionales, es necesario aumentar la altura de la seccin transversal con respecto a la calculada. Esta altura suplementaria o borde libre no debe ser en ningn caso inferior a 15 cm para caudales de hasta 1,5 m3/s; este valor se aumentar a 30 cm cuando el caudal alcance los 8 m3/s y a 60 cm para 70 m3/s.

Caractersticas geomtricas e hidrulicas de canales revestidos con hormign, de diferentes anchos de fondo. Seccin transversal de forma trapecial con taludes de pendiente 1,5 : 1(horizontal : vertical). Espesor del hormign: 5 cm.

Ancho

de fondo

(h)Profundidad

del agua

(d)Pendiente

Longitudinal (i)Velocidad del agua

(v)Caudal

(Q)Desarrollo transversal

(1)Volumen de h por m lineal

mm0/00m/sm3/smm3/m

0,500,4010,840,372,680,134

1,000,7511,292,044,440,222

1,501,1011,665,756,380,319

(1) Se ha considerado que los bordes superiores de los taludes estn ubicados a 15 cm 20 cm por encima del nivel del agua, para anchos de fondo de hasta 1,20 m o ms respectivamente; adems estos bordes se prolongan horizontalmente hacia el exterior del canal manteniendo el espesor del revestimiento y en una longitud de 10 cm.

La velocidad del agua en los canales sin revestir debe estar comprendida entre aqulla que no cause erosin en su permetro mojado y la que cause sedimentacin. La velocidad mxima est generalmente comprendida entre 0,75 y 1,00 m/s, dependiendo de las dimensiones del canal y de las caractersticas del material en contacto con el agua.

En canales revestidos con hormign de cemento portland se han usado satisfactoriamente velocidades de hasta 4,50 m por segundo. Cuando dicha velocidad excede de 2,5 m/s se tratar de terminar la superficie en forma lo ms lisa posible, con el objeto de evitar irregularidades y obstrucciones que puedan ocasionar turbulencias y, en consecuencia la elevacin del pelo de agua de manera tal que pueda sobrepasar el borde superior del revestimiento. En el caso que se proyecten velocidades mayores se tratar tambin de aumentar el valor normal del borde libre.

TIPOS DE REVESTIMIENTO CON USO DE CEMENTO PORTLAND

Se han desarrollado, y se emplean con excelentes resultados, diversos tipos de revestimiento de canales, con uso de cemento portland. Varan en el costo inicial, procedimientos constructivos y material usado en combinacin con el cemento. Los tipos usuales son los siguientes:

Hormign, simple o armado, moldeado in situ

Consiste en una sucesin de losas de pequeo espesor, hormigonadas en el lugar sobre una subrasante previamente preparada para asegurar la constancia de ese espesor. Su ejecucin puede efectuarse por mtodos manuales (con o sin moldes) o mediante equipos mecanizados tales como los de moldes deslizantes.

Mortero proyectado ( shotcrete o gunita)

En este sistema se aplica mortero de cemento a presin mediante un equipo de inyeccin sobre la superficie de la subrasante, sin uso de moldes.

Hormign premoldeado, o sea unidades de hormign fabricadas en planta central

Estas unidades pueden ser pequeas losetas aptas para su manipuleo y colocacin manual, o losas de grandes dimensiones que se mueven y colocan en posicin mediante equipos especiales. Se emplean tambin con xito en grandes canales losas prefabricadas flexibles de hormign pretensado (figura 11).

Figura 11

Suelo cemento compactado o plstico

El primer tipo corresponde a la mezcla de suelo cemento compactado mecnicamente a humedad ptima para obtener mxima densidad; el segundo, suelo cemento plstico, contiene agua en cantidad mayor que el anterior, y suficiente para dar a la mezcla la consistencia de un mortero plstico, que facilite su colocacin y terminacin sin compactacin mecnica.

Todos estos tipos de revestimientos poseen ventajas que los recomiendan para ser usados en canales de irrigacin. Su larga vida, bajo costo de mantenimiento, resistencia al desgaste y al deterioro y fcil ejecucin constituyen los factores ms importantes que destacan su conveniencia para el revestimiento econmico de canales.

La eleccin del tipo ms conveniente depende de varios factores, entre los que cabe mencionar el tamao del canal y su importancia, los materiales disponibles, las condiciones climticas imperantes, la velocidad del agua, su planimetra,etc. El recubrimiento elegido ser el que cumple la premisa de mnimo costo anual y se justificar siempre que los beneficios anuales que represente excedan dicho costo anual.

Al proceder a la seleccin del tipo de revestimiento, el proyectista debe prever: 1) las necesidades del servicio con una capacidad que incluya los picos de caudal; 2) los elementos necesarios que permitan una entrega satisfactoria de agua a las tierras adyacenyes;3) la suficiente seguridad a las propiedades adyacentes cercanas ms bajas que el canal, por el problema que surge de las prdidas en los canales sin revestir, y 4) el mantenimiento del suministro de agua.

Como fcilmente se puede deducir, con revestimientos a base de cemento portland se cumple ampliamente con las premisas anotadas.

REVESTIMIENTO DE HORMIGON MOLDEADO IN SITU

Ventajas

Este sistema se caracteriza por su costo de construccin relativamente moderado, su rapidez constructiva, su conservacin mnima y su gran durabilidad.

Se lo usa universalmente para el revestimiento de grandes canales, los que requieren fundamentalmente que su funcionamiento sea continuo, es decir, que no se interrumpa, ni por conservacin rutinaria ni por reparaciones a fondo o reconstruccin.

Proyecto del revestimiento

Una vez que se han definido la planialtimetra del canal y la forma y dimensiones de su seccin transversal, se procede al estudio estructural del revestimiento, a cuyo efecto deben considerarse los siguientes factores: a) caractersticas de la subrasante, b) espesor de las losas, c) utilizacin o no de armadura distribuida y d) tipo y distribucin de juntas.

Los criterios para el proyecto del revestimiento, particularmente en lo que se refiere al correspondiente a las juntas, se basan en la similitud que este tipo de obras guarda con las losas de pavimentos.

En base a estas consideraciones, y a la experiencia ganada en las numerosas obras en servicio, que confirman esa hiptesis, el criterio que predomina actualmente es el de restringir el movimiento de las losas, eliminando por completo, o reduciendo al mnimo, las juntas de dilatacin y, complementariamente, controlar efectivamente el agrietamiento colocando las juntas de contraccin con la separacin entre ellas que la prctica indica para obtener esa finalidad. Este mtodo de diseo hace innecesaria, tambin, la colocacin de armadura para controlar el agrietamiento.

En esta forma el movimiento de las losas y, por lo tanto, la abertura de las juntas, se reducen notoriamente, lo que constituye una positiva contribucin para asegurar la estanqueidad del canal. La conservacin de estas juntas de contraccin es, por otra parte, mucho ms sencilla y menos urgente que la correspondiente a las de dilatacin, que deben mantenerse en perfectas condiciones para evitar las prdidas de agua, cuya infiltracin a travs de las mismas puede comprometer, adems, la integridad de las losas, puesto que, particularmente con subrasantes arenosas, el agua infiltrada arrastra el duelo de las mismas, dejando en voladizo, con el consiguiente riesgo de rotura, los extremos de las losas.

En la seccin correspondiente se darn las razones que demuestran que la supresin de la juntas de dilatacin y la armadura no comprometen el comportamiento estructural del revestimiento.

a) Subrasante

Prcticamente todos los suelos son aptos para su empleo como subrasante para revestimientos de hormign, ya sea directamente en su estado natural, o corrigindolos segn aconseje la tcnica. En el primer caso estn comprendidos los suelos que permiten una filtracin considerable de agua. En efecto, los suelos permeables adecuadamente compactados, permiten obtener subrasantes con capacidad portante uniforme y estable, que no comprometen la integridad del revestimiento que se apoya en ellas. En cambio los suelos ms impermeables son susceptibles de experimentar cambios volumtricos importantes por lo cual conviene corregirlos granulomtricamente. Otras soluciones consisten en reemplazarlos por suelos no expansivos, o provocar su expansin antes de colocar el revestimiento, mediante el procedimiento de compactacin a una humedad por encima de la ptima de compactacin determinada por el ensayo de humedad densidad. En este caso debe adoptarse la precaucin de mantener dicha humedad hasta la ejecucin del revestimiento.

Cuando se prevea la posibilidad de que el suelo arcilloso impermeable de la subrasante impida el correcto escurrimiento del agua que pueda almacenarse debajo de las losas, debern ejecutarse subdrenajes a todo lo largo de la zona en que la subrasante posea esas caractersticas; esos subdrenajes se proyectarn de manera de alejar el agua del canal hacia zonas ms bajas o terrenos permeables. Una solucin semejante es aconsejable en el caso en que el nivel de la napa fretica sea lo suficientemente elevado como para provocar sub presin en la solera o taludes a canal vaco. A fin de asegurar la circulacin del agua hacia el drenaje es recomendable, cuando la sub rasante est compuesta de suelos finos, cubrir el permetro del canal, debajo del revestimiento, con una capa de material granular de una granulometra tal que impida la infiltracin de esos suelos finos dentro de la misma.

Cuando el canal atraviesa zonas rocosas, debe preverse una sobre excavacin en todo el permetro, de manera tal que el espacio libre entre el fondo del revestimiento y la roca firme, pueda rellenarse con un material de caractersticas semejantes al de la sub rasante en las zonas adyacentes.

En zonas de topografa accidentada suele ocurrir que el canal se desarrolle en terrapln; en se caso la construccin y compactacin del terrapln debe efectuarse por capas cuyos espesores dependern de las caractersticas del equipo de compactacin utilizado. La densidad mnima de cada capa debe ser del 95% de la que arroje el ensayo humedad densidad normal A.A.S.H.O para el material utilizado.

El ancho de coronamiento de los terraplenes vara con el tamao, la ubicacin del canal y otros factores, pero generalmente se adoptan 0,60 a 1,20 m para canales con un caudal mximo de hasta 3 m3/s y de 1,20 a 1,80 m para canales mayores; la pendiente exterior de estos terraplenes, salvo casos especiales, se especifica 1:1:

b) Espesor

Dado que revestimiento es, por definicin, una capa delgada con la que se resguarda una superficie, se parte de la presuncin de que esta ltima, desde el punto de vista estructural, est en condiciones de soportar adecuadamente las cargas producidas por el peso propio del agua que circula por el canal.

Los esfuerzos a que est sometido el revestimiento de hormign, son en realidad complejos y no existe un mtodo racional para calcularlos; por tal razn la adopcin del espesor se efecta en base a la experiencia existente sobre comportamiento de revestimiento en servicio.

La experiencia, basada en el comportamiento de los canales revestidos con hormign moldeado in situ, indica que debe existir una relacin entre el caudal a transportar y el espesor del revestimiento. Estos valores figuran en el siguiente cuadro:

Caudal(m3/s)Espesor(cm)

Hasta 55

5 a 156

15 a 407,5

40 a 609

60 a 1009

Ms de 10010

Los valores indicados se refieren a condiciones medias, por lo tanto deben considerarse slo como una gua, puesto que las circunstancias particulares, tanto del terreno como del clima de la zona en donde debe llevarse a cabo un determinado proyecto de irrigacin, pueden aconsejar modificacin dentro de lmites relativamente amplios.

c) Armadura distribuida

La necesidad o no de la colocacin de armadura distribuida en los revestimientos de canales de hormign ha sido motivo de controversia en el pasado. En la actualidad existe ya un criterio formado en el sentido de que dicha armadura no es necesaria, si se adopta una adecuada distribucin de juntas para aliviar las tensiones provocadas por los cambios de temperatura y humedad. La eliminacin de la armadura permite, por otra parte, obtener soluciones de menor costo.

Las cuantas de armadura que habitualmente se utilizan no son suficientes, por otra parte, para evitar la rotura del hormign en el caso de que ste se encontrase sometido a esfuerzos de traccin o flexin originados en deficiencias de la sub rasante.

En el caso en que se desee incrementar la resistencia estructural de la losa de hormign, resulta ms econmico aumentar su espesor, de manera de mantener las tensiones a que se encuentre sometida, por debajo del valor de su mdulo de rotura por flexin, en lugar de colocar la armadura necesaria para absorber los esfuerzos de traccin por flexin que el hormign ya fisurado no admite. Por otra parte, teniendo en cuenta cul es la funcin especfica del revestimiento, no se justifica el encarecimiento del proyecto ante la posibilidad remota de la falla de la sub rasante en lugares aislados.

La funcin de la armadura distribuida, como se ha dicho, es le de mantener unidos los bordes de las fisuras que se formen eventualmente cuando la distancia entre juntas transversales es superior a la indicada para controlar el agrietamiento causado por los cambios de volumen, debidos a cadas de temperatura o prdidas de humedad. El clculo de la cuanta de armadura se efecta en base a los esfuerzos de traccin, que se producen cuando las losas se contraen, como consecuencia de la friccin entre la losa y la sub rasante que, tienden a impedir el acortamiento de aqulla. Dichos esfuerzos, que alcanzan su valor mximo(F) en la seccin central, se oponen al corrimiento de la losa, y se obtienen mediante la expresin:

f x L x P

F = -------------

2

en la que los smbolos indicados tienen el significado que se menciona a continuacin:

f = coeficiente de friccin entre subrasante y fondo de losa.

L = longitud de losa entre juntas de contraccin (m).

P = peso del revestimiento por unidad de superficie (kg/m2)

Como la fuerza F debe ser absorbida por la armadura, deber cumplirse que F(kg/m) = ( (kg/cm2) x A(cm2/m) donde ( es la tensin admisible a la traccin del acero de la armadura distribuida y A es la seccin total de las barras por unidad de ancho de la losa. De estas expresiones surge la que permite obtener la seccin de armadura, que es la siguiente:

f x L(m) x P(kg/m2)

A(cm2/m) = -------------------------

2 x ((kg/cm2)

El valor del coeficiente de friccin f vara, segn las caractersticas de la superficie de la sub rasante, entre 0,5 y 3, adoptndose para los casos ms comunes valores comprendidos entre 1,5 y 2. Para calcular la armadura transversal, bastar reemplazar en la expresin indicada la longitud L de la losa entre juntas longitudinales o entre una de ellas y el borde del revestimiento.

A fin de asegurar la impermeabilidad del canal, la distancia entre juntas debe ser igual o menor que 4,5 m.

d ) Juntas

Las juntas son soluciones de continuidad en las losas que cumplen funciones segn su ubicacin y de acuerdo con las circunstancias que obliguen a su colocacin. Se agrupan en 4 tipos que son los siguientes: I) de contraccin, II) de expansin, III) longitudinales y IV) de construccin.

El tipo I, que corresponde a las juntas de contraccin transversales cumple la finalidad de controlar los esfuerzos de traccin a que es sometido el revestimiento, como consecuencia de los acortamientos provocados por la disminucin de temperatura en el perodo posterior al fraguado del hormign o posteriormente, en condiciones de temperatura y humedad inferiores a las imperantes durante la construccin.

Habitualmente, si el hormigonado es continuo, se materializan estas juntas provocando, mediante el corte parcial de la losa, un plano de debilitamiento transversal en la parte superior de la misma; o por diferencias de temperatura y/o humedad entre ambas caras de la losa, se produzcan en coincidencias con la ranura, donde el espesor de la losa es menor. De esta manera se logra asegurar la estanqueidad del canal, ya que el sellado de la junta puede efectuarse en forma efectiva.

Se recomienda la adopcin de una distancia entre juntas de contraccin que oscile entre 3,00 y 4,50 m correspondiendo la menor separacin a los revestimientos ms delgados; esta separacin en el caso de espesores muy pequeos se ha disminuido hasta 2,50 m. Las profundidades de las ranuras abiertas en el hormign plstico, son del orden de 1/3 del espesor y su ancho oscila entre 6 y 12 mm, correspondiendo los ms altos valores para los espesores mayores. Los bordes de las juntas debern redondearse con un radio de 1 cm.

La junta tipo II, de expansin, tambin transversal, cumple la finalidad de absorber los aumentos de longitud que se producen en las losas cuando la temperatura o la humedad de las mismas sobrepasan a las existentes durante la ejecucin. En una losa impedida de aumentar la longitud por ambos extremos y que se encuentra sometida a una temperatura mayor en 40 C a la intemperie durante su ejecucin, se produce un esfuerzo de compresin del orden de los 100 kg/cm2, que es menor que el 50% de la resistencia a l compresin de los hormigones utilizados normalmente en canales. Por lo tanto, salvo casos excepcionales, no se justifica la colocacin de este tipo de junta exclusivamente para disminuir los esfuerzos de compresin en el hormign. En cambio, s deben colocarse en coincidencia con intersecciones con obras fijas como puentes, o en curvas pronunciadas.

Las juntas longitudinales tienen por objeto aliviar las tensiones de alabeo, que se producen en las losas, originadas por diferencia de temperatura o humedad entre las caras de las mismas, especialmente en canales de gran desarrollo transversal. Adems evitan la formacin de grietas longitudinales por contraccin del hormign. Estas juntas, cuyo procedimiento constructivo es semejante al de las de contraccin, tipo I, se disponen paralelas al eje longitudinal del canal y separadas 2,40 a 4,50 m entre s, segn sean las dimensiones del revestimiento.

Cuando se utiliza armadura distribuida, las barras transversales pueden aprovecharse para controlar el agrietamiento longitudinal, siempre que su cantidad sea suficiente para absorber los esfuerzos provocados por la contraccin, considerando para el clculo todo el permetro del canal. En ese caso se pueden eliminar las juntas longitudinales o disminuir al mnimo su nmero.

Las juntas de contraccin, que cumplen la funcin que indica su nombre, pueden ser transversales o longitudinales; en el primer caso reemplazan a las de contraccin o de expansin en aquellos lugares donde debe interrumpirse, por razones constructivas, el proceso de hormigonado, si ste es continuo. Cuando se adopta el hormigonado por paos alternados todas las juntas transversales son de construccin.

Las juntas de construccin longitudinales se utilizan cuando los revestimientos se construyen por fajas, ejecutando primero la solera y luego los taludes o viceversa. En esos casos la junta de construccin se forma en la interseccin del plano del talud con el de la solera y acta como una junta longitudinal.

Otra forma constructiva, que se emplea en determinadas condiciones, consiste en ejecutar el revestimiento de los taludes por paos alternados. En estos casos el hormgonado se efecta en sentido transversal al eje longitudinal del canal, en un ancho coincidente con la distancia entre juntas de contraccin.

e) Sellado de las juntas

A fin de asegurar la estanqueidad de los revestimientos las juntas deben ser obturadas con materiales que se adapten a los cambios en las dimensiones de las mismas sin desprenderse de los bordes, que resistan a la abrasin, al envejecimiento y a las alternativas de temperatura y humedad.

El Bureau of Reclamation en base a la experiencia recogida del comportamiento en las obras que supervisa, especifica para el sellado de las juntas un compuesto prefabricado que consiste en la mezcla homognea de asfalto, caucho sinttico, filler inerte y solventes adecuados. La consistencia de este producto debe ser tal que a una temperatura de 21 C puede ser fcilmente aplicado por extrusin con una bomba de calafateo.

La junta debe ser de espesor uniforme y rellenarse completamente con el material de sellado, el que debe quedar sobreelevado con respecto al hormign para compensar contracciones posteriores.

Construccin

a) Preparacin de la subrasante

La superficie de apoyo del revestimiento debe ofrecer al mismo un soporte uniforme para evitar roturas provocadas por asentamientos o desplazamientos que el hormign no soporte.

Los procedimientos destinados a lograr que la subrasante cumpla estas condiciones son distintos segn que el canal deba ser excavado en suelo firme o que los taludes se logren total o parcialmente por terraplenamiento.

Cuando las secciones son en desmonte, la compactacin de la subrasante no es necesaria si la densidad del suelo esd adecuada y el perfilado se realiza poco tiempo antes de la ejecucin del revestimiento. En el segundo caso, el material destinado a la formacin de los apoyos de los taludes, e incluso en ciertos casos tambin el de la solera, se distribuye y compacta por capas utilizando las tcnicas y equipos que son habituales en obras viales (Fig. 12). Los terraplenes construidos en esta forma deben tener un perfil transversal aproximado, en exceso con respecto al necesario; de esta manera el perfil definitivo se obtiene en una segunda operacin que se efecta poco antes del hormigonado y que permite asegurar la constancia de la seccin transversal dentro de las tolerancias especificadas.

Figura 12En los grandes canales, el perfilado final se ejecuta generalmente con mquinas que avanzan montadas sobre orugas o ruedas metlicas sobre rieles tendidos a lo largo del coronamiento de los taludes; estas mquinas estn provistas de dispositivos de corte continuo que van depositando el suelo excavado sobre cintas transportadoras que lo retiran hacia las zonas laterales(Fig. 13 y 14).

Los equipos ms modernos se guan automticamente en base a sensores en contacto con alambres tensos del tipo cuerda de piano que previamente son colocados en lnea y nivel.

Figura 13 Figura 14

Cuando se prevn capas de materiales granulares interpuestas entre el fondo de las losas de hormign y la superficie de la subrasante, o esta superficie necesita ser recompactada, la densificacin se efecta con rodillos pata de cabra o neumticos que actan en sentido transversal al eje longitudinal del canal ascendiendo y descendiendo a lo largo de la mxima pendiente del talud.

En los canales de seccin transversal reducida la excavacin y el acondicionamiento de la subrasante se ejecutan con una sola mquina. Esta puede estar constituida por arados que en varias pasadas permiten obtener el perfil necesario y dejar preparadas las superficies expuestas para el revestimiento (Fig. 15). Tambin es habitual en pequeos canales y acequias el trabajo a mano, en los lugares donde la mano de obra es barata.

Figura 15

b) Hormign

El proyecto adecuado de las mezclas de hormign es fundamental y deber efectuarse primordialmente para satisfacer las condiciones de durabilidad y resistencia, pero teniendo bien presente que en el revestimiento de canales se usan losas muy delgadas que, en muchos casos, estn sometidas a severas condiciones climticas, a las que se suman, a veces, las acciones perniciosas del agua y de los suelos agresivos.

La dosificacin se determinar por la relacin agua cemento. Las relaciones agua cemento por peso, ms convenientes para los revestimientos de canales son: 0,53 para climas severos, variaciones amplias de temperaturas, con largos perodos de heladas o ciclos frecuentes de congelacin y deshielo y 0,58 para climas templados, lluviosos o secos, con nieves o heladas poco frecuentes. La relacin agua cemento se fijar en 0,50 cuando el hormign est expuesto al ataque de suelos o aguas agresivas. Como dato prctico se indica que para condiciones media la cantidad de cemento a usar ser de 300 kg por metro cbico de hormign.

Debe tenderse a la obtencin de un hormign de una consistencia tal que resulte lo suficientemente plstico para permitir su adecuada densificacin, y al mismo tiempo lo bastante consistente como para no desplazarse cuando se lo coloca en taludes.

La adopcin de un determinado asentamiento depende del sistema de trabajo y de la presencia o no de armadura distribuida. En efecto, cuando se utilizan equipos livianos y en especial para armadura distribuida, conviene adoptar un asentamiento en el cono de Abrams comprendido entre 5 y 6 cm, mientras que para quipos pesados, del tipo de moldes deslizantes, que se describirn ms adelante, ese valor se reduce a 5 cm o menos.

La incorporacin intencional de aire mejora la trabajabilidad del hormign, su terminado y su durabilidad; por tal razn su empleo se justifica plenamente en zonas de climas severos y en presencia de suelos o aguas agresivas. Con los contenidos de aire recomendables, que oscilan entre el 3 y el 6% del volumen de la mezcla, se consiguen las mejoras mencionadas sin desmedro apreciable de la resistencia a la compresin del hormign.

El tamao mximo del agregado no debe ser, en general, mayor que la mitad del espesor del revestimiento, aunque en especificaciones recientes esa relacin se ha reducido a un 30%(19 mm para un espesor de 6,5 cm).

c) Mezclado

Los procedimientos destinados a producir el hormign de los revestimientos son semejantes a los que se usan en las obras de pavimentacin de caminos y calles, pudindose adoptar uno u otro de los tres sistemas bsicos siguientes:1) dosificacin y mezcla total del hormign en planta central con transporte en camiones volcadores con o sin agitacin, 2) dosificacin en planta central y mezcla en trnsito con moto hormigoneras y 3) dosificacin en planta central, transporte de pastones secos sin mezclar en camiones volcadores provistos de compartimientos y mezcla en el lugar de colocacin en hormigoneras ambulantes denominadas pavimentadoras.

En obras de pequea magnitud suelen depositarse los materiales formando acopios a lo largo del canal. Estos acopios se ubican de manera que el hormign pueda ser transportado en carretillas, carritos o baldes hasta el lugar de colocacin. En estos casos la mezcla se efecta en pequeas hormigoneras de volteo, que se van desplazando de acopio en acopio, a medida que avanza el hormigonado.

d) Colocacin

El revestimiento de hormign puede ser ejecutado, de acuerdo con las posibilidades de los equipos disponibles y las caractersticas del canal, en una o dos etapas. En el primer caso el equipo de pavimentacin avanza continuamente a lo largo del eje longitudinal del canal, depositando simultneamente el hormign sobre la subrasante, tanto en la solera como en ambos taludes. El segundo procedimiento consiste en ejecutar los taludes y la solera independientemente; cuando se usa este procedimiento, generalmente se hormigona la solera avanzando en sentido longitudinal, mientras que los taludes se revisten por paos alternados trabajando en sentido transversal.

Figura 18

En canales de gran longitud la construccin en una sola etapa ofrece evidente ventajas en cuanto a rapidez y economa y por tal razn se lo adopta con preferencia.

El equipo utilizado, denominado de moldes deslizantes , consta de un entramado, que en su parte superior lleva la plataforma de trabajo apoyada en ambos extremos sobre rieles dispuestos a lo largo de las bermas del canal; suspendido del entramado se encuentra el molde deslizante propiamente dicho, que est constituido por una chapa de acero de 1,20 a 1,80 m de ancho, curvada hacia arriba en el borde de ataque, que se extiende a todo lo nacho del canal desde el coronamiento de un talud al otro pasando por la solera y que tiene la forma exacta de la superficie terminada del revestimiento, al que conforma y alisa (Fig. 16).

Figura 16 Figura 19

El hormign que llega a la plataforma de trabajo es enviado hacia el molde deslizante mediante la chapa distribuidora que est unida al frente de ataque de aqul y se prolonga hacia arriba con fuerte inclinacin hasta unirse con la plataforma de trabajo. En otros modelos el hormign es distribuido mediante tubos verticales que comunican la plataforma de trabajo con compartimientos que a su vez alimentan la plancha enrasadora (fig.17).

Figura 17

Figura 20

Para la ejecucin de revestimientos de hormign sin armaren pequeos canales, con permetros de menos de 7,50 m, se utilizan mquinas de moldes deslizantes ms simples, que en lugar de apoyarse sobre rieles, lo hacen directamente sobre la subrasante. Poseen una seccin delantera que se desliza apoyada sobre la subrasante previamente preparada, mientras la posterior, conformada con el perfil del revestimiento terminado, acta como regla enrasadora y alisadora del hormign. Entre ambas secciones, el molde posee una batea dividida en compartimientos destinados a recibir y distribuir uniformemente el hormign sobre la subrasante. Este equipo est extraordinariamente difundido en EEUU, por su sencillez y la rapidez de construccin.

Figura 21

Los canales de tamao mediano o pequeo y acequias se revisten, con frecuencia, en forma manual, empleando moldes transversales cuya separacin puede hacerse coincidir con la correspondiente de las juntas, o con la longitud de la regla enrasadora; se considera que una longitud de 3 m es la adecuada para la regla, que es operada por dos hombres. El hormigonado puede efectuarse en una sola operacin comenzando por la solera y ascendiendo por los taludes, para lo cual la regla se opera colocndola paralela al eje del canal.

Figura 22

Otra forma constructiva consiste en pavimentar en primer lugar la solera colocando guas longitudinales y haciendo actuar la regla en sentido transversal al eje del canal; una vez que este hormign ha endurecido lo suficiente se procede a revestir los taludes por paos alternados como en el procedimiento descrito anteriormente (Fig. 24).e) Terminacin superficial

El hormign debe ser compactado y terminado de forma tal que no presente oquedades ni en su masa ni en sus caras. Esta es una condicin fundamental para asegurar la durabilidad, especialmente si se trata de aguas agresivas; adems su superficie debe ofrecer una textura cerrada y lisa.

Figura 23

f) Curado

Un curado adecuado es necesario para obtener mxima resistencia a la compresin y durabilidad del hormign. Adems, impide el secado rpido de la superficie, reduciendo de tal manera la posibilidad de produccin de fisuramiento plstico. De entre los varios mtodos y materiales que han sido utilizados con xito, el ms generalizado es el del recubrimiento con membranas aplicadas en formas lquidas mediante pulverizacin (Fig. 27).

Este procedimiento ofrece ventajas frente a los sistemas tradicionales, especialmente por las dificultades y consecuente mayor costo que presenta la proteccin de las superficies inclinadas de los taludes.

A fin de asegurar un buen comportamiento de los productos utilizados para efectuar el curado por pulverizacin, se exige que los mismos cumplan las siguientes condiciones:

Mxima impermeabilidad.

Buena adherencia al hormign.

Buen poder cubriente.

Secado rpido.

No deben atacar al hormign.

Su coloracin debe ser clara.

Inalterables durante el perodo de curado.

Tambin pueden utilizarse para el curado, lminas de polietileno, arpilleras hmedas, paja e incluso en las soleras tierra hmeda e inundacin mediante endicamientos transversales.

g) Colocacin de la armadura

Cuando se especifica el armado de las losas, se colocan mallas soldadas que proveen las secciones de acero necesarias tanto en el sentido longitudinal como el transversal. Por las razones ya expuestas las armaduras se interrumpen en coincidencia con las juntas y deben mantenerse lo ms cercanas posibles al plano medio del revestimiento. A fin de asegurar que la armadura se mantenga en la posicin adecuada se colocan bloques de hormign apoyados en la subrasante, que actan como separadores.

Cuando no se pueda evitar completamente un descenso de la armadura, como ocurre con ciertas mquinas de moldes deslizantes, se prev una colocacin ms alta para compensar ese desplazamiento. En algunos casos la malla se mantiene en posicin mediante una plataforma suspendida por los costados, que avanza debajo de l armadura a medida que se va distribuyendo el hormign.

h) Tolerancias

A fin de disminuir los costos de construccin se tiende hacia la utilizacin de equipos de gran rendimiento mediante los cuales prcticamente se eliminan las tareas manuales especializadas. Para estimular la utilizacin de estos equipos el Bureau of Reclamation ha ampliado las tolerancias en lo referente a desviaciones con respecto a las alineaciones previstas en los planos de proyectos; as, por ejemplo, desde el punto de vista planimtrico se permiten variaciones de hasta 5 cm en rectas y hasta 10 cm en curvas.

Figura 24

En los perfiles longitudinales se aceptan desniveles de hasta 2,5 cm, mientras que se tolera variacin del 10% en el espesor siempre que el promedio de un da de trabajo tenga el espesor fijado.

Mortero Proyectado (Shotcrete)

Se denomina mortero proyectado (shotcrete o gunitado) al mortero de cemento aplicado por medio de presin neumtica sin uso de moldes. La aplicacin neumtica del mortero se realiza por medio de equipos especiales que difieren en pequeos detalles, segn sea el fabricante.

Este tipo de revestimiento es bien conocido desde hace ya mucho tiempo en EEUU donde se lo ha utilizado en grandes y pequeos canales, con espesores variables entre 2,5 y 6 cm, los que an se encuentran en buen estado.

El mortero proyectado se utiliza para revestir canales nuevos y tambin se ha generalizado su empleo para reacondicionar viejos revestimientos de canales y acequias.

Figura 25

Este sistema requiere un equipo pequeo y sencillo, por lo que resulta muy conveniente para ser utilizado en pequeos canales de riego y acequias, obras stas que se caracterizan por la gran variedad de formas y dimensiones de sus secciones, as como tambin por lo pronunciado de sus curvas. Facilita la ejecucin del revestimiento en zonas adyacentes a estructuras existentes, en contraposicin con el hormign colocado con mquina de moldes deslizantes que, debido a limitaciones de equipo, deja un espacio al costado de la estructura que debe ser terminado a mano.

Figura 26

Otra ventaja de este mtodo consiste en que pude colocarse sobre superficies irregulares, como en el caso de los cortes en roca donde resulta prcticamente imposible obtener un perfilado uniforme; esta consideracin permite afirmar que este sistema puede conducir a un ahorro en la preparacin de la subrasante.

La velocidad de colocacin del mortero proyectado es muy lenta comparativamente al hormigonado con moldes deslizantes. Este mayor costo de construccin debe acumularse al correspondiente a la mayor cantidad de cemento que requiere el mortero proyectado en relacin al hormign colocado con moldes. Tambin contribuye a su encarecimiento la dificultad de obtener uniformidad de espesores, an cuando este problema se obvia, parcialmente, colocndolo en dos o ms capas de 1,5 a 2 cm de espesor cada una.

a) Subrasante

Es de suma importancia lograr una subrasante estable. El perfilado final de la seccin del canal depende de las caractersticas del suelo. Es innecesario afinarlo demasiado cuando se trata de cortes hechos en suelos rocosos, en cambio, con subrasantes de tierra se obtienen mayores resultados cuando se preparan de la misma manera que para colocar un revestimiento premoldeado, o sea con un perfilado final ejecutado con suma prolijidad.

Si la subrasante no se perfila hasta lograr una superficie razonablemente lisa, es muy difcil controlar el espesor del revestimiento y generalmente se obtienen en las partes sobreelevadas zonas de muy reducidos espesores que forman planos dbiles.

La subrasante debe ser humedecida previamente a la colocacin del mortero, de manera tal de evitar la absorcin del agua de la mezcla proyectada, pero sin que se observe agua libre sobre ella.

b) Espesor

Los espesores ms utilizados y que han dado resultados satisfactorios estn comprendidos entre 2,5 cm y 6,5 cm. Los espesores menores se han comportado bien en climas templados y cuando el revestimiento no est expuesto a la subpresin o acciones de congelacin de la subrasante.

Para climas ms rigurosos deben usarse los espesores mayores. Estos espesores pueden lograrse ejecutndolo de una sola vez o en capas sucesivas de 15 mm a 20 mm de espesor cada una. En esta ltima forma resulta ms fcil conseguir los espesores especificados. Cuanto mayor sea el intervalo entre aplicaciones sucesivas, siempre que el material colocado en primer trmino se mantenga, tanto mayor ser el espesor que pueda alcanzar sin segregacin. El uso de mallas metlicas colocadas en el centro del espesor, permite alcanzarlo con mayor facilidad.

c)Juntas y uso de armadura

Figura 27

Las juntas, necesarias para permitir la contraccin del revestimiento de mortero proyectado, deben ubicarse adecuadamente con el objeto de eliminar la posibilidad de grietas; el criterio a seguir es similar al que correspondera si el revestimiento fuera de hormign. En consecuencia valen para este caso las mismas consideraciones explicadas al hablar de las juntas en revestimientos de hormign ejecutados en sitio. Slo restara agregar que la ranura es algo ms profunda que en el hormign, por lo menos un tercio a un medio del espesor especificado.

Conviene destacar que, por tratarse de revestimientos delgados, cuando se realiza la obra en pocas con temperatura muy por debajo de la normal deben aliviarse las tensiones de compresin debidas a la expansin colocando juntas de dilatacin, las que en condiciones normales son innecesarias.

El mortero es tan resistente como el hormign y tericamente capaz de soportar altos esfuerzos de compresin; sin embargo, existe la posibilidad de que por irregularidades de la subrasante, en ciertas secciones el espesor sea menor que el especificado. Si, adems, esas secciones son hormigonadas en pocas de bajas temperaturas, al dilatarse por la elevacin de la temperatura se originan en ellas concentraciones de tensiones que acarrearan la rotura del revestimiento, si no se colocaran juntas de expansin.

Figura 28

Cuando se adopta una distancia entre juntas de contraccin superior a la establecida para el caso de hormign simple, debe armarse el revestimiento proyectado, armadura que se calcula de la misma manera que para el caso de los revestimientos de hormign ejecutados en sitio, y que debe interrumpirse en las juntas de contraccin.

La armadura estar formada por una malla de barras separadas entre 5 y 10 cm en ambas direcciones, colocada en la mitad del espesor, y a no menos de 2 cm de la superficie expuesta.

a) Materiales

La mezcla usual est compuesta por una parte de cemento, 4 a 4,5 partes de arena en peso y la cantidad necesaria de agua para poderla trabajar correctamente sin que resulte excesivamente fluida.

El agregado fino o arena debe cumplir con las especificaciones correspondientes a los agregados finos para hormigones, y debe estar constituido por partculas duras ya que si ni lo fueran se desmenuzaran al pasar por la manguera y boquilla de descarga; este incremento de la finura de la arena trae como consecuencia la necesidad de una mayor cantidad de agua para mantener la plasticidad de la mezcla y, por lo tanto, una disminucin de la resistencia y una mayor posibilidad de fisuracin al endurecer el mortero. La arena debe contener entre un 3 y un 5% de humedad para que el equipo funcione eficientemente. La arena muy seca genera cargas elctricas y dificulta la obtencin de una mezcla uniforme.

Como granulometra aconsejable de la arena puede indicarse la siguiente:

Tamiz IRAM% que pasa

9,5 mm100

2,4 mm75- 95

1,2 mm65 35

590 (m50 45

297 (m20 35

149 (m0 5

En el mortero proyectado no se usa agregado grueso, por lo tanto la mezcla requiere una mayor cantidad de cemento que el hormign moldeado in situ.

Figura 29

La incorporacin intencional de aire para incrementar su durabilidad y trabajabilidad no ha sido an aplicada a las mezclas de mortero proyectado. Algunas experiencias indican que es posible agregar aditivos especiales que incorporen aire a la mezcla.

La cantidad de agua se regula dentro de ciertos lmites por medio de un robinete ubicado en la pistola. La consistencia correcta se determina para que cumpla condiciones de aplicacin. Se requiere una relacin agua cemento reducida en las condiciones ordinarias. Una mezcla demasiado hmeda o demasiado seca no se adhiere correctamente. Las condiciones atmosfricas afectan la cantidad de agua a utilizar.

La mezcla del cemento y la arena debe efectuarse antes de ser colocada en la mquina; este mezclado debe realizarse de manera tal de obtener una unin ntima de ambos materiales ya que durante la aplicacin no hay accin alguna de mezclado. Se prefiere generalmente efectuar la mezcla mecnica para lograr uniformidad y se aconseja tamizarla a travs de un tamiz IRAM 9,5 mm inmediatamente antes de colocarla en la mquina, con el objeto de eliminar los terrones que pueden ocasionar l obturacin de la mquina o la boquilla.e) Equipo

El equipo, que es muy simple, vara segn los diferentes fabricantes. Consiste esencialmente en un compresor de aire, una cmara de presin y mangueras para la mezcla, el agua y el aire. La cmara puede ser simple o doble. En el primer caso el trabajo ser intermitente; en cambio, la doble permite operar en forma continua pasando la mezcla

de cemento y arena desde la cmara superior a la inferior mientras se est proyectando el pastn anterior. El movimiento del material se produce por aire a presin. La mezcla espesada de la cmara fluye por una manguera hasta la boquilla de descarga. En esta boquilla se introduce el agua por medio de una segunda manguera, formndose la mezcla hmeda de mortero en el momento de salir al exterior bajo presin. Se requiere una presin mnima de aire de 3 kg/cm2 para longitudes de manguera de menos de 30 m, la que debe incrementarse en 0,35 kg/cm2 por cada 15 m de longitud que excedan los 30 m. La presin del agua necesaria debe ser 1 kg/cm2 mayor que la presin del aire.

El mortero proyectado se aplica con la boquilla mencionada colocada aproximadamente a un metro de distancia, medida sobre la perpendicular a la superficie a revestir (Fig. 30). La correcta aplicacin en el espesor adecuado y el ajuste de la mezcla debe asegurarse con personal experimentado; de esta manera el procedimiento resulta ser ventajoso econmicamente.

Figura 30

El equipo necesario es de gran sencillez y est limitado a una unidad para pequeos trabajos. Se aumentar el nmero de unidades a medida que la obra sea de mayor envergadura.f) Terminacin y curado

La terminacin de este tipo de revestimiento puede estar constituida por un fratasado de la superficie aunque este trabajo slo se justifica cuando signifique un aumento de la capacidad hidrulica del canal. De no ser as, es suficiente la textura natural.

Para el curado del mortero proyectado valen las mismas consideraciones efectuadas para los revestimientos de hormign in situ y se destaca la importancia que aqul tiene, en esta ltima etapa del proceso constructivo para obtener un revestimiento de calidad satisfactoria

Figura 31

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Revestimientos prefabricados con hormign

Ventajas

La utilizacin de placas o losetas de hormign constituye otra solucin para el revestimiento de canales y acequias prefabricadas mecnicamente. La elaboracin mecnica de esos elementos en plantas industriales adecuadas, e las cuales pueden adoptarse todas las precauciones necesarias, permite obtener productos de gran homogeneidad, tanto en sus dimensiones como en su resistencia a la compresin, a la abrasin y a las influencias climticas.

La prefabricacin ofrece, adems, la ventaja de que la elaboracin no es perturbada por condiciones climticas desfavorables; por lo tanto pueden aprovecharse pocas lluviosas o muy fras para producir y acopiar los distintos elementos, los que se colocarn posteriormente aprovechando los perodos de clima apropiado.

En aquellas regiones en que por las caractersticas particulares de las explotaciones agropecuarias se producen grandes oscilaciones en las demandas de mano de obra(economas del tipo zafra), pueden escalonarse los procesos de fabricacin de los elementos premoldeados y de colocacin de los mismos, de manera de aprovechar al mximo al personal disponible, en los perodos de demanda escasa o nula.

De acuerdo con las caractersticas de los canales a revestir, la importancia de las obras y las posibilidades de los equipos, los elementos prefabricados pueden ser de pequeas dimensiones como para permitir su transporte y colocacin manual. O de grandes dimensiones. En este ltimo caso las piezas se desplazan mediante la utilizacin de dispositivos mecnicos adecuados.

A continuacin se mencionan algunas otras ventajas de los revestimientos premoldeados:

Mayor resistencia para iguales espesores. Esto surge como consecuencia de la mayor calidad de los hormigones que pueden obtenerse.

No requieren en obra del uso de moldes y equipos especiales, con la consiguiente simplificacin y aceleracin del proceso de construccin, que se reduce a la colocacin de los elementos prefabricados.

No requieren mano de obra especializada: la colocacin es muy sencilla y puede ser efectuada por el mismo personal que habitualmente efecta tareas agropecuarias.

Posibilidad de adaptar el canal a distintas condiciones locales mediante diferentes tratamientos de juntas: llenando las juntas con material plstico se consigue mantener la estanqueidad del canal aunque se produzcan desplazamientos relativos entre losetas como consecuencia de asentamientos de la subrasante. En el caso en que no sea de temer la posibilidad mencionada, pueden llenarse las juntas con mortero de cemento portland; en estas condiciones se obtiene monolitismo en paos ms grandes (4m x 4 m o ms).

Revestimientos constituidos por pequeas losetas premoldeadas

Se describen a continuacin las caractersticas de dos procedimientos constructivos, basados en la utilizacin de elementos premoldeados livianos, aptos para ser transportadas y colocadas manualmente. Estos procedimientos son respectivamente los desarrollados por el Bureau of Reclamation y la Portland Cement Association.

La diferencia entre ambos estriba principalmente en las dimensiones de las losetas, puesto que mientras el proyecto del Bureau of Reclamation incluye losetas cuadradas de unos 60 cm de lado y 5 a 6 cm de espesor, las desarrolladas por la Portland Cement Association son de planta rectangular, de 20 x 60 cm y 5 cm de espesor. Tanto unas como otras losetas, estn dotadas de bordes del tipo de espiga y ranura en sus cuatro costados, a fin de uniformar posibles desplazamientos y adems mejorar la estanqueidad del revestimiento.

La preparacin de las subrasante se efecta con un equipo similar al de los revestimientos moldeados en el lugar, o incluso a mano, por el mismo personal que luego coloca las losetas. El perfilado de la superficie de apoyo de las losetas debe ser cuidadoso a fin de conseguir un apoyo total de las piezas y evitar que se desnivelen.

En los sectores curvos es necesario compensar las aberturas de las juntas o utilizar piezas de distintos tamaos. En el caso de curvas muy pronunciadas puede resultar ms conveniente el hormigonado en sitio o el hormign proyectado (shotcrete). ( Fig. 32 y 33 )

Figura 32

Figura 33

Revestimientos de suelo cemento El suelo cemento es un material constituido por una mezcla ntima de suelo, cemento y agua, que ofrece grandes posibilidades para ser usado como revestimiento de canales, sobre todo en zonas donde existen suelos adecuados para ser estabilizados con cemento. Su costo reducido, la facilidad de ejecucin, el empleo en general del suelo del lugar (aproximadamente un 90% de material local) hacen prctico y econmico este tipo de revestimiento.

Figura 34

Existen dos formas distintas de suelo cemento: suelo cemento compactado y suelo cemento plstico.

Suelo cemento compactado es una mezcla ntima de suelo, cemento y agua compactada con humedad ptima antes de la hidratacin del cemento.

El suelo cemento plstico, en cambio, es una mezcla ntima de suelo, cemento y agua en cantidad suficiente para producir una mezcla de trabajabilidad similar a la de un mortero plstico. Es decir que la diferencia primordial entre ambos tipos de suelo cemento es la consistencia de la mezcla.

Todos los suelos pueden ser estabilizados con cemento, pero los que dan lugar a mezclas econmicas son los que contienen como mximo un 50% de limo y arcilla, ya que si posen ms de esta cantidad existirn dificultades de pulverizacin para lograr un correcto endurecimiento y una durabilidad adecuada.

Ensayos

Los procedimientos de ensayo para determinar el contenido de cemento y otras caractersticas de las mezclas estn perfectamente experimentadas y normalizadas de manera que se puede predecir con seguridad el comportamiento del suelo cemento a emplear.

La cantidad de cemento que endurece adecuadamente el suelo se determina por medio de los ensayos de durabilidad por mojado secado y congelamiento deshielo que se practican sobre probetas preparadas con dicho suelo y distintos porcentajes de cemento.

Las prdidas obtenidas en estos ensayos, despus de los 12 ciclos establecidos en las normas y referidas al peso seco inicial de las probetas deben ser menores que las establecidas para los distintos tipos de suelos y que se dan a continuacin:

Grupo de sueloPrdida admisible (%)

A-1-a, A-1-b, A-3, A-2-4, A-2-514

A-2-6, A-2-7-A-4. A-510

A-6, A-7-5, A-7-67

La cantidad de cemento as elegida se incrementa arbitrariamente en dos unidades porcentuales con el objetivo de asegurar una adecuada resistencia a la erosin provocada por la circulacin del agua; cuando se trata de suelos con ms del 50% de limo y arcilla se recomienda incrementar en cuatro unidades porcentuales el contenido de cemento obtenido de los ensayos.

En el caso del suelo cemento plstico, se determina la humedad por medio de pastones de ensayo con diferentes contenidos de agua, hasta que se alcanza la plasticidad deseada para la mezcla y se establece el contenido apropiado de cemento en base a los mismos ensayos de durabilidad efectuados sobre probetas elaboradas con la mezcla de la consistencia deseada y diferentes porcentajes de cemento. Las prdidas admisibles fijadas en el cuadro que antecede valen tambin para el suelo cemento plstico.

Con el objeto de obtener un revestimiento cuya superficie sea resistente a la erosin provocada por las aguas se recomienda incrementar dichos porcentajes en dos porcentuales.

Procedimientos constructivos

a) Suelo cemento compactado

Los procedimientos constructivos para la ejecucin de un revestimiento de suelo cemento compactado en canales con taludes de muy poca pendiente, son similares a los empleados por la tcnica vial. Cuando se trata de pendientes ms fuertes tambin se puede utilizar equipo vial, pero con procedimientos constructivos especiales, como es el movimiento del equipo hacia arriba y hacia abajo por el talud.

Antes de iniciar la construccin del revestimiento se deben extraer las malezas, races y materia orgnica, para luego proceder a la compactacin de la subrasante. Es necesario remover y reemplazar con material apto, toda zona que se presente floja bajo la accin del equipo de compactacin.

La subrasante terminada se debe conservar adecuadamente hasta la ejecucin del revestimiento.

El suelo a utilizar en la mezcla de suelo cemento debe pulverizarse de manera tal que cumpla con la siguiente granulometra, excluidas la piedra o grava retenidas en estos tamices.

Pasa tamiz IRAM 25 mm: 100%

Pasa tamiz IRAM 4,8 mm: no menos del 80%.

Pasa tamiz IRAM 2 mm: no menos del 60%.

Para la mezcla del suelo as pulverizado con el cemento se usan mezcladoras rotativas de una o varias pasadas, mquinas mbulo operantes o plantas centrales. Tambin pueden utilizarse arados de discos, cultivadoras y otras mquinas agrcolas para los mismos fines.

Cuando se utilizan mezcladoras rotativas, mquinas mbulo operantes o maquinaria agrcola la distribucin del cemento, en la cantidad especificada depender de la forma en que est preparado el suelo. Si ste est distribuido uniformemente sobre todo el ancho del canal el cemento se distribuye formando una capa de espesor uniforme. Si en cambio el suelo se ha preparado en forma de caballete, el cemento se extender a lo largo del mismo.

Cuando se usan plantas centrales para el mezclado, el cemento se incorpora directamente en la mezcladora.

El equipo utilizado para la compactacin del suelo cemento est constituido por rodillos pata de cabra, rodillos neumticos y aplanadoras, dependiendo la forma de su empleo del tipo de suelo y de la condiciones de la obra.

Una vez alcanzado el grado de compactacin especificado, el suelo cemento se efecta fuera del canal. Una vez distribuido el cemento sobre el suelo, se inicia el