REVESTIMIENTO DE CANALESINFORME FINAL MECNICA DE FLUIDOS

MECNICA DE FLUIDOSINGENIERIA CIVIL V CICLO

REVESTIMIENTO DE CANALESINFORME FINAL MECNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGOFacultad de Ingeniera Escuela Profesional de Ingeniera Civil

Tema:REVESTIMIENTO DE CANALESINFORME FINAL MECNICA DE FLUIDOSAlumno:Flores Saravia Jos E.Curso:MECANICA DE FLUIDOS Docente:Sagastegui Plasencia, Fidel German Turno:Viernes 7:00 10:35 am (Teora)Viernes 10:40 12:25 pm (Prctica)

201410

INDICE

RESUMENPag. 4

I. INTRODUCCIONPag. 5

II. OBJETIVOPag. 6

III. MATERIALES Y MTODOPag. 7

IV. RESULTADOSPag. 8-9

V. DISCUSIN.Pag. 10

VI. CONCLUSIONES..Pag. 10

VII. RECOMENDACIONESPag. 10

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICASPag. 11

IX. ANEXOS. Pag. 12

RESUMENEl presente trabajo es resultado de la revisin bibliogrfica desarrollada por los alumnosy de su propia experiencia en la visualizacin de los campos de diseo de canales, en este caso especfico los principales revestimientos usados para el diseo correspondiente. En el informe presentado a continuacin veremos los tres principales como son revestimiento de concreto, piedra y geo textiles; tambin mencionaremos brevemente otras diversas formas de revestimiento usadas en canales.Describiremos el proceso constructivo de dichos revestimientos, de acuerdo al fin del canal y diseo que este posea.Planteados ya las formas de revestimiento, concluiremos la factibilidad de cada uno para fines econmicos, durabilidad, resistencia, etc.

ABSTRACTThis work is the result of the literature review developed by the students and their own experience in the fields of display channel design, in this specific case the main coatings used for the corresponding design. In the report below we see the main three are concrete lining, stone and geo textiles; also briefly mention other various forms of coating used in channels. We describe the construction process of these coatings, according to purpose and design of the channel they own. Raised and forms coating conclude the feasibility of each for economic purposes, durability, strength, etc..

INTRODUCCIN

La conduccin de agua desde el lugar donde se encuentra al lugar donde se necesita puede ser por gravedad o mediante impulsiones (bombeo), a su vez en las conducciones de gravedad, el agua puede circular rodada (en contacto con el aire) o forzada (en conduccin con presin superior a la atmosfrica). Hecha esta introduccin, se denomina canal a aquella conduccin de agua en rgimen rodado que constituye un cauce artificial.En general la conduccin por canal tiene un coste superior a la conduccin forzada siendo los principales argumentos a favor de su empleo: La menor perdida de carga que se produce en ellos, lo cual redunda en una mayor cota de llegada, aspecto importante en un regado o en una central La mayor facilidad de transporte para grandes caudales.Segn el material de construccin pueden ser: de materiales sueltos (tierras); de fbrica (concreto, mampostera o ladrillos) y prefabricados (de concreto).Esta conduccin se tiene que hacer con mucho cuidado, tratando de que no se pierda agua mediante el transporte de esta, si llegara a suceder eso, los clculos podran variar, como por ejemplo el caudal, para seguridad de esta se emplean los revestimientos.Los revestimientos tienen por finalidad evitar la prdida de agua durante el transporte de agua por el canal, el material empleado para estos casos, vara de acuerdo al presupuesto, envergadura del proyecto, etc. Pueden ser de Concreto, Piedra o Geo textil.En general los canales suelen ser abiertos cuando el agua se dedica a regados o a produccin de energa y deben estar cubiertos cuando el agua sea para abastecimiento, con el fin de evitar prdidas por evaporacin y manipulaciones externas.

MARCO TEORICO

I. CUAL ES LA FUNCION DE UN CANAL?

Los canales de riego tienen la funcin de conducir el agua desde la captacin hasta el campo o huerta donde ser aplicado a los cultivos. Son obras de ingeniera importantes, que deben ser cuidadosamente pensadas para no provocar daos al ambiente y para que se gaste la menor cantidad de agua posible. Estn estrechamente vinculados a las caractersticas del terreno, generalmente siguen aproximadamente las curvas de nivel de este, descendiendo suavemente hacia cotas ms bajas. La construccin del conjunto de los canales de riego es una de las partes ms significativas en el costo de la inversin inicial del sistema de riego, por lo tanto su adecuado mantenimiento es una necesidad imperiosa.Las dimensiones de los canales de riego son muy variadas, y van desde grandes canales para transportar varias decenas de m3/s, los llamados canales principales, hasta pequeos canales con capacidad para unos pocos l/s, son los llamados canales de campo.Para lograr el mayor aprovechamiento de los recursos hidrulicos se recomienda dar una pendiente descendente, para que el agua fluya ms rpidamente y para que no existan prdidas de lquidos por infiltracin en los suelos porosos se recomienda revestir estos canales con geo membranas para evitar que la filtracin ocasione perdida del vital lquido.

II. CONCEPTOS GENERALES:Como condicin de estabilidad de un curso de agua se entiende el equilibrio entre la accin del flujo sobre el cauce del ro y la resistencia al movimiento (erosin) de los materiales (sedimentos) que lo constituyen. Este equilibrio es alcanzado por la interaccin entre el flujo de agua y los sedimentos provenientes de la cuenca hidrogrfica contribuyente, considerando la evolucin de las secciones, trazado y pendientes del curso de agua.Este equilibriopuede ser alterado naturalmente en funcin de la ocurrencia de grandes decrecidas, oen funcinde la evolucin continua deltrazado (lo cual provoca rectificaciones naturales en el mismo). De una forma ms comn, la alteracin en el equilibrio puede ocurrir a travs de: Intervencin directa, con obras en el propio curso de agua, como ser:rectificaciones, diques, etc. Intervencinindirecta, poraccionesen la cuenca hidrogrfica que causen alteracin en el uso del suelo, como: urbanizacin, cambios de cultura, deforestacin, etc. La necesidad de la utilizacin de la proteccin para la estabilizacin de los cursos de agua naturales puede ser necesaria para fijar el trazado del ro, limitar las erosiones, proteger estructuras ribereas (como: carreteras, ferrovas, instalaciones industriales, etc.), o para la estabilidad de canales artificiales, utilizados en obras de drenaje urbano, vas de navegacin, obras para el control de crecidas, irrigacin, abastecimiento, toma para hidroelctricas, etc.La proteccin de los cursos de agua y en especial de las mrgenes puede ser hecha con los ms variados materiales y tcnicas de revestimiento, que son definidos en funcin de las caractersticas del suelo, de la accin de las corrientes y olas y de los objetivos a ser alcanzados.

La solucin para los cursos de agua canalizados consiste en definir un tipo de proteccin que ms se adapte a las condiciones locales, no solamente en cuanto a la resistencia a la accin del flujo, sino tambin en cuanto a la resistencia a las deformaciones del suelo de base, atendiendo a las condicionantes ambientales, rugosidad resultante, facilidad de ejecucin, adems del costo final de la obra.Las obras de proteccin para los cursos de agua natural o artificial pueden ser de tres tipos: Proteccin continua odirecta, revestimiento conmaterialesmsresistentes que los naturales; proteccin discontinua oindirecta,a travsde espigones que alejan el flujodela margen, generando entre si reas de baja velocidad. A pesar de no haber sido eliminada la accin de las olas sobre las mrgenes, el material erosionado e inestabilidad por las olas permanece en el lugar, debido a las velocidades menores; obrasde sustentacin, son verdaderasestructurasde contencin,prcticamente verticales, que tienen la funcin de soportar los esfuerzos de los terrenos ribereos y resistir la accin del flujo y de las olas.La proteccin continua corresponde al revestimiento de la margen y del fondo. Es la tcnica ms usual en los canales artificiales pudiendo tanto ser utilizada para controlar la accin del flujo, como tambin la accin de las olas.Entre los revestimientos continuos existen varias alternativas para la proteccin de las mrgenes y del fondo de los canales. Podemos utilizar revestimientos como piedra lanzada, piedra colocada, bloques pre-moldeados o placas de concreto, bolsas de geo textiles llenadas con arena o mortero, colchones Reno, etc.

Es difcil definir cules son las soluciones ms adecuadas, siendo que en cada caso es necesario conocer lasexigenciasde permeabilidado impermeabilidad,robustez, flexibilidad, rugosidad, durabilidad y economa y, entre ellas, adoptar aquella que proporcione mayor beneficio y seguridad. Los revestimientos flexibles poseen un gran nmero de ventajas que los vuelven ms viables, en la mayora de los casos, en relacin a los rgidos y semi-rgidos. Entre los revestimientos flexibles, los gaviones, los colchones Renoy las geo mantas ocupan una posicin destacada.

REVESTIMIENTO DE CANAL - GEOTEXTIL

REVESTIMIENTO DE CANAL - CONCRETOREVESTIMIENTO DE CANAL - PIEDRA

III. TIPOS DE REVESTIMIENTO

A. REVESTIMIENTO CON CONCRETO:

REVESTIMIENTO CON MANTAS DE CONCRETO (CC)La Manta de Concreto se puede desenrollar rpidamente para revestir e impermeabilizar cunetas. Se adaptar a una amplia gama de perfiles y curvas y no requiere equipamiento especializado para su instalacin. La Manta tiene una vida de diseo de 25 aos y es significativamente ms rpido y barato comparado con los mtodos tradicionales de revestimiento.

ANTECEDENTES TCNICOSLa Manta consiste en una matriz de fibras tridimensional que contiene una mezcla especialmente formulada de mortero de cemento. Una cara trasera de PVC asegura que el material es impermeable.El material puede ser hidratado tanto por rociado como por inmersin.Una vez hidratado, el material permanece flexible y trabajable durante 2 horas (dependiendo de las condiciones ambientales) y obtiene el 80% de su resistencia caracterstica en 24 horas. Est disponible en 3 espesores: 5, 8 y 13 mm. CC8 es el recomendado para la mayora de las aplicaciones

La modalidad CC5 se suministra en rollos de 1,0 m de ancho, mientras que tanto CC8 y CC13 se suministran en rollos de 1,1 m. Esto debe tenerse en cuenta cuando se establezca el nmero de lminas y el mejor mtodo de instalacin en un perfil determinado. Se debe considerar un solape mnimo de 100 mm, as como en el borde del perfil. Las figuras 1-4 muestran los detalles tpicos utilizando 1, 2 y 3 lminas de Manta de Hormign. Para canales de ms de 3 lminas se recomienda la instalacin transversal de la Manta de Hormign.

PROCEDIMIENTO DE REVESTIMIENTO (CC)

1. Preparacin del TerrenoLa Manta de Hormign se adaptar rigurosamente al terreno inferior.El nivel de preparacin del terreno, depender del diseo de la cuneta y del acabado superficial requerido. Se recomienda que se elimine el terreno suelto, las rocas protuberantes y se minimicen los huecos, ya que estos podran daar la Manta de Hormign.

2. Tendido de la MantaLa Manta se puede suministrar en rollos pequeos, transportables a mano, o en rollos grandes si se pudiera instalar con camin pluma.El mtodo de aplicacin es el mismo en ambos casos. Desenrolle la Manta teniendo en cuenta la direccin del rollo como se indica en el paquete. Asegrese de que la superficie textil est hacia arriba y la membrana de PVC est en contacto con el terreno. Alinee la Manta con la cuneta y desenrolle toda su longitud. Presione manualmente, y coloque el material en la cuneta, empezando aguas abajo. Contacte con su distribuidor si necesita apoyo tcnico.

3. Clavado de la MantaLa Manta puede colocarse sobre el terreno o anclarla dependiendo de las condiciones del terreno, las pendientes y otros condicionantes de diseo.Clave las picas en el terreno y a travs de la Manta antes de hidratarla, a lo largo de su longitud y en cada junta. Se recomienda el uso de picas de 12mm y 250mm de longitud.

4. Unin de las Mantas adyacentesCuando coloque los siguientes rollos, asegrese de solapar al menos 100mm. Asegrese tambin de que las uniones se hacen en la direccin del flujo de agua. Una unin solapada con presin es suficiente en la mayora de los proyectos de revestimiento de cunetas. Si se requiere una mayor impermeabilidad.

5. HidratacinUna vez colocada, la Manta se puede hidratar rocindola con agua (incluida la salada). No utilice agua a presin directamente sobre la Manta, para evitar el lavado de cemento. Se puede emplear un exceso de agua, ya que la Manta no puede ser sobre hidratada. Preferentemente los extremos de la manta se deben bloquear temporalmente de tal manera que la presin del agua adapte la Manta perfectamente al perfil de la cuneta o canal. Si esto no fuera posible, rehidratar transcurridas 1-2 horas. CC8 requiere como mnimo 6 litros de agua por m2.

6. Uniones y terminacionesLa Manta de Concreto es muy fcil de moldear antes del fraguado, y puede ser manipulado fcilmente para conformar uniones y terminaciones. Se corta fcilmente con un cter. La Manta se puede terminar fcilmente con hormign vertido, ya que adhiere fcilmente a ste material.

7. FraguadoUna vez hidratada, la Manta permanece trabajable durante 2 horas aproximadamente. En climas ridos se puede reducir la trabajabilidad. La Manta de Hormign desarrollar el 80% de su resistencia caracterstica en 24 horas, y estar lista para usarse.

IMPACTO AMBIENTAL DE LA MANTA DE CONCRETO

1. Ahorro de emisiones CO2La Manta de Hormign es la nica forma de tender una fina lmina de hormign a partir de un rollo de material prefabricado. Esto permite que hasta 150 mm de vertido de hormign sean reemplazados por slo 8 mm para la mayora de aplicaciones superficiales. Como resultado se puede ahorrar hasta un 95% de material en un proyecto tpico de construccin. Reduce la huella de carbono de los trabajos de construccin, no solo por los ahorros de material, sino por la reduccin de los transportes a la obra y el tiempo en obra.

2. Baja tasa de lavadoLa Manta de Hormign atrapa un mortero de cemento pre dosificado en una matriz tridimensional de fibras. Los ensayos llevados a cabo bajo la Norma BS8443, para determinar el efecto del fraguado bajo el agua, determinaron que la Manta slo perdi un 3% en peso. En comparacin los hormigones especiales sumergidos, tpicamente pierden entre un 10 y un 15%, por lo que requiere mayores volmenes de hormign vertido.

3. Limitada Reserva AlcalinaLa Manta de Hormign, utiliza un mortero de alta resistencia inicial, con una reserva alcalina limitada. Al contrario que otros hormigones, est clasificada como no irritante y menos daina para el Medio Ambiente.

4. Aprobado por la Agencia AmbientalLa Manta de Hormign ha sido aprobada para su uso por el equipo de Biodiversidad de la Agencia Ambiental (GB) en 2010 para el Proyecto de Circunvalacin de Church Village (GB). Los beneficios citados incluyeron la rugosidad superficial para proporcionar diversidad en la morfologa de los canales, as como la posibilidad de introducir sinuosidades en el trazado del canal. Desde entonces varios proyectos han conseguido la aprobacin, y la propia Agencia realiz una compra directa para uso interno como inhibido de la maleza.

5. EcologaLa Manta de Concreto, sin necesidad de ningn tratamiento, se har ecolgica con el paso del tiempo, ya que el acabado textil, permite el crecimiento de musgo, mientras que la lmina de hormign reforzado con fibras, previene del crecimiento de races y vegetacin, lo cual supondra una restriccin al flujo del agua e incrementara los costes de mantenimiento.

B. REVESTIMIENTO CON PIEDRA:

Los canales revestidos con Piedra, son muy usados en zonas rurales, donde el presupuesto muchas veces es pequeo, o debido a la dificultad de transporte de la tecnologa necesaria, adems de los materiales necesarios para tener un canal de calidad, durable y que permita buen transporte de agua.

Para el proceso de revestimiento, se tiene que tener ya el canal diseado y plasmado en la realidad, con una pendiente necesaria para que sobre esta circule agua, el procedimiento es sencillo.Se necesita piedra de no muy gran tamao debido a que, mientras mayor tamao este tenga, existir ms filtracin de agua; por lo que se tendran clculos inexactos de caudal.Las piedras se colocan lo ms juntas posibles para evitar el problema anteriormente argumentado, es un proceso un poco tedioso, que necesita tener a las piedras correctamente ubicadas, evitando que se muevas.

En cuanto al presupuesto, es muy bajo pero conlleva a un canal de baja calidad, en la cual se tiene prdidas de agua.En la antigedad se aplicaba este mtodo, actualmente no es muy usado, pero todava se usa como ejemplo prctico para la representacin de prdidas de agua durante el transporte.

C. REVESTIMIENTO CON GEOTEXTILES:

LosGeo textilesson materiales permeables que poseen una estructura plana, usado como parte integral de los suelos y cimientos, comnmente en proyectos de ingeniera y construccin.

Existen Geo textiles Tejidos y No Tejidos, de Fibra Corta o Filamentos continuos, de Polipropileno o Polister, Punzonados o Termounidos. La gama es bastante grande y sus usos son muy variados. A nivel nacional son ampliamente utilizados en la construccin de carreteras, sistemas de drenaje, estabilizacin de suelos, refuerzo de suelos, muros de contencin, rechapados asflticos, proteccin de Geomembranas en revestimientos impermeables, control de erosin, separacin de materiales ptreos de distinta naturaleza, etc.

Este es un producto que ha sido fabricado a base de fibras sintticas no biodegradables. Se caracteriza por su estructura permeable, y su gran resistencia a la tensin, desgarre y deterioro qumico, tiene alta capacidad drenante.

APLICACIN DE GEOTEXTILES EN OBRAS HIDRAULICAS Y MEDIO AMBIENTE

Las Obras Hidrulicas y las vinculadas a Medio Ambiente, tales como: Vertederos Depsitos de materiales contaminantes Depsitos de agua Balsas, etc.

Requieren del empleo de los Geotextiles para cumplir las siguientes funciones:

1. Separacin:

Para evitar contaminaciones entre diferentes capas de terreno, o para impedir reacciones qumicas por incompatibilidad entre capas, se emplean los geo textiles diseados para este destino especfico.

2. Proteccin:

Punzonamiento: Para evitar el punzonamiento, que ocurre como consecuencia de la presin que ejerce el agua o del material acumulado en balsas, vertedero, canal o deposito se utiliza una membrana impermeabilizante.Abrasin: Para evitar los movimientos de la geo membrana durante su vida til.

3. Drenaje:

Los geo textiles cumplen la funcin de drenar: Drenaje del agua del terreno presente por filtraciones o por la subida del nivel fretico y por perdidas, para permitir la evacuacin, de manera que la posible presin del agua no afecte a la geo membrana impermeable. Drenaje de gases producidos por la descomposicin de materia orgnica presente en el terreno bajo la membrana.

4. Refuerzo:

Los geo textiles ofrecen refuerzo al terreno para estabilizarlo y aumentar su capacidad portante.

5. Empleo de Geotextiles en Canales y Escolleras:

El empleo de geotextiles en obras hidrulicas incluye su utilizacin en Encauzamientos en cursos de agua tales como: Rios Canales Escolleras AcequiasY se emplea para Filtrado en: Lagunas Costas PresasCuando el geotextil es usado para filtro entre el terreno de taludes y de fondo para el material de revestimiento, ya sean gaviones, escolleras o en piezas prefabricadas.

6. Funcin Principal:

La funcin principal de los geo textiles en obras de Canales y Escolleras es la Proteccin, evitando la erosin del fondo, de los taludes y mrgenes, ya que confina los finos y permite, al mismo tiempo, el libre filtrado de agua.

La fuerza dinmica continua de las olas en los litorales erosiona y modifica la geografa ya que destruye la estabilidad de las orillas y adems provoca problemas en la navegabilidad por estos desprendimientos, por ello se utilizan satisfactoriamente los geo textiles en las obras de escolleras.

Los geo textiles elegidos deben tener una alta resistencia a la perforacin ya que soportan los bloques del revestimiento (por lo general para escolleras).

DISCUSIN

A travs del informe realizado, notamos las diferencias existentes entre los diversos mtodos de revestimiento aplicados a los diferentes tipos de canales, muchos son de mayor calidad y seguridad, adems de su durabilidad y resistencia, pero conllevan a un mayor presupuesto.

A la larga pueden ser de eficiencia muy parecida, pero en la actualidad se debe priorizar emplendose siempre mtodos modernos, empleando tecnologa que ayude a desarrollar y experimentar procesos nuevos de construccin ayudando a un futuro de gran sostenibilidad social.

CONCLUSIONES

Los revestimientos anteriormente planteados son usados actualmente unos ms que otros, los revestimientos de concreto son eficaces pero de una durabilidad normal comparada con el de geo textil que tiene durabilidad mucho mayor pero que acarrea una mayor inversin. Los revestimientos con piedra actualmente ya no son muy usados, debido a la poca calidad que esta presenta como producto final, ahora se usan muchas otras como las de concreto, geo textil, mantas, etc. En el proceso constructivo, el revestimiento de concreto demanda mayor tiempo, por lo que tambin mayor inversin, mientras que los geo textiles demandan un poco menos de tiempo.

RECOMENDACIONES

En la actualidad se debe aplicar la tecnologa de los geo textiles como revestimiento en canales, debido a que duran mucho tiempo y no se necesita estar perdiendo tiempo en mantenimientos que muchas veces no se realiza. Siempre se recomienda realizar los procesos constructivos de canales correctamente, para evitar deterioros por mala ejecucin de esta. En casos de canales pequeos de poca envergadura y donde las condiciones ambientales son favorables, es mejor usar revestimientos de concreto, para evitar gastos mayores.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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