RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
TIPOS DE FLUJOS EN CANALES ABIERTOS

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
DISEÑO DE CANALES
CON FLUJO UNIFORME

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Contenido
1. Canales erosionables que se socavan, pero no se
sedimentan.
2. Método de aproximación
3. Método de la velocidad permisible (velocidad máxima
permisible)
4. Método de la fuerza tractiva
5. Relación de fuerza tractiva
6. Fuerza tractiva permisible
7. Sección hidráulica estable
8. conclusiones
9. preguntas

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Los canales en general pueden agruparse en no erosionables y
erosionables.
Son canales no erosionables los canales revestidos y los canales sin revestir
excavados en lecho rocoso. Todos los demás canales sin revestir son
erosionables y se les llama también canales de tierra.
Diseño de canales

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Con un flujo en canales abiertos uniforme, la profundidad de descarga h permanece igual, es decir, paralela
al fondo. Esto signifi ca también que la velocidad de flujo v permanece constante. La profundidad de
descarga h se puede describir también como altura de la presión (un componente de la energía específica).
Estas energías específicas se suelen representar en forma de pendientes de línea. En la pendiente de línea
de energía J, la profundidad de descarga h suele ser el componente más signifi cativo

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Las ecuaciones de flujo describen la relación entre la descarga Q y la profundidad de descarga h
en una forma de la sección transversal y una característica de rugosidad dadas. La forma de la
sección transversal se tiene en cuenta en el radio hidráulico; la profundidad de descarga h es un
componente de la pendiente de línea de energía J.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Canales erosionables que se socavan, pero no se
sedimentan.
● La ecuación de flujo uniforme es
apropiada para canales estables no
erosionables. Luego que la sección de un
canal erosionable es estable, puede
usarse esta ecuación.
● Para el diseño apropiado de estos
canales, se plantean dos métodos:
Velocidad permisible y de fuerza
tractiva.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Velocidad permisible
● Las dimensiones del canal garantizan que la velocidad media del flujo
para el caudal de diseño trabaje en condiciones de flujo uniforme.
● La velocidad permisible, se define como la velocidad media a la cual las
paredes del canal no se erosionan.
● La velocidad depende del tipo del suelo, tamaño de partículas,
profundidad del flujo, alineamiento del canal.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Fuerza Tractiva
● Se consideran las fuerzas actuantes sobre una partícula existente en el
fondo de un canal. El canal es erosionado si las fuerzas que tienden a mover
la partícula son mayores a las fuerzas que se oponen a esta acción.
● La fuerza ejercida por el agua fluyendo a lo largo del fondo del canal y
paredes se conoce como fuerza tractiva.
● Para material cohesivo y material fino no cohesivo fino, el ángulo de reposo
es pequeño y puede ser descartado, ya que en estos materiales las fuerzas
de cohesión son grandes respecto a la componente gravitacional que tiende
a que las partículas rueden por el talud.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
El comportamiento del flujo en un canal erosionable está
influenciado por tantos factores físicos y tantas condiciones
de campo complejas e inciertas.
La ecuación del flujo uniforme es apropiada para el diseño de
canales estables no erosionables.
Métodos de Aproximación

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Existen dos métodos apropiados para el diseño de canales
erosionables:
● EL MÉTODO DE LA VELOCIDAD PERMISIBLE
● EL MÉTODO DE LA FUERZA TRACTIVA
¿Cuáles son los métodos de aproximación para
el diseño apropiado de canales erosionables?

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Velocidad máxima permisible
Es la mayor velocidad promedio que no causa erosión en el cuerpo del
canal, esta velocidad es muy incierta y variable.
canales antiguos canales nuevos

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Ecuación de Kennedy (1895)
Vo: velocidad media no sedimentada o no erosionable
C: resistencia material que conforma el cuerpo del canal
Y: profundidad del flujo
X:0,64
varia solo para aguas limpias que es 0,5

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
• Velocidades máximas permisible recomendadas por fortier y scobey
(1925)

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
método de velocidad permisible
❖ Determinar la clase de material que conforma el cuerpo del
canal, estimar el coeficiente de rugosidad, pendiente del
talud lateral y la velocidad máxima permisible
Calcular el radio hidráulico R a partir de la ecuación de Manning
Calcular el área mojada
Calcular el perímetro mojado
V=
𝟏,𝟒𝟗
𝒏
∗ 𝑹𝒉
𝟐
𝟑 ∗ 𝑺

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Relación de fuerza tractiva.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Relación de fuerza tractiva.
El ángulo de reposo necesita ser considerado solo para materiales
gruesos no cohesivos.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Fuerza tractiva permisible
La fuerza tractiva permisible es la fuerza tractiva unitaria máxima que
no causa erosión importante en el material que forma el lecho del
canal en una superficie plana.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Fuerza tractiva permisible

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Sección hidráulica estable
El canal inherentemente estable es aquel para el cual el número de Froude
asintótico neutralmente estable alcanza el infinito, donde la sección de un canal
erosionable en el cual no ocurrirá erosión para un área mojada mínima para un
caudal dado.
Para desarrollar una sección hidráulica estable para máxima eficiencia, es
necesario satisfacer la condición de que el movimiento que mantiene la
suspensión prevalecerá en cualquier lugar sobre el lecho del canal.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
1. La partícula del suelo se mantiene contra el lecho del canal debido a la componente del
peso sumergido de la partícula actuando normal al lecho.
2. Sobre la superficie del agua la pendiente lateral está en el ángulo de reposo del material
bajo la acción de la gravedad.
3. En el centro del canal la pendiente lateral es cero y la fuerza tractiva sola es suficiente
para mantener las partículas en el punto de inestabilidad incipiente.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
4. En los puntos entre el centro y el borde del canal, las partículas son mantenidas en un
estado de movimiento incipiente por la resultante de la componente de la gravedad del
peso sumergido de la partícula actuando sobre la pendiente lateral y la fuerza tractiva del
agua fluyendo.
5. La fuerza tractiva actuando sobre un área del lecho del canal es igual a la componente
del peso del agua directamente sobre el área actuando en la dirección del flujo.

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
Preguntas
1) Cuál es la profundidad con la que trabaja la tabla de velocidad de foortier y scobey.
A. Mayor a 5
B. Menor a 5
C.menor a 3
D. Mayor a 3
1) Cuál método que se utiliza en Estados Unidos y de utiliza para diseñar canales en tierra
A. Método de velocidad permisible
B. Método de la fuerza tractiva
C. Método de velocidad mínima
D. Todos los anteriores

RENDICIÓN DE CUENTAS FACULTAD DE XXXXXXXXXX
EJERCICIO SENCILLO DE FLUJO UNIFORME