|
• Canales interceptores. Los canales
interceptores reciben agua por una sola de sus orillas o márgenes. El caso más
común es el de una ladera que vierte sus aguas de escorrentía sobre un área
plana adyacente: el canal interceptor, trazado a lo largo de la divisoria entre
la vertiente inclinada y la zona plana, recibe las aguas de escorrentía y
conserva el área plana libre de estos caudales. Para el diseño del canal
interceptor el caudal se incrementa a lo largo del recorrido, de manera que las
dimensiones del canal aumentan en la dirección hacia aguas abajo.
• Canales recolectores. Los canales
recolectores reciben agua por sus dos márgenes; pueden ser corrientes naturales
o canales artificiales. Los caudales de diseño y las capacidades de los canales
se incrementan a lo largo del recorrido. •
Cunetas, sumideros y alcantarillas. Las cunetas son canales pequeños
que se utilizan en combinación con los sumideros y las alcantarillas en los
sistemas de drenaje de vías, aeropuertos, calles y patios. La localización de
los sumideros limita las magnitudes de los caudales en las cunetas. Las
alcantarillas son conductos cerrados, parcialmente llenos, que reciben los
caudales de los sumideros en forma puntual a lo largo de su recorrido hasta el
sitio de entrega del sistema de alcantarillado.
• Estaciones de bombeo. En casos especiales
se utilizan equipos de bombeo para drenar áreas bajas; las aguas bombeadas se
entregan luego a un sistema principal de drenaje en forma puntual. 2.
Conducción de las aguas de drenaje. Con
pocas excepciones las aguas de drenaje se transportan por corrientes naturales o
por canales, que son conductos a superficie libre, abiertos o cerrados.
• Corrientes naturales.
En las corrientes naturales se determina el nivel máximo de flujo para la
creciente de diseño, y se compara con el nivel a cauce lleno. Cuando este último
resulta inferior que el de la creciente se presenta desbordamientos, los cuales
afectarán una zona inundable adyacente cuya amplitud debe determinarse. Para
este objetivo se utilizan procedimientos de hidráulica de canales naturales, con
caudales variables y curvas de remanso. La capacidad del cauce puede ampliarse
mediante la ejecución de dragados. Para garantizar la estabilidad de las
secciones de flujo se diseñan obras de encauzamiento y de protección de
márgenes. En cada diseño particular se deben tenerse en cuenta tanto la magnitud
de la carga de sedimentos que transporta la corriente natural como los efectos
que las obras pueden causar aguas arriba y abajo de su localización.
• Canales. El diseño de canales para
conducción de aguas de drenaje debe aprovechar al máximo la topografía del
terreno con el fin de garantizar la conducción por gravedad, con un costo
mínimo. Cuando la diferencia de cotas entre los puntos inicial y final del canal
es muy pequeña el diseño resulta en estructuras muy grandes con velocidades
bajas y peligro de sedimentación. De otro lado, diferencias muy grandes de nivel
ocasionan el trazado de canales de gran pendiente, o requieren del diseño de
estructuras de caída entre tramos de baja pendiente. Además, dependiendo de la
topografía, del tipo de suelo y de las velocidades de flujo, los canales pueden
ser excavados o revestidos.
• Canales excavados. El
diseño de los canales excavados está limitado por las velocidades de flujo, la
carga de sedimentos y las filtraciones hacia terrenos adyacentes a través del
fondo y las orillas. En terrenos erosionables los canales excavados terminan
siendo similares a las corrientes naturales al cabo del tiempo, porque pierden
su geometría inicial por causa de los procesos de agradación, socavación y
ataque contra las márgenes.
• Canales revestidos. Los canales revestidos
permiten velocidades altas, disminuyen las filtraciones y requieren de secciones
transversales más reducidas que los anteriores. Sin embargo, su costo y su
duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se
de a las aguas subsuperficiales. Los materiales de revestimiento pueden ser
arcilla, suelo-cemento, ladrillo, losas de concreto simple o reforzado, piedra
pegada, etc. • Dimensionamiento de
los canales. El dimensionamiento de los canales se hace mediante la
aplicación de fórmulas convencionales de flujo a superficie libre, teniendo en
cuenta los aumentos de caudal en la dirección aguas abajo, las pendientes de los
tramos y los remansos que se generan con los cambios de pendiente y con la
localización de estructuras de caída, o de cruce con obras civiles, por ejemplo
con vías o con otros canales. Para la relación entre caudal y nivel en secciones
dadas del canal se utiliza la ecuación de manning, en la forma: Q = a r 2/3 s1/2
/ n. Las curvas de remanso que se generan por transiciones, cambios de pendiente
o localización de estructuras, se calculan por medio del método directo de
pasos, que es el más sencillo del flujo gradualmente variado.
• Estructuras de caída.
Cuando las condiciones topográficas de la línea de trazado del canal no permiten
el trazado de un canal de pendiente constante deberá trabajarse por tramos, los
cuales empalman con el siguiente al mismo nivel o por medio de una caída. Las
estructuras de caída pueden ser rampas, escalones sencillos o gradas. Las rampas
son tramos de pendiente fuerte de corta longitud. Deben ser suficientemente
fuertes para soportar velocidades altas y generalmente se prolongan hacia aguas
arriba y abajo con obras de protección contra la socavación. Su capacidad para
disipar energía hidráulica es muy baja. Los escalones sencillos son caídas
verticales que se colocan en el extremo inferior de canales de flujo subcrítico.
El agua pasa por el escalón en caída libre hasta una placa de fondo que debe
proteger la estructura contra la acción erosiva del chorro. Esta placa opera
adicionalmente como disipador de energía. Dependiendo de la magnitud de la
velocidad de caída, la estructura puede ser de concreto o de piedra pegada, y en
algunos casos de gaviones. Una serie de escalones consecutivos constituye un
sistema en gradas. Las dimensiones horizontales y verticales de las gradas deben
seleccionarse de tal manera que estas puedan cimentarse dentro del terreno
natural; además, el sistema debe permitir un flujo de agua controlado, con
importante disipación de energía. (Articulo enviado por:
Yarim Rodríguez, Pais:
México, Email:
yo_sponch@hotmail.com) |
