INFORME DE CONSULTORÍA

DISEÑO HIDRÁULICO DEL CANAL DE AGUAS LLUVIAS EN LA CIUDAD

DE SANTIAGO DE CALI EN LA CALLE 61

PRESENTADO POR:

Maria Camila Yepez Vasquez - 202127608

Santiago Rodriguez Tobón - 202125791

Jhonatan Harvey Duque Quintero - 202122723bbbb

Juan Alejandro Ordoñez Tapia - 202122743

ASESOR:

Juan Gabriel Rueda Bayona Ph.D.

Cali, 04 de Diciembre de 2023

 MISIÓN

"Somos una empresa constructora de canales comprometida con la excelencia en la

ingeniería hidráulica y la construcción de infraestructuras acuíferas. Nuestra misión
es proporcionar soluciones innovadoras y eficientes para el desarrollo, diseño y
construcción de canales que satisfagan las necesidades de nuestros clientes y
contribuyan al manejo sostenible del agua, mejorando así la calidad de vida de las
comunidades a las que servimos. Nos esforzamos por ofrecer un servicio de alta
calidad, cumpliendo con estándares técnicos y de seguridad, y manteniendo un
compromiso permanente con la preservación del medio ambiente."

VISIÓN

"Nos visualizamos como líderes en el sector de la construcción de canales,

reconocidos por nuestra experiencia, calidad y ética en el trabajo. Buscamos
expandir nuestra presencia a nivel nacional e internacional, siendo referentes en la
implementación de tecnologías avanzadas y prácticas sostenibles en la gestión del
agua. Aspiramos a ser un motor de desarrollo para las comunidades donde
operamos, generando empleo, promoviendo el crecimiento económico y siendo un
aliado clave en la garantía de acceso equitativo y seguro al recurso hídrico para la
agricultura, la industria y las áreas urbanas."
 INTRODUCCIÓN

El municipio de Santiago de Cali está caracterizado por temporadas de lluvias entre

finales de marzo hasta principios de junio y desde finales de septiembre hasta
principios de diciembre, por ende, en ciertas ocasiones, las condiciones climáticas
conllevan a elevadas precipitaciones.

Las elevadas precipitaciones pueden aumentar el riesgo de inundaciones y

deslizamientos de tierra afectando la infraestructura y seguridad de los habitantes, a
partir de esto, se tiene en cuenta la necesidad de mitigar los riesgos asociados a las
fuertes lluvias.

El diseño de canales de aguas lluvias es de gran importancia para la ingeniería civil

y ambiental, un diseño adecuado ayuda a prevenir inundaciones al proporcionar un
sistema eficiente para dirigir el flujo de agua de lluvia, el evitar que dicho flujo fluya
sin restricciones protege la infraestructura de carreteras, puentes y edificios, etc,
además, controla la velocidad minimizando el riesgo de erosión y deslizamientos de
tierra.
 ÍNDICE

1. PROBLEMÁTICA

1.1. ZONA DE ESTUDIO

1.2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO
1.3. TOPOGRAFÍA
1.4. CLIMA
1.5. RECURSO HÍDRICO

2. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE ESCORRENTÍA

3. DISEÑO DEL CANAL

3.1. PRIMER TRAMO

3.1.1. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
3.1.2. PARÁMETROS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL
3.1.3. SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL
3.2. SEGUNDO TRAMO
3.2.1. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
3.2.2. PARÁMETROS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL RECTANGULAR
3.2.3. ESFUERZOS CORTANTES
3.2.4. SECCIÓN TRANSVERSAL RECTANGULAR
3.3. TERCER TRAMO
3.3.1. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
3.3.2. PARÁMETROS SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL
3.3.3. ÁNGULO DE REPOSO DEL MATERIAL
3.3.4. FACTOR DE CORRECCIÓN POR SINUOSIDAD
3.3.5. PENDIENTE LATERAL DEL CANAL
3.3.6. COEFICIENTE DE RELACIÓN DE FUERZA TRACTIVA
3.3.7. ESFUERZO CORTANTE
3.3.8. SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL

4. PERFILES DE FLUJO

4.1. PRIMER TRAMO

4.2. SEGUNDO TRAMO
4.3. TERCER TRAMO

5. CONTRACCIÓN Y ASCENSO
 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las precipitaciones intensas han conllevado a una preocupante problemática de

inundación, varios factores como; la baja capacidad de la absorción del suelo, la
topografía plana, ya que a pendientes casi nulas, el agua no puede fluir
rápidamente, acumulándose en las áreas bajas, además de la falta de sistemas de
drenaje de aguas lluvia que puedan recolectar y transportar dicha agua, dan lugar a
inundaciones.

1.1. ZONA DE ESTUDIO

El proyecto estará ubicado en el sur de Cali, en el barrio Ciudad Melendez en la

Calle 61.

Imagen 1. Zona de estudio. tomado de: Google Earth.

 1.2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO

La zona en cuestión se ha convertido en una zona urbana recientemente y hasta

ahora se encuentra en proceso de construcción de edificaciones, siendo así una
ubicación altamente transitada. Además, cuenta con escasez de vegetación, con
pocos árboles y vegetación herbácea limitada en los alrededores, sugiere un
entorno urbano con una cobertura vegetal reducida debido a su misma
urbanización.

Esta falta de vegetación puede tener implicaciones importantes para la gestión del
agua, ya que la vegetación desempeña un papel crucial en la absorción de agua y la
reducción de la escorrentía. La urbanización intensiva, con la falta de áreas verdes
significativas, además de la falta de sistemas de aguas lluvia puede contribuir a
inundaciones.

Imagen 2. Zona de estudio. De: Google Earth. Imagen 3. Zona de estudio. tomado de: Google Maps.

1.3. TOPOGRAFÍA

La zona está caracterizada por un terreno plano y se encuentra en un rango de

altitud entre 991 metros y 1061 metros, es menos probable que la topografía en sí
misma sea un factor determinante en las inundaciones, al menos en términos de
cambios de elevación significativos.
 Imagen 4. Topografía de cali. tomado de: topographic-map.

1.4. CLIMA

En Cali contamos con un clima tropical de sabana, con estaciones de lluvia y sequía
durante el año, en estos casos de temporadas de lluvias se experimenta un clima
más húmedo, como podemos ver mediante la estación climatológica cercana a
nuestra zona de estudio.

Imagen 5. Precipitación Estación Lili Pasoancho tomado de: SATIC.

Como se puede observar en la imagen, se muestran las precipitaciones de los
últimos 30 días, llegando hasta valores máximos de hasta 13 mm, lo que quiere
decir que está en un rango entre lluvias normales y lluvias fuertes, lo que podría
resultar en inundaciones locales.

1.5. RECURSO HÍDRICO.

El río Cauca es uno de los más importantes ríos de Colombia que atraviesa Cali, el
desbordamiento de este río ha causado inundaciones catastróficas por lo que se
optó por el plan del jarillón de Cali, con el objetivo de reducir el riesgo por
inundaciones.

El jarillón pasa por la parte superior de nuestra zona en estudio, por lo que busca
aprovecharlo, conectándolo con nuestro proyecto. Con esto se busca apoyar esas
partes afectadas por inundaciones con el diseño de un canal que contribuya en la
evacuación de aguas lluvia.

Imagen 6. Plan de Canal tomado de: Google Earth.

2. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE ESCORRENTÍA

Para determinar el caudal de escorrentía que debe transportar el canal, se usó el

repositorio de las curvas Intensidad Duración Frecuencia (IDF) de las estaciones
hidrometeorológicas, brindadas por el Instituto de Hidrología, Meteorología y
Estudios Ambientales (IDEAM), se determina que los datos serán tomados de la
estación de la Universidad del Valle, ya que cuenta con la topografía similar al
terreno donde se llevará a cabo el proyecto, a partir de esta se obtienen las curvas
de Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF), gráfico 1.

Gráfico 1. Curvas IDF de la estación Universidad del Valle.

Fuente: IDEAM. (2023).

El IDEAM nos brinda la ecuación para la intensidad (I):

𝐶1
𝐼 = 𝐶2 [1]
(𝐷+𝑋0)

Donde las constantes son tomadas de las tablas 1 y 2:

Tabla 1. Constantes para cálculo de la intensidad.

Fuente: IDEAM. (2023).

Usando el método racional (ecuación 2), con el que hallamos los caudales máximos,
determinamos que el período de retorno para el diseño va a ser de 50 años,
consideramos una duración de 20 min y así establecemos la intensidad:

232437,504 −5
𝐼 = 1.544 = 112. 301 [𝑚𝑚/ℎ] = 3. 1195 * 10 [𝑚/𝑠]
(20 𝑚𝑖𝑛+120.481)

Finalmente, el caudal máximo se determina con la ecuación 2:

𝑄𝑚 = 𝐶 * 𝐼 * 𝐴
[2]

Donde:

𝑄𝑚 - Caudal máximo.
C - Coeficiente de escorrentía.
I - Intensidad.
A - Área.

Para determinar el coeficiente de escorrentía se tiene en cuenta que la zona donde

se va a realizar el proyecto, será una zona de pavimento en espacios públicos, por
lo tanto, C es 0.90, de la tabla 2.

Tabla 2. Coeficientes de escorrentía según el entorno.

Fuente: TE CHOW, V. (2005).

Con la ecuación 2 se determina el caudal máximo:

 −5 𝑚 2 3
𝑄𝑚 = 0. 90 * 3. 1195 * 10 𝑠
* 926915. 57 𝑚 = 26. 02 𝑚 /𝑠

Con el método de California (ecuación 3) se establece el tiempo de concentración

(tc) del canal en horas. Se determinó la longitud (L) del canal en kilómetros
mediante el trazado del tramo en Google Earth y teniendo en cuenta las cotas (963
m a 958 m) se establece el desnivel máximo del canal (H) en metros.

Imagen 7. Perfil longitudinal de elevación.

3
0,871*𝐿 0.385
𝑡𝑐 = ( 𝐻
)
[3]

3
0,871*(1.25) 0.385
𝑡𝑐 = ( 5𝑚
) = 0. 6603

Finalmente, hallado el tiempo de concentración de canal y su longitud, la velocidad

promedio usada en este diseño (ecuación 4).

𝑉 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑/𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
[4]
 𝑉 = 1. 25 𝑘𝑚/0, 6603 ℎ = 1. 89 𝑘𝑚/ℎ = 0. 525𝑚/𝑠

3. DISEÑO DEL CANAL

En el diseño del canal se consideran una variedad factores para asegurar su

funcionalidad, eficiencia y sostenibilidad por lo que este consta de tres secciones
transversales a lo largo de su extensión que optimizan la eficiencia del transporte
del agua, creando así tres segmentos definidos.

3.1 PRIMER TRAMO

En el diseño del primer tramo se tuvieron las siguientes características:

- Revestimiento rígido
- Longitud de 679 m
- Sección transversal trapezoidal
- Pendiente del 0.4%

3.1.1 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD

Para la estimación del coeficiente de rugosidad de Manning, se utilizó la tabla 5.

Tabla 5. Coeficiente de rugosidad de Manning para canales con revestimiento rígido, Fuente: Chow (1959).

Para un revestimiento rígido se tomó de concreto terminado con grava en el fondo,

siendo así nuestro coeficiente de Manning igual 0.015.
3.1.2 PARÁMETROS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL

Como se realizó el diseño por máxima eficiencia hidráulica (SME) y se tiene una
sección trapezoidal, se utilizó la siguiente ecuación para determinar la base (b) en
términos de (y).

𝑏
𝑦 (
= 2 ( 1 +𝑧 − 𝑧
2
)
[5]

Se reemplazó nuestro talud 1/1.

⎣
(
𝑏 = 𝑦 ⎡⎢2 ( 1 + 1 − 1 ⎤⎥
2

⎦
)
Siendo así b:

𝑏 = 0. 828𝑦

De la tabla (A.1) de parámetros geométricos (en anexos), se utilizó la siguiente

ecuación para el área de una sección trapezoidal:

𝐴 = (𝑏 + 𝑧𝑦)𝑦 [6]

Se reemplazó el ancho b en la ecuación, siendo así A igual a:

2
𝐴 = (0. 828𝑦 + 𝑦)𝑦 = 1. 828𝑦

De la tabla (A.2) en anexos, se utilizó la siguiente ecuación para el radio hidráulico:

𝑦
𝑅ℎ = 2
[7]

Se empleó la ecuación de Manning.

σ 2/3 1/2
𝑄= 𝑛
* 𝐴 * 𝑅ℎ * 𝑆𝑜 [8]

Se reemplazó el caudal, área, pendiente, coeficiente y radio hidráulico determinados

anteriormente.
 2/3
26. 02 =
1
0.015
2
* 1. 828𝑦 * ( 𝑦)
1
2
1/2
* 0. 004

Siendo así (b) y (y) los siguientes valores:

𝑦 = 1. 877 𝑚

𝑏 = 1. 554 𝑚

Nuevamente de la tabla (A.1) de parámetros geométricos, se tomó la ecuación para

la profundidad hidráulica.

(𝑏+𝑧𝑦)𝑦
𝐷ℎ = 𝑏+2𝑧𝑦
[9]

Se reemplazó y se obtuvo un valor para la profundidad hidráulica de:

𝐷ℎ = 1. 213 𝑚

Para determinar el borde libre se utilizó la ecuación la siguiente ecuación:

𝐵𝐿 = 𝐴 * 𝐷ℎ [10]

Y se obtuvo así valor de:

𝐵𝐿 = 7. 093𝑚

Se terminaron de calcular finalmente los últimos parámetros y se registraron en la

siguiente tabla.

Tabla 3. Datos de los parámetros.

Se reemplazó el caudal y el área para determinar la velocidad.

26.02 𝑚
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 6.44
= 4. 041 𝑠
La velocidad es mayor a 1, por lo tanto, no hay sedimentación o crecimiento de
plantas.

Se calculó Froude con la siguiente ecuación.

𝑣
𝐹𝑟 =
𝑔*𝐷ℎ
[11]

4.041
𝐹𝑟 = = 1. 17 ⇒ 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑐𝑟í𝑡𝑖𝑐𝑜
9.81*1.213

3.1.3 SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL

Finalmente se muestra la sección transversal trapezoidal en AutoCAD con sus

respectivos parámetros.

Figura 1. Sección transversal trapezoidal en AutoCAD..

3.2 SEGUNDO TRAMO

En el diseño del segundo tramo se tuvieron las siguientes características:

 - Revestimiento flexible no vegetal
- Longitud de 451 m
- Sección transversal rectangular
- Pendiente del 0.4%

3.2.1 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD

Para la estimación del coeficiente de rugosidad de Manning, se utilizó la tabla 8.

Tabla 8. Coeficiente de rugosidad de Manning para revestimiento flexible no vegetal, Fuente: USFHWA (1988).

Para un revestimiento flexible no vegetal se tomó de estera sintética, siendo así

nuestro coeficiente de Manning igual 0.021.

3.2.2 PARÁMETROS SECCIÓN TRANSVERSAL RECTANGULAR

Con el mismo procedimiento anterior, se diseñó por máxima eficiencia hidráulica

(SME), se determinaron todos los parámetros geométricos de la sección transversal
rectangular, tomando las ecuaciones de las tablas (A.1) (A.2) en anexos.

1
𝑦= 2
𝑏 [12]

Con todos los parámetros ya conocidos, se reemplazaron en la ecuación de

Manning, y se obtuvo así:

3 2/3
26. 02
𝑚
𝑠
=
σ
𝑛
* 𝐴 * 𝑅ℎ
2/3
* 𝑆𝑜
1/2
=
1
0.021
2
* 2𝑦 * ( 𝑦)
1
2
* 0. 004
1/2

Por ende,

𝑦 = 2. 058 𝑚
 𝑏 = 4. 116 𝑚

Se determinó su borde libre.

𝐵𝐿 = 8, 471 * 2, 058 = 12. 152 𝑚

Se terminaron de calcular finalmente los últimos parámetros y se registraron en la

siguiente tabla.

Tabla 4. Datos de los parámetros.

Se reemplazó el caudal y el área para determinar la velocidad.

26.02 𝑚
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 8.47
= 3. 072 𝑠

Se calculó Froude con la siguiente ecuación.

3,072
𝐹𝑟 = = 0. 684 ⇒ 𝑆𝑢𝑏𝑐𝑟í𝑡𝑖𝑐𝑜
9.81*2,058

3.2.3 ESFUERZOS CORTANTES

Se verificó si el revestimiento era adecuado con los esfuerzos cortantes admisibles y

sobre el fondo.

Donde el esfuerzo cortante admisible (Tp) se determinó mediante la tabla (A.4) en

anexos, tomando como el tipo de revestimiento de estera sintética (Synthetic mat),
para el esfuerzo cortante sobre el fondo del canal (Tb), fue calculado mediante la
multiplicación del peso específico del agua, el radio hidráulico y la pendiente.

Tabla 5. Datos de los esfuerzos cortantes.

Como se evidenció que el esfuerzo cortante sobre el fondo del canal es menor al
esfuerzo cortante admisible se afirma que el revestimiento si es adecuado.

También se verificó si el revestimiento era aceptable en la curva, para esto se

calculó el esfuerzo cortante en curvatura que está dado por el producto entre el
factor de esfuerzo cortante en curvaturas (Kr) y el esfuerzo cortante sobre el fondo
determinado anteriormente.

Donde el factor (Kr) se determinó mediante la siguiente figura y la división entre su

respectivo radio de curvatura y su base.

Figura 2. Sección transversal trapezoidal en AutoCAD..

Con todo determinado, se calculó su esfuerzo cortante en curvatura.

Tabla 6. Datos para el esfuerzo cortante en curvatura.

Con esto, ya que el esfuerzo cortante en curvatura es menor al esfuerzo cortante
admisible, quiere decir que el revestimiento es aceptable en la curvatura.

3.2.4 SECCIÓN TRANSVERSAL RECTANGULAR

Finalmente se muestra la sección transversal rectangular en AutoCAD con sus

respectivos parámetros.

Figura 3. Sección transversal rectangular en AutoCAD.

3.3 TERCER TRAMO

En el diseño del tercer tramo se tuvieron las siguientes características:

- Canal excavado
- Longitud de 120 m
- Sección transversal trapezoidal
- Pendiente del 0,2%
3.3.1 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD

Para la estimación del coeficiente de rugosidad de Manning, se utilizó la tabla 1.

Tabla 1. Coeficiente de rugosidad de Manning para Canales Excavados, Fuente: Chow (1959).

Para un canal excavado se tomó de fondo pedregoso y bancos llenos de maleza,

siendo así nuestro coeficiente de Manning igual 0.025.

3.3.2 PARÁMETROS SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL.

Con el mismo procedimiento anterior para sección trapezoidal, se diseñó por

máxima eficiencia hidráulica (SME), se determinaron todos los parámetros
geométricos de la sección, tomando las ecuaciones de las tablas (A.1) (A.2) en
anexos.

Y se obtuvo finalmente:

𝑦 = 2. 312 𝑚

𝑏 = 1. 091 𝑚

𝐵𝐿 = 𝐴 * 𝐷ℎ = 14. 104 𝑚
3.3.3 ÁNGULO DE REPOSO DEL MATERIAL

Se definió el ángulo de reposo del material (𝝰) en el fondo según la siguiente figura,
para partículas muy redondas este tendría un valor de 33°.

Figura 4. Sección transversal trapezoidal en AutoCAD

3.3.4. FACTOR DE CORRECCIÓN POR SINUOSIDAD

Para un canal recto este factor CS tendría un valor de 1, según la siguiente tabla.

Tabla 7. Factor de corrección por Sinuosidad del canal.

3.3.5. PENDIENTE LATERAL DEL CANAL

Para mayor facilidad y estabilidad de talud, se tomó un valor de 2:1, según la

siguiente tabla.

Tabla 8. Pendiente lateral recomendada para varios materiales.

3.3.6 COEFICIENTE DE RELACIÓN DE FUERZA TRACTIVA (K)

Se determinó theta con el arcotg de la pendiente lateral y se reemplazó junto con el

ángulo alpha para determinar el coeficiente.

θ = 𝐴𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 ( ) = 26°
1
2

𝑆𝑒𝑛θ 2
𝐾= 1− ( 𝐶𝑜𝑠σ ) = 0. 853

3.3.7 ESFUERZO CORTANTE

Como primera parte se halló el esfuerzo de tracción unitario permisible (τ ) para

𝑝
partículas de 32 mm, mediante la siguiente figura.
 Figura 5. Esfuerzo cortante permisible para materiales no cohesivos.

Siendo así,

𝑙𝑏 𝑁
τ𝑝 = 0. 55 2 = 26, 33 2
𝑓𝑡 𝑚

Se corrigió por sinuosidad para determinar el esfuerzo cortante neto admisible sobre
el fondo, reemplazando el factor Cs determinado anteriormente.

𝑁
τ𝑏' = 𝐶𝑠 * τ𝑏 = 26, 33 2
𝑚

Para el esfuerzo cortante neto admisible a los lados, se multiplicó el esfuerzo sobre
el fondo por el coeficiente de fuerza tractiva (K).

𝑁
τ𝑠 = 0. 853 * τ𝑏' = 22. 460 2
𝑚

Finalmente para la determinación del esfuerzo cortante sobre el fondo se utilizó la

siguiente ecuación, en la cual se reemplazaron los datos ya conocidos de radio
hidráulico y pendiente del canal para multiplicarse por el peso específico del agua,
 1000𝑘𝑔
τ𝑏 = Υ * 𝑅ℎ * 𝑆𝑜 = 3 * 1, 156 * 0. 2%
𝑚

𝐾𝑔 𝑁
τ𝑏 = 2. 312 2 = 22. 68 2
𝑚 𝑚

3.3.8 SECCIÓN TRANSVERSAL TRAPEZOIDAL

Finalmente se muestra la sección transversal trapezoidal en AutoCAD con sus

respectivos parámetros.

Figura 6. Sección transversal trapezoidal.

4. PERFILES DE FLUJO

4.1 PRIMER TRAMO

Datos dados y obtenidos

- So = 0,4%
- Sf = 0,293% - 0,395%
- yc = 2,033 m
- yn = 1,876 m
- Fr = 1,17

Nuestro primer tramo estaría clasificado como un perfil S-2 mediante la tabla (A.3)
en anexos, esto debido a que nuestra pendiente del canal (So) es mayor a la
pendiente de fricción (Sf), además, el valor de yc resultó mayor a yn y con un
Froude mayor a 1, finalmente este estaría dado por un perfil S-2 que de igual
manera corresponde nuestro gráfico 2 del perfil de flujo obtenido.

Gráfico 2. Curva del perfil de flujo.

Figura 7. Perfiles de flujo para So > Sc.

4.2 SEGUNDO TRAMO

Datos dados y obtenidos

- So = 0,4%
- Sf = 0,408% - 0,789%
- yc = 1,597 m
- yn = 2,059 m
- Fr = 0,684

Nuestro segundo tramo estaría clasificado como un perfil M-2 mediante la tabla
(A.3) en anexos, esto debido a que nuestra pendiente del canal (So) es menor a la
pendiente de fricción (Sf), además, el valor de yc resultó menor a yn y con un
Froude menor a 1, finalmente este estaría dado por un perfil M-2 que de igual
manera corresponde nuestro gráfico 3 del perfil de flujo obtenido.

Gráfico 3. Curva del perfil de flujo.

Figura 8. Perfiles de flujo para So < Sc.

4.3 TERCER TRAMO

Datos dados y obtenidos

- So = 0,2%
- Sf = 0,202% -0,687%
- yc = 1,779 m
- yn = 2,311 m
- Fr = 0,556

Nuestro tercer tramo estaría clasificado como un perfil M-2 mediante la tabla (A.3)
en anexos, esto debido a que nuestra pendiente del canal (So) es menor a la
pendiente de fricción (Sf), además, el valor de yc resultó menor a yn y con un
Froude menor a 1, finalmente este estaría dado por un perfil M-2 que de igual
manera corresponde nuestro mismo gráfico 4 del perfil de flujo obtenido.

Gráfico 4. Curva del perfil de flujo.

Figura 9. Perfiles de flujo para So < Sc.

 5. CONTRACCIÓN Y ASCENSO

Se tomó la parte del tramo 3 finalizando para una contracción y ascenso, para
disminuir un poco la velocidad del agua antes de llegar al dique el jarillón. Para eso
se tomó un ∆𝑧 = 0. 5 y se calculó con datos anteriores.

Figura 10. Contracción y ascenso.

Se sabe que la energía de la parte uno debe ser igual a la energía de la parte dos lo
cual podemos concluir con el siguiente análisis:
2
𝑉1 1.970
2
𝐸1 = 2𝑔
+ 𝑦1 + ∆𝑧 = 2(8.91)
+ 2. 312 + 0. 5

𝐸1 = 3. 01
2
𝑉2
𝐸1 = 𝐸2 = 2𝑔
+ 𝑦2

Como nos queda de incógnita la velocidad en la parte dos y su respectivo tirante,

por medio de continuidad se puede dejar en términos del tirante:

𝑄1 = 𝑄2
 𝑉1(𝐴1) = 𝑉2(𝐴2)

𝑄
𝑉2 = 𝐴1

𝐸1 = 𝐸2 =
( 𝑄
)
(𝑏2+𝑍*𝑦2)*𝑌2
+ 𝑦2
2𝑔

Obteniendo la ecuación anterior, se resuelve el respectivo polinomio y se obtiene el

tirante y su velocidad:

𝑌2 = 2. 921𝑚

∆𝑦 = 2. 312 − 2. 921 =− 0. 609

𝑉2 = 1. 321𝑚/𝑠

6. ANEXOS

Tabla A.1. Elementos geométricos de un canal. Fuente: Ven te Chow.

Tabla A.2. Parámetros geométricos óptimos para canales. Fuente: Ven te Chow.

Tabla A.3. Clasificación para perfiles de flujo. Fuente: Ven te Chow.

Tabla A.4. Tabla de esfuerzo cortante admisible para materiales de revestimiento. Fuente: USFHWA,
1988).