Diseño y Construcción de Secciones Trapeciales en Canales Hidráulicos

1. Sección Trapecial: Características y Diseño

La sección trapecial es la más utilizada, puesto que es la más sencilla para abrir la caja y se adapta a cualquier sitio. La excavación es la más sencilla de todas y se realiza bien en todo tipo de terreno. (Figura 6.8: Sección trapecial).

Componentes y Parámetros de Diseño

• La Banqueta

  La banqueta es un refuerzo relativamente fácil de hacer. A veces se construye junto con la solera y otras en una segunda fase, buscando proteger de la entrada de agua en el trasdós de los cajeros.

• Ancho de la Solera (b)

  El ancho de la solera (b) debe ser como mínimo de 1,5 m. Este es un mínimo funcional para permitir el acceso de maquinaria y realizar labores de limpieza y conservación.

• Relación Anchura (b) / Calado (y)

  La relación anchura (b) / calado (y) varía en función del tipo de canal. Si el canal es pequeño (10 m³/s), ambas magnitudes tienden a ser iguales. Cuando el canal crece, el ancho aumenta más que el calado. Si se realiza una zanja más profunda, se empeoran las condiciones del canal (subpresión, filtraciones, etc.). Por ello, para canales grandes (50 m³/s), el ancho es el doble del calado.

• El Resguardo

  El resguardo depende de la dimensión del canal:

  • 25 cm en los pequeños (10 m³/s).
  • 50 cm en los grandes (50 m³/s).
  • 75 a 80 cm en los muy grandes (100 m³/s).

  Se utiliza para evitar desbordamientos y asegurar que, incluso con un aliviadero o el cierre del canal, el agua no se desborde.

• Curvas Cerradas y Peralte

  En sitios con curva cerrada, la fuerza centrífuga provoca que el agua se peralte, pudiendo desbordarse en el lado exterior. Es necesario realizar un cálculo para comprobar que esto no suceda, utilizando la fórmula de Grashoff. (Figura 6.9: Esquema del resguardo en una curva cerrada).

  Fórmula de Grashoff: Δh = v²/g * (b/R) * (1/10) * (v²/g) * (1/1)

• El Talud

  El talud se sitúa entre 1:1 (para canales pequeños) y 1,5:1 (para canales grandes). Con esta inclinación, se busca asegurar la estabilidad de la excavación de la caja durante la construcción.

• El Espesor

  El espesor varía entre 15 y 20 cm hoy en día. Antiguamente, se utilizaban espesores mayores, en torno a 25 cm, debido al menor control en la calidad del hormigón.

• Las Juntas

  Las juntas son esenciales en la construcción de canales:

  • Juntas de retracción: Se diseñan para permitir que el hormigón fisure de manera controlada a través de ellas. Se realizan cada 3-4 m. (Figura 6.10: Juntas de retracción).
  • Juntas constructivas: Se ejecutan al final de la jornada de hormigonado, colocando un encofrado para continuar al día siguiente. (Figura 6.11: Juntas constructiva).
  • Juntas longitudinales: Se colocan a h/5. Si el ancho (b) es mayor que 5 m, es necesario añadir otra junta a la mitad de la solera, e incluso más, para que la solera se divida en trozos de 3-4 metros. (Figura 6.12: Juntas longitudinales).

5. Tratamientos en Zonas Problemáticas

Cuando se plantea el trazado, no es deseable pasar por zonas problemáticas (como arcillas expansivas y yesos); sin embargo, en ocasiones es inevitable. Por ello, se toman las siguientes medidas:

• Mejorar la Capa de Apoyo de la Sección, Sustituyéndola

  Se realiza una excavación de mayor tamaño y se reemplaza una parte por material seleccionado inerte con un espesor de 1-2 m.

• Reducir las Filtraciones en el Canal

  Se utiliza una lámina de PE para evitar las filtraciones.

• Colocar Sistemas de Drenaje

  Se implementan sistemas de drenaje adecuados. (Figura 6.21: Sección mejorada).