Miércoles, 17 de septiembre de 2014
CANALES DE RIEGO

Autor: Alvarado, Ana M.

En el afán de asegurar la máxima utilización del recurso para riego agrícola, se determinó una metodología que despejó incógnitas sobre las características de los suelos del Valle de Quibor que podrían ser utilizados para construir canales de conducción de agua para riego. Esa metodología tiene un nivel de eficiencia alto en comparación con estudios realizados con anterioridad, debido a que esta técnica puede establecer valores cuantitativos de la erosión presentada en el revestimiento por la acción del agua, basándose en el criterio de la fuerza tractiva unitaria o fuerza de arrastre, además de valores de densidades referenciales para dicho revestimiento al momento que se desee colocar en campo. Superando de esta manera estimaciones cualitativas obtenidas por simple inspección visual en cuanto a la erosión se refiere. Pensando en un futuro, la posibilidad de que estos canales de riego sean construidos y revestidos con mezclas de suelo-cemento, utilizando la técnica implementada en esta investigación, la cual involucra la simulación como alternativa para plantear soluciones confiables y manejar en él parámetros como son las condiciones hidráulicas del canal y topográficas de la zona en estudio esto asegura alternativas constructivas confiables, y además permite seleccionar criterios de evaluación de su comportamiento.

Autor: Maza R., Angela L.

Se realizaron ensayos de laboratorio, tales como durabilidad, absorción, compresión y erodibilidad con mezclas suelo y cemento en cuatro diferentes porcentajes, en especímenes compactados a energía proctor estándar, al igual que ensayos de campo que permitieran corroborar la factibilidad técnica y económica de su uso en canales de tierra para la conducción de agua para el riego. La aplicación de los ensayos de laboratorio permite someter al material a las condiciones de trabajo y solicitaciones más representativas a las que estaría sometido un canal que conduce agua. La simulación matemática permite realizar un predimensionamiento del canal. Luego se realizan los ensayos de campo, y con estos se calibra el modelo matemático (determinando la n de Manning), y se determina cual es la velocidad de erosión del agua en estas mezclas de suelo-cemento y también determinamos las posibles pérdidas de agua a lo largo del canal. El suelo utilizado corresponde a la capa vegetal, partiendo de la premisa de no toda

materia orgánica presente en la capa vegetal es perjudicial para el cemento. Se decide utilizar la estabilización con cemento debido a la alta dispersabilidad del suelo en estudio, además de razones económicas y prácticas. Se conoció que el suelo en estudio es estabilizable con un porcentaje de cemento mínimo según la Norma General de dosificación del suelo-cemento, funcionando satisfactoriamente en el campo, resultando económico tanto técnicamente como comparado con las otras alternativas que nos ofrece el mercado.

Autor: Colmenarez, Nery

Se realizaron ensayos de erodabilidad con mezclas suelo-cemento en especímenes compactados a energía proctor estandar, con el objeto de estudiar la factibilidad de su uso en canales de tierra para la conducción de agua de riego. El suelo utilizado corresponde a la capa superficial, basándose en el hecho de que no toda la materia orgánica presente en la capa vegetal es nociva para el cemento. La estabilización con suelo dispersivo se estabilizaría disminuyendo su relación de cationes por medio de la adición de productos que contengan calcio, o bien guardar su equilibrio iónico adicionando materiales impermeabilizantes. La aplicación de ensayos de erosión por flujo de agua en los especímenes, permite evaluar el comportamiento del material en condiciones de trabajo similares a las que estaría sometido en un canal que conduzca agua.

Autor: Méndez V., Nestor

El transporte de sedimentos es considerado una de las mas importante restricciones para el diseño y operación de los canales de riego. La obstrucción de las tomas, la reducción de la capacidad de transporte de los canales, la inestabilidades de los taludes y de las estructuras de control de flujo son algunos de los problemas que frecuentemente, son observados en los sistemas de riego. Cada año son requeridas grandes sumas de dinero para el desasolve y rehabilitación de esos canales con el objeto de mantenerlos apropiado para las funciones con la que fueron programados. Los canales de riego son generalmente diseñado bajo las hipótesis de flujo permanente y uniforme tanto para el flujo de agua como para los sedimentos. Sin embargo, debido a una continua variación en la descarga y a la necesidad de mantener el nivel de agua en determinados lugares del sistema de riego para alimentar las tomas de riego, el flujo en estos tipo de canales es predominante no-uniforme y no-permanente. Dado que existe una fuerte

relación entre el transporte de sedimentos y en las condiciones del flujo de agua, variaciones en esta ultima afectara grandemente la primera. Por esta razón el transporte de sedimentos en este tipo de canales debe ser visto en un contexto general ligado a los esquemas de operación previstos para el sistema de riego. El propósito de este estudio ha sido la investigación de los efectos de los cambios en las condiciones de flujo en el transporte de sedimentos en suspensión en canales de riego. Para tal efecto se propusieron los siguientes objetivos: Analizar el transporte de sedimentos bajo las condiciones de flujo, característicos de los canales de riego; Desarrollar un modelo matemático para el calculo hidrodinámico del flujo de agua y del transporte de sedimentos en suspensión; Desarrollar un programa de computación basado en el modelo matemático descrito; Aplicar el modelo matemático resultante a un sistema de canales de riego. Para llevar a cabo este estudio, el transporte de sedimento ha sido analizado

para las condiciones especificas de flujo de agua, concentración y tamaño de sedimentos que son normalmente encontrado en canales de riego. La ecuación de Engelund-Hansen fue utilizada para calcular el transporte de sedimentos en condiciones de equilibrio. La ecuación mencionada fue adaptada para calcular el transporte de sedimento para canales con sección transversal trapezoidal. Para flujo de sedimentos en condiciones de no-equilibrio, el transporte de sedimentos fue calculado usando un modelo de profundidad integrada desarrollado por Galappatti. La solución numérica de esa ecuación en régimen permanente fue lograda utilizando el método de Euler. Se desarrollo un programa de computación (SEDAFLOP) el cual fue escrito en Quickbasic para el calculo de las condiciones de flujo de agua y el transporte de sedimentos bajo las condiciones encontradas en sistemas de riegos. Usando este programa fueron simuladas, en un hipotético sistema de canales, las cantidades de material depositado y/o erosionado así como su

distribución a lo largo de los canales. Finalmente se dan algunas recomendaciones para futuros estudios detallados los cuales están relacionados con la necesidad de llevar mediciones de campo con la finalidad de evaluar y/o adaptar las existentes teorías de transporte de sedimentos en canales de riego. De esa forma podrán calibrarse los modelos numéricos y así simular el comportamiento de los canales de riego bajo diferentes condiciones de flujo de agua y sedimentos.

Autor: Méndez V., Néstor J.

El presente estudio esta dirigido al análisis del proceso de deposición de sedimentos en canales de riego. Hasta el presente estos canales han sido diseñados y operados tomando consideraciones de tipo hidráulico, agronómicas y económicas. Los procesos de deposición de sedimentos han sido analizados para canales aluviales y zonas costeras. Aplicaciones de estos procesos bajo las condiciones de los canales de riego han sido, sorprendentemente, muy reducidas. Las teorías existentes para explicar el proceso de sedimentación han sido desarrolladas para las condiciones reinantes en ríos y costas y aunque existen similitudes de los canales de riego no pueden ser aplicadas totalmente en estos últimos. La sedimentación de los canales de riego deberían ser analizada en un contexto mas amplio en donde sean tomada en cuenta la multiplicidad de condiciones de flujo que pudieran estar presente durante la vida del sistema de riego. En este estudio se presenta un detallado análisis de los procesos físicos que gobiernan el proceso de deposición de sedimentos, una descripción matemática del mismo y la utilización del modelo matemático para simular el proceso de deposición de sedimentos bajos condiciones de flujo y carga de sedimentos característicos de los canales de riego. Para ello se utilizo datos de laboratorio y de campo, cuyas características fueran análogas en las encontradas en esos canales, en la comparación de las teorías existentes para la determinación de formas de lecho, factores de fricción, capacidad del transporte y poder axial seleccionar aquellas teorías que explicaran, en mejor forma, esos conceptos en las condiciones dadas. Igualmente se desarrollaron nuevos métodos para la estimación de la rugosidad compuesta y para el calculo de la capacidad de transporte total de sedimentos en canales no-anchos. Esta información fue utilizada para la formulación del modelo matemático que será utilizado en la simulación del proceso de deposición de sedimentos en cuatro aplicaciones de variaciones de las características de flujo y de sedimentos en los canales de riego. Se observa las ventajas del uso de esta metodología para la evaluación de estos procesos. No obstante existe la necesidad de contrastar estos resultados con observaciones de campo para confirmar si los procesos físicos involucrados están bien representados por el modelo matemático

Autor: López-Canteñs, Gilberto

El presente trabajo brinda una panorámica sobre la aplicación de las técnicas de control en la automatización de los canales de riego, relacionando las variables consideradas, la lógica de control y la técnica de diseño aplicada en los nuevos algoritmos de control. Para ello, se clasificaron los algoritmos propuestos desde 1999-2004, mostrándose una tendencia a emplear las estructuras master-esclavo y las técnicas de acoplamiento en controladores monovariable, e iniciándose el uso de control centralizado para varias compuertas y niveles de agua en el canal.

Autor: León-Mojarro, Benjamín

En los canales de los distritos de riego, el control de los caudales y los tirantes, así como la medición del agua, son fundamentales para ordenar la distribución y la entrega volumétrica a las áreas de riego. Los caudales y tirantes en los canales se controlan normalmente mediante compuertas y vertedores. Aunque la función de estas estructuras no es de medición, se deben establecer relaciones experimentales para estimar el caudal a partir de los tirantes y de la abertura de las compuertas o de la altura de la creta de los vertederos. Debido a la importancia de las compuertas en la operación de los canales, se realizó un análisis sobre la precisión y la confiabilidad de la medición del agua en compuertas funcionando a descarga libre y ahogada. A partir de simplificaciones en las ecuaciones de flujo transitorio de Saint-Venant en la vecindad de las compuertas, se establecieron funciones que relacionan la variación del caudal y del tirante inmediatamente aguas arriba y aguas abajo de la estructura, así como de los tirantes y de la abertura para valores del flujo crítico y supercrítico aguas abajo de la compuerta. estas funciones se probaron para diferentes rangos de precisión y confiabilidad en la estimación del caudal a través de las compuertas. Las diferencias existentes entre los caudales experimentales y los estimados con el modelo de calibración de las estructuras confirman que las compuertas pueden servir como estructuras de aforo siempre que se verifiquen las relaciones funcionales definidas.

Autor: Ramírez, Aldo I.

El desarenador fluídico de tubo de vórtice es un dispositivo utilizado para la extracción de sedimentos de cauces o canales y está formado por un tubo con una ranura abierta a lo largo de su parte superior instalado en el fondo del cauce. La mezcla de agua-sedimento que fluye cerca del fondo del cauce es atrapada por el tubo y expulsada hacia una canal de extracción con la ayuda del vórtice que se forma en el interior del tubo. El funcionamiento del dispositivo se evalúa por medio de la eficiencia de atrapamiento, la cual se define como la relación entre el gasto sólido extraído y el gasto líquido extraído a través del tubo y el gasto líquido conducido por el cauce. En este artículo se presentan los resultados de pruebas experimentales llevadas a cabo en un desarenador de este tipo en el laboratorio Enzo Levi del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Los resultados indican que se logran eficiencias de atrapamiento de hasta 94.9%, con relaciones de extracción que no sobrepasan el 10% en todas las pruebas realizadas.