Revestimiento de Canales

REVESTIMIENTOS REVESTIMIENTOS DE CANALES PARA RIEGO (H – 51) Introducción

Uno de los problemas fundamenta fundamentales les de la civilizac civilización ión mode mo dern rnaa es el del del agua agua,, como como consec consecuen uencia cia de la infini infinidad dad de usos a que se la destina. El agua es fundamental para el hombre, quien la util utiliz izaa tant tanto o para para beb bebida ida, limpieza y elimina inación de desec desechos hos,, como como tambié también n para para la  producción de energía, transporte y en part partic icul ular ar como como elem elemen ento to  básico de la agricultura. El consumo de agua se va incrementando en el transcurso del tiempo en forma sorprendente, no sólo por el aumento de la  población mundial, la denominada epl eplos osió ión n demo demogr gráf áfic ica, a, sino sino también ién debido al alza del consu onsumo mo por por habi habita tant ntee. Un e!emplo de lo indicado es que en los Estados Unidos, país en el que l a población se duplicó en el período comprendido entre "#$$ y "#%$, el consumo de agua se cuadruplicó& es decir que el consumo por habitante se duplicó en ese ese mismo lapso. Estos consumos consumos de agua en constante constante aumento aumento deberán deberán ser contenidos contenidos porque la demanda se aproima aproima cada vez al máimo de las disponibilidades de las fuentes de aprovisionamiento, las que no son ilimitadas. 'as normas de economía, o del uso racional del agua, deben prevalecer también en el riego de las tierras de cultivo, a cuyo fin debe buscarse la forma de me!orar su eficiencia eliminando las pérdidas y el derroche, los que son muy elevados. elevados. Entre las pérdidas más significativas significativas se cuentan cuentan las de conducción conducción n los canales de tierra, tierra, producidas producidas fundamentalmente por infiltración, las que pueden llegar en casos etremos hasta el %$ ( del total del agua derivada a los canales, seg)n mediciones efectuadas sistemáticamente. 'a reducción o eliminació eliminación n de las pérdidas pérdidas por infiltració infiltración, n, como está ampliamente ampliamente demostrado demostrado por la eperiencia, eperiencia,  puede lograrse revistiendo los canales con una película de material impermeable, epediente que, aunque costoso, resulta más barato que buscar aguas adicionales, y que es generalmente !ustificable económicamente. Entre los materiales modernos empleados para el revestimiento de canales se destaca destaca el hormigón de cemento portland, cuyo uso en virtud de sus relevantes características, es decir, resistencia, impermeabilidad, facilidad constructiva y su notable durabilidad, satisface cumplidamente los aspectos funcionales del revestimiento y tiene una larga vida de servicio, condiciones que le permiten prestar servicios durante un período sustancial de a*os. +or esas condiciones su uso se ha difundido etraordinariamente en los países en que el riego de las tierras de cultivo alcanza alcanza su mayor eficiencia eficiencia y desarrollo desarrollo.. +ara e!emplificar e!emplificar bastaría se*alar se*alar que de acuerdo acuerdo con los datos estadístico estadísticoss  publicados por el ureau of -eclamation de los l os Estados Unidos de mérica, el #/,%( de los revestimientos de canales construidos por esa -epartición son de hormigón.  0uestro país, que posee una ponderable superficie de tierra ba!o riego, también eperimenta la necesidad de asegurar la mayor eficiencia del mismo. El 1nstituto del 2emento +ortland rgentino ha promovido sistemáticamente el uso del hormigón y otras aplicaciones del cemento portland portland para el revestimiento revestimiento de canales, y difundido difundido las técnicas técnicas y criterios criterios más convenientes convenientes para su  proyecto, construcción y conservación. conservación. En el presente folleto ha reunido y actualizado todo ese material con ob!eto de facilitar su consulta por los proyectistas y los usuarios, alentando la seguridad de que el mismo será una contribución efectiva para nuestra ingeniería de riego, la que constituye uno de los pilares positivos para el fecundo desarrollo de vastas regiones de nuestro país, folleto que hoy  presenta a la consideración consideración de los estudiosos.

CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES GENERALES SORE LA NECESIDAD DEL REVESTIMIENTO

3esde la más remota antig4edad el hombre ha desarrollado sus actividades en lugares donde ha podido contar con un aprovisionamiento adecuado de agua, razón por la cual las poblaciones se fueron concentrando en las márgenes de ríos y lagos. 2on posterioridad, la necesidad de utilizar tierras ubicadas en regiones áridas o semiáridas hizo que se abrieran canales para hacerles llegar agua suficiente para el desarrollo de los cultivos. Una evidencia concrete de la relación estrecha que eiste entre las necesidades alimenticias de la población y el aprovechamiento de los recursos hidráulicos la ofrecen 2hina e 1ndia, países que ocupan el "5 y 65 lugar mundial por su  población, y que, !ustamente, ocupan también esos esos lugares en superficies beneficiadas por sus redes redes de canales de riego, con /7 y 6$ millones de hectáreas respectivamente. En nuestro país, que posee dos tercios de su territorio comprendido dentro de las zonas áridas y semiáridas, el riego era conocido y practicado por los l os diaguitas y los calchaquíes antes de la llegada de los conquistadores. En la actualidad la superficie beneficiada alcanza a #%$ $$$ hectáreas que si bien equivalen sólo al /,%( de los 68 millones de hectáreas ba!o cultivo tienen una significación económica muy importante. El aumento de la población y la necesidad de incrementar nuestras eportaciones hace imprescindible la ampliación de las zonas regadas. Ellas traerán riqueza y desarrollo a muchas regiones no aprovechadas suficientemente permitiendo de tal manera compensar el desequilibrio en la distribución de la población del país provocado por la industrialización de las grandes ciudades del litoral. E!ici"nci# d"$ ri"%o

El agua que se utiliza para el riego, llega a los cultivos después de recorrer un con!unto de canalizaciones desde la fuente de aprovisionamiento. 3urante ese recorrido se producen pérdidas que hacen que la cantidad de agua realmente consumida por las plantas sea muy inferior a la disponible en la iniciación del sistema de irrigación. 'a relación entre estas dos cantidades o sea entre la dotación neta y la bruta constituye la eficiencia o rendimiento del riego. Esta eficiencia eficiencia puede aumentarse aumentarse reduciendo reduciendo las pérdidas, las que pueden pueden producirse producirse por conducción conducción,, distribució distribución, n,  percolación profunda, evaporación o a)n por los métodos métodos de riego utilizados. P&rdid#' or conducción "n $o' c#n#$"' d" ri"%o

Entre las pérdidas de agua más severas que se registran en los sistemas de riego figuran las causadas por la conducción en canales carentes de revestimientos 9 !i%ur# 1:, las que son producidas fundamentalmente por infiltración. 'os principales factores que intervienen para que esas infiltraciones tengan mayor o menor importancia son los que se indican a continuación; a: 'as caract característ erísticas icas de los suelos suelos que que atravie atraviesa sa el canal, canal, inclus incluso o su permeab permeabilidad ilidad..  b: 'a edad del canal y la cantidad de limo limo que conduce el agua. c: 'a altu altura ra del del agu aguaa o tir tiran ante te.. d: El área mo!ada. e: 'a altur alturaa de la napa napa freá freática tica con con relac relación ión al al fondo fondo del del canal canal.. f: 'a temp tempeeratu ratura ra del del ag agua. ua. g: 'a velo veloci cida dad d del del agua agua.. demás de estos factores eisten otros cuya influencia resulta muy difícil de apreciar, tales como la presencia de malezas 9 !i%ur# : que obstruyen el canal disminuyendo su sección transversal y reduciendo el caudal. 'a vegetación consume y transpira apreciables cantidades de agua. +or otra parte las plantas con raíces profundas aflo!an el suelo de las bermas, mientras que los árboles adyacentes absorben agua por sus raíces provocando también importantes pérdidas. 3e las medici medicione oness de las pérdid pérdidas as por infilt infiltrac ración ión efectu efectuada adass en distin distintos tos sistem sistemas as de irriga irrigació ción n se deduce deduce la importancia de las mismas. En efecto, el ureau of -eclamation ha determinado valores del %%(, mientras que en la 1ndia se han medido pérdidas del 6 en horizontal a " m vertical para revestimientos de hormigón y suelo B cemento, los que facilitan el uso económico de equipos mecanizados. 'as secciones trapeciales de poca altura y soleras anchas son las más adecuadas para ba!ar los costos de construcción del revestimiento, porque el revestimiento de la solera cuesta menos que el de los taludes& además el costo de las ecavaciones y terraplenes, necesarios para el emplazamiento del canal, aumentan con su profundidad y altura, respectivamente. 'a mayoría de las tablas y ábacos que se utilizan para el proyecto de las secciones transversales están basadas en las tradicionales fórmulas de -azin, de 2hezy o de Aanning. En muchos casos los resultados obtenidos con estas distintas fórmulas son muy similares. 'a fórmula de Aanning ampliamente usada en el cálculo de canales tiene la siguiente epresión; H J F - 6>/ i K en la cual v J velocidad de escurrimiento del agua en m>s. - J radio hidráulico en m. i J pendiente longitudinal. L J coeficiente de fricción. 9los valores de F  generalmente adoptados son; F J 86 para canales revestidos de hormigón y F J $$ " " "

Helocidad del agua 9v: m>s $,D< ",6# ",77

2audal 9N: m/>s $,/8 6,$< %,8%

3esarrollo transversal 9": m 6,7D or.i%ón !#3ric#d#' "n $#nt# c"ntr#$

Estas unidades pueden ser peque*as losetas aptas para su manipuleo y colocación manual, o losas de grandes dimensiones que se mueven y colocan en posición mediante equipos especiales. =e emplean también con éito en grandes canales losas prefabricadas fleibles de hormigón pretensado 9 !i%ur# 11:.

*i%ur# 11

Su"$o – c"."nto co.#ct#do o $?'tico

El primer tipo corresponde a la mezcla de suelo B cemento compactado mecánicamente a humedad óptima para obtener máima densidad& el segundo, suelo B cemento plástico, contiene agua en cantidad mayor que el anterior, y suficiente  para dar a la mezcla la consistencia de un mortero plástico, que facilite su colocación y terminación sin compactación mecánica. Oodos estos tipos de revestimientos poseen venta!as que los recomiendan para ser usados en canales de irrigación. =u larga vida, ba!o costo de mantenimiento, resistencia al desgaste y al deterioro y fácil e!ecución constituyen los factores más importantes que destacan su conveniencia para el revestimiento económico de canales. 'a elección del tipo más conveniente depende de varios factores, entre los que cabe mencionar el tama*o del canal y su importancia, los materiales disponibles, las condiciones climáticas imperantes, la velocidad del agua, su planimetría,etc. El recubrimiento elegido será el que cumple la premisa de mínimo costo anual y se !ustificará siempre que los  beneficios anuales que represente ecedan dicho costo anual. l proceder a la selección del tipo de revestimiento, el proyectista debe prever; ": las necesidades del servicio con una capacidad que incluya los picos de caudal& 6: los elementos necesarios que permitan una entrega satisfactoria de agua a las tierras adyacenyes&/: la suficiente seguridad a las propiedades adyacentes cercanas más ba!as que el canal, por el  problema que surge de las pérdidas en los canales sin revestir, y m6: 9cm6>m: J ????????????????????????? 6  σ9Fg>cm6: El valor del coeficiente de fricción f  varía, seg)n las características de la superficie de la sub rasante, entre $,% y /, adoptándose para los casos más comunes valores comprendidos entre ",% y 6. +ara calcular la armadura transversal,  bastará reemplazar en la epresión indicada la longitud '  de la losa entre !untas longitudinales o entre una de ellas y el borde del revestimiento.  fin de asegurar la impermeabilidad del canal, la distancia entre !untas debe ser igual o menor que o humedad entre ambas caras de la losa, se produzcan en coincidencias con la ranura, donde el espesor de la losa es menor. 3e esta manera se logra asegurar la estanqueidad del canal, ya que el sellado de la !unta puede efectuarse en forma efectiva. =e recomienda la adopción de una distancia entre !untas de contracción que oscile entre /,$$ y cm6, que es menor que el %$( de la resistencia a l compresión de los hormigones utilizados normalmente en canales. +or lo tanto, salvo casos ecepcionales, no se !ustifica la colocación de este tipo de !unta eclusivamente para disminuir los esfuerzos de compresión en el hormigón. En cambio, sí deben colocarse en coincidencia con intersecciones con obras fi!as como puentes, o en curvas pronunciadas. 'as !untas longitudinales tienen por ob!eto aliviar las tensiones de alabeo, que se producen en las losas, originadas por diferencia de temperatura o humedad entre las caras de las mismas, especialmente en canales de gran desarrollo transversal. demás evitan la formación de grietas longitudinales por contracción del hormigón. Estas !untas, cuyo  procedimiento constructivo es seme!ante al de las de contracción, tipo 1, se disponen paralelas al e!e longitudinal del canal y separadas 6,cm6 mayor que la presión del aire. El mortero proyectado se aplica con la boquilla mencionada colocada aproimadamente a un metro de distancia, medida sobre la perpendicular a la superficie a revestir 9 *i%@ /=:. 'a correcta aplicación en el espesor adecuado y el a!uste de la mezcla debe asegurarse con personal eperimentado& de esta manera el procedimiento resulta ser venta!oso económicamente.

*i%ur# /=

El equipo necesario es de gran sencillez y está limitado a una unidad para peque*os traba!os. =e aumentará el n)mero de unidades a medida que la obra sea de mayor envergadura. !)

T"r.in#ción 2 cur#do

'a terminación de este tipo de revestimiento puede estar constituida por un fratasado de la superficie aunque este traba!o sólo se !ustifica cuando signifique un aumento de la capacidad hidráulica del canal. 3e no ser así, es suficiente la tetura natural. +ara el curado del mortero proyectado valen las mismas consideraciones efectuadas para los revestimientos de hormigón in situ y se destaca la importancia que aquél tiene, en esta )ltima etapa del proceso constructivo para obtener un revestimiento de calidad satisfactoria

*i%ur# /1

. R"-"'ti.i"nto' r"!#3ric#do' con >or.i%ón V"nt#+#'

'a utilización de placas o losetas de hormigón constituye otra solución para el revestimiento de canales y acequias  prefabricadas mecánicamente. 'a elaboración mecánica de esos elementos en plantas industriales adecuadas, e las cuales pueden adoptarse todas las precauciones necesarias, permite obtener productos de gran homogeneidad, tanto en sus dimensiones como en su resistencia a la compresión, a la abrasión y a las influencias climáticas. 'a prefabricación ofrece, además, la venta!a de que la elaboración no es perturbada por condiciones climáticas desfavorables& por lo tanto pueden aprovecharse épocas lluviosas o muy frías para producir y acopiar los distintos elementos, los que se colocarán posteriormente aprovechando los períodos de clima apropiado. En aquellas regiones en que por las características particulares de las eplotaciones agropecuarias se producen grandes oscilaciones en las demandas de mano de obra9economías del tipo zafra:, pueden escalonarse los procesos de fabricación de los elementos premoldeados y de colocación de los mismos, de manera de aprovechar al máimo al  personal disponible, en los períodos de demanda escasa o nula. 3e acuerdo con las características de los canales a revestir, la importancia de las obras y las posibilidades de los equipos, los elementos prefabricados pueden ser de peque*as dimensiones como para permitir su transporte y colocación manual. C de grandes dimensiones. En este )ltimo caso las piezas se desplazan mediante la utilización de dispositivos mecánicos adecuados.  continuación se mencionan algunas otras venta!as de los revestimientos premoldeados; ? Aayor resistencia para iguales espesores. Esto surge como consecuencia de la mayor calidad de los hormigones que pueden obtenerse. ? 0o requieren en obra del uso de moldes y equipos especiales, con la consiguiente simplificación y aceleración del  proceso de construcción, que se reduce a la colocación de los elementos prefabricados. ? 0o requieren mano de obra especializada; la colocación es muy sencilla y puede ser efectuada por el mismo  personal que habitualmente efect)a tareas agropecuarias. ? +osibilidad de adaptar el canal a distintas condiciones locales mediante diferentes tratamientos de !untas; llenando las !untas con material plástico se consigue mantener la estanqueidad del canal aunque se produzcan desplazamientos relativos entre losetas como consecuencia de asentamientos de la subrasante. En el caso en que no sea de temer la posibilidad mencionada, pueden llenarse las !untas con mortero de cemento portland& en estas condiciones se obtiene monolitismo en pa*os más grandes 9