CONTENIDOINTRODUCCIN1PRIMERA FASE1Zona de captacin:2Conduccin:2Exclusor de sedimentos:3SEGUNDA FASE3TERCERA FASE3TEORA GENERAL PARA EL DISEO3SELECCIN DEL MATERIAL DE RECUBRIMIENTO Y PENDIENTE4CLCULO DEL FACTOR DE SECCIN4DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL5VERIFICACIN DE VELOCIDAD MNIMA EN EL FLUJO5SELECCIN DEL BORDE LIBRE6Revisin del diseo:6IMPACTO AMBIENTAL6CAUDAL DE DISEO6Conclusiones8Bibliografa9Anexos:10

INTRODUCCINPara el presente trabajo se presenta un anlisis del proyecto Distrito de riego Triangulo del Tolima. El proyecto contempla irrigar un rea de 34.143 hectreas de los municipios de Coyaima, Natagaima y Purificacin en el departamento del Tolima. Este proyecto surge como solucin al problema de dficit de agua en esta regin, que ha conllevado a problemas econmicos y sociales afectando la produccin agrcola y ganadera, causando pobreza y falta posibilidades de desarrollo econmico para sus habitantes.Fue identificado como un sector de alto potencial de desarrollo agrcola, convirtindose en un proyecto de alto impacto social y de gran importancia para la seguridad alimentaria de toda la regin andina del pas, adems detener la erosin, degradacin y la desertificacin de esta zona.

Ilustracin 1 Ubicacin Triangulo del Tolima Tomado del Boletn Acciones Verdes, Cortolima, Ibagu, Febrero 2009Se contempla tomar el agua del rio Saldaa conducirla hasta el embalse Zanja Honda, y distribuirla en las zonas de irrigacin de los tres municipios beneficiarios del sistema. El proyecto en su ejecucin se ha dividido en tres fases:PRIMERA FASELa primera fase inicio el 25 de octubre de 2007 y se termin en diciembre de 2012 con 55 meses de ejecucin. Desarrollada por el Consorcio Triangulo Coyaima 2006, Conciviles S.A. y Vicon S.A. Calificada como una gran obra de infraestructura ganadora de dos premios: Obras Cemex 2013 en la categora de Infraestructura y Urbanismo y Premio Nacional de Ingeniera 2013, este ltimo entregado por la Sociedad Colombiana de Ingenieros.Esta fase tena tres obras de gran envergadura:Zona de captacin:(Bocatoma, canal de limpia, dique transversal, escalera de peces y un canal de canoas), se ubica en el rio Saldaa en un lugar donde se tiene un caudal medio de 245 m3/s durante su diseo se tena previsto un caudal mximo de 250 m3/s y en su ejecucin el cierre efectuado se realiz a ms de 500 m3/s convirtindolo en el desvo sobre el mismo cause con mayor caudal efectuado en Colombia, su bocatoma lateral de compuerta radial que permite captaciones de hasta 30 m3/s. la presa se compone de nueve monolitos de concreto con un volumen de 30800m3 y se construy la primera escalera de peces del pas, tiene una pendiente longitudinal del 4% y longitud de 155 m y un ancho para superar la altura del dique para un trnsito libre entre aguas arriba y aguas debajo de la presa adems cuenta reductores de velocidad en forma de flecha simulando las piedras del rio.

Ilustracin 2 Zona de Captacin, tomada de http://www.cemexcolombia.com/NuestraEmpresa/PremioObras2013.aspxConduccin:Con una longitud total 9800 m desde el rio Saldaa hasta el embalse Zanja Honda, se inicia con un tnel revestido en concreto lanzado y convencional de 1488 m de longitud en forma de herradura de dimetro 4.5m y pendiente constante de 0.057%, canales trapezoidales revestidos en concreto con una longitud de 3350 m un ancho en la base de 3m y una altura superior de 15m. Box coulver de 3400 m de longitud y una seccin de cajn de 4m y 1133m de puentes box apoyados en pilas o columnas una estructura poco comn en la construccin colombiana, Utilizada para cruzar ros y quebradas, se dej una zona de mantenimiento en la margen izquierda y un carreteable por la margen derecha, que permite la circulacin de vehculos en ambos sentidos, entre las poblaciones de Ataco y Coyaima.

Ilustracin 3 transicin entre Box coulver y canal, tomado de video DISTRITO DE RIEGO TRINGULO DEL TOLIMA - CONCIVILES tiempo 11:15Exclusor de sedimentos:Se construye para evitar la colmatacin de sedimentos de la conduccin en el embalse.. Tiene un largo de 140m un ancho de 50m y una altura de 13m, Se disearon 70 tolvas con efectividad del 95% en forma de cono truncado de 10m*10m en la parte superior y 1.5m*1.5m en la parte inferior y 4,15m de alto convirtindola en la estructura ms grande de su tipo en Latinoamrica. Se disea un canal de descarga de sedimentos hacia el rio Saldaa de seccin rectangular de 1.5m de base, 1.6m de altura y una longitud de 384m.

Ilustracin 4 Exclusor de sedimentos, tomada de http://www.cemexcolombia.com/NuestraEmpresa/PremioObras2013.aspxSEGUNDA FASELa fase dos inicio en 2011 y fue inaugurada el 25 de noviembre de 2014, desarrollada por la unin temporal 2010 ((HIDALGO E HIDALGO S.A. - EDIVIAL S.A - AVILA LIMITADA) se compone por la construccin de 4 sectores de riego, que incluye el desarrollo de obras de infraestructura en lo que tiene que ver con canales y otras adecuaciones complementarias. Son en total 65.4km de conduccin en cuatro canales, de las siguientes longitudes12.7km, 22.1km, 22km y 9.7kmTERCERA FASELa tercera y ltima fase debe iniciar en el ao 2015 y estar terminada en 2016, pero esta ltima fase se ha visto afectada por asuntos de financiacin y debe comprender los canales secundarios, es decir, los que se desprenden del ramal principal; los terciarios, los que llevan las aguas a los predios, y los intraprediales, los que entran a los territorios que es donde estn las reas de produccin. TEORA GENERAL PARA EL DISEOUn canal es un conducto con flujo a superficie libre, utilizado para la conduccin de agua para diferentes propsitos y para la evacuacin de aguas lluvias, se diferencian dos grupos principales, los canales naturales y los canales artificiales.Los primeros son aquellos generados a causa de la escorrenta superficial y la erosin del suelo, ejemplos claros de estos son los ros, riachuelos y quebradas, suelen transportar canales variables y son susceptibles a cambios en su alineamiento a causa de la socavacin y sedimentacin que se presenta en ellos.Los canales artificiales son aquellos excavados por el hombre con propsitos especficos, estos a su vez se dividen en canales con recubrimiento y sin recubrimiento, los recubiertos como su nombre lo indica se encuentran cubiertos por materiales especiales, que generan mayor resistencia a la socavacin, y menor perdidas del flujo por infiltracin, mientras los canales no recubiertos tienen sus paredes del mismo material del suelo, permitiendo la infiltracin y posible socavacin a un nivel mucho mayor, la construccin y diseo de cada uno de estos depende esencialmente del uso requerido y del presupuesto destinado a su construccin.El Distrito De Riego Tringulo Del Tolima consta de cuatro canales principales, recubiertos con concreto, los cuales tienen una forma especfica para ser diseados, la cual consta de cinco pasos:1. Seleccin del material de recubrimiento y pendiente.2. Clculo del factor de seccin.3. Dimensionamiento del canal.4. Verificacin de velocidad mnima del flujo.5. Seleccin de borde libre.SELECCIN DEL MATERIAL DE RECUBRIMIENTO Y PENDIENTEEl material de recubrimiento se seleccin segn las necesidades del proyecto, su importancia y localizacin, adems de las especificaciones que otorguen los estudios de suelo y el financiamiento disponible, la pendiente, por otra parte, se establece por criterio del ingeniero diseador, con apoyo de la informacin obtenida a partir de estudios topogrficos y geotcnicos.CLCULO DEL FACTOR DE SECCINEl factor de seccin se obtiene a partir de la ecuacin de Manning para canales

Donde:

El factor de seccin concentra las variables geomtricas de esta ecuacin, permitiendo la optimizacin de la seccin del canal y as reducir los costos de excavacin y recubrimiento, la optimizacin se basa en determinar las relaciones que hacen que la superficie del canal sea mnima y cumpla a cabalidad con el caudal necesario o caudal de diseo.Para cada forma da canal (rectangular, triangulas, circular, trapezoidal, etc.) existen relaciones diferentes, los nicos valores que faltan determinar en el factor de seccin son el rea mojada y el radio hidrulico, que dependen de la configuracin geomtrica y las relaciones ptimas.

Ilustracin 5. Elementos geomtricos de canalesLas secciones ptimas se caracterizan por ser los polgonos que circunscriben medio circunferencia, para el caso particular de un canal trapezoidal, la seccin ptima se da cuando , esta condicin se debe cumplir de forma aproximada, ya que en ocasiones las dimensiones obtenidas no son exactas y por consiguiente no es posible su construccin.DIMENSIONAMIENTO DEL CANALUna vez determinado el factor de seccin se procede a establecer cules son las dimensiones de la base del canal y la altura, para esto se hace uso de las relaciones geomtricas presentes en la Ilustracin 5 y la consideracin de seccin optima, con lo cual se convierte en un problema algebraico, ya que es complicado que las dimensiones obtenidas en el proceso sean medidas constructivas se obliga a aproximar la dimensin de la base a medidas cerradas de fcil construccin en la realidad, y a partir de esta repetir el clculo para determinar la altura del flujo.VERIFICACIN DE VELOCIDAD MNIMA EN EL FLUJOLa velocidad mnima requerida se refiere a la velocidad con la cual las partculas en suspensin son arrastradas, para evitar acumulacin de sedimentos en el fondo y paredes del canal, para canales sin recubrimiento es necesario establecer una velocidad mxima que no genere socavacin en el canal.La velocidad mnima se recomienda manejarla en un intervalo de a , el valor de la velocidad media del canal se puede determinar, tanto con la ecuacin de Manning, como con la ecuacin de continuidad.

SELECCIN DEL BORDE LIBREEl borde libre del canal se selecciona segn el caudal que transporte este, y se ofrecen valores aproximados para intervalos de caudal en la Tabla 1, es necesario tener en cuenta que la profundidad del flujo y el borde libre deben sumar una medida constructiva.

Tabla 1. Borde libre para canalesRevisin del diseo:CONDICIONES DEL SITIOEl proyecto se desarroll en la extensin del rio Saldaa IMPACTO AMBIENTALDe principio este gran proyecto en esencia es amigable con el medio ambiente con el solo hecho de aprovechar los recursos hdricos desperdiciados, optimizando su uso para tres poblaciones rurales, dedicadas a la produccin agrcola de la regin mediante el distrito de riego que lo comprende.De manera inteligente se busc tener el menor impacto ambiental de la cuenca del Rio Saldaa por la cual se desarroll la totalidad del proyecto mediante: Construccin de la primera escalera de peces del pas, la cual permite la supervivencia de los mismos aguas arriba y aguas abajo del proyecto. Se cre el convenio entre el FONADE y CORTOLIMA para la instalacin de 300 sistemas sanitarios con su respectiva capacitacin de uso que incluye: sanitario, lavamanos y ducha. Debido a la deforestacin obligatoria para el desarrollo del proyecto se realiz la reforestacin protectora de 500 hectreas, a travs de la contratacin de mano de obra del sector para el establecimiento, aislamiento y mantenimiento de estas zonas. Esta reforestacin principalmente se ubic en reas de nacimientos, riberas de drenajes naturales, quebradas, y reas desprovistas de vegetacin localizadas en el rea de influencia del proyecto Se realizaron asesoras y capacitaciones para siembra, agricultura orgnica y medidas ambientales. Recuperacin y mantenimiento de zonas aledaas a la construccin de los canales, la bocatoma y cuencas que alimentan el afluente del ro Saldaa.OTROS FACTORES Teniendo en cuenta que el canal es revestido en concreto y para poder realizar los diseos adecuados es necesario usar el factor n de Manning, adems de escoger el borde libre adecuado para el caudal de diseo de cada tramoCAUDAL DE DISEO

CALCULOS

Calculo del factor de seccin usando Manning

Parmetros geomtricos de la seccin

Teniendo en cuenta que son canales trapezoidales y los daos mostrados en la tabla de dimensiones geomtricas definimos los parmetros geomtricos de las secciones:

Para encontrar las dimensiones recurrimos a la ecuacin usada para el factor de seccin, usando Z=1.5 , entonces:PARA CANAL 1

Conclusiones De la informacin recolectada se puede afirmar que el tringulo del Tolima es un proyecto que, cuando se encuentre terminado, podr cubrir las necesidades de riego de las comunidades de los Municipios de Coyaima, Natagaima y Purificacin. La primera fase, es una construccin admirable que motiv grandes innovaciones para la construccin de este tipo de estructuras en el pas, generando avances en el conocimiento y el estudio de alternativas que minimizan el impacto ambiental de una construccin de las magnitudes que implico el proyecto. De la fase dos se cuenta con los planos planta-perfil de los 4 canales (Ver anexos), facilitados por INCODER, de los que se puede evidenciar un diseo de canales que es validado con las ecuaciones vistas en clase y sus niveles de operacin son los correspondientes al caudal para el cual se han diseado, con un factor de seguridad en caso de que sea necesario aumentar el caudal que transportan.De la informacin, periodstica y de las fuentes consultadas, se evidencia que problemas polticos y administrativos han detenido la normal conclusin del proyecto, sumado a problemas con la ASOUTRITOL (asociacin de usuarios triangulo del Tolima) donde los intereses personales han intentado sobrepasar las necesidades y los requisitos tcnicos, por esto es necesario en el momento de disear este tipo de estructuras, se garantice a mayor ecuanimidad, primando el inters de toda la comunidad y buscando el objetivo final de la construccin

Bibliografa

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ANEXOSHoja1CAUDAL DE DISEOCANALQ (m3/s)Canal 14Canal 222,3Canal 311,7Canal 40,65

Hoja1CAUDAL DE DISEOCANALQ (m3/s)DIMENSIONES GEOMETRICASCanal 14CANALS(%)b (m)Y (m)V (m/s)Ht (m)n (m)BL (m)B (m)t (m)br (m)e (m)Canal 222,3Canal 10,511,251,122,10,0150,857,30,050,350,1Canal 311,7Canal 20,52,52,231,723,250,0151,0212,530,080,470,2Canal 40,65Canal 30,51,51,861,462,750,0150,0150,899,9840,390,15Canal 40,80,50,570,851,050,0150,53,830,050,180,1