DISEÑO DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

“DISEÑO Y CALCULO DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAHULICA PARA UNA IRRIGACION EN LA CIUDAD AREQUIPA”

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FACULTAD DE PRODUCCION Y SERVICIOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

PRESENTADO POR: LIMA GAMARRA DIEGO

TINTAYA SOTO GINA SILVANA

HUARCCALLO AGUILAR RAFAEL

SALAS CARRILLO CHRISTIAN

MEDINA ARGOTE CRISTIAN

Arequipa - Perú 2013-I

DOCENTE: ING. EDGAR ROBLES FALCON

“DISEÑO Y CALCULO DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAHULICA

PARA UNA IRRIGACION EN LA CIUDAD AREQUIPA”


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1. INTRODUCCION

Desde hace varios siglos, el hombre ha tratado de solucionar diferentes tipos de

problemas que las sociedades han demandado, uno de ellos, fue trasladar una

de las sustancias más importantes que el hombre necesita “EL AGUA”, este vital

líquido es indispensable para la subsistencia de todas las personas y además es

uno de los componentes fundamentales del desarrollo de las mismas, los

primeros ingenieros tuvieron que encontrar una forma de llevar el vital líquido lo

más cerca de sus sembradíos, para poder aliviar en gran medida el inmenso

problema del riego de sus cultivos, y las demás utilidades que esta brinda, de

todo esto emergen los canales de transporte de agua, esta gran idea con el

paso del tiempo se ha adoptado para diversas funciones como por ejemplo

evacuar el exceso de agua generado por las lluvias(canaletas),ya que se utilizan

para direccionar flujos.

En la actualidad, el desarrollo de este tipo de herramienta se ha orientado no

solo a lo antes mencionado sino que también se utiliza en los laboratorios para

fines didácticos e investigación en los cuales se pueden realizar distintos tipos

de experimentos, las ramas de la ciencia que están más involucradas son la

Ingeniería Mecánica, Civil y Naval.

El flujo en canales abiertos, ayuda en cierta forma a contrarrestar el problema de

la crisis energética mundial, la cual nos está obligando a buscar nuevas fuentes

de energía como por ejemplo el desarrollo de la energía de olas y las corrientes

marinas. Estos dispositivos colaboran en el desarrollo de nuevos prototipos los

cuales a pequeña escala se caracterizan y se ajustan antes de montar un

proyecto grande, así como la conducción de agua en mini y micro centrales

hidráulicas.

2. RESUMEN

En un proyecto de irrigación la parte que comprende el diseño de los canales y

obras de arte, si bien es cierto que son de vital importancia en el costo de la

obra, no es lo más importante puesto que el caudal, factor clave en el diseño y

el más importante en un proyecto de riego, es un parámetro que se obtiene


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sobre la base del tipo de suelo, cultivo, condiciones climáticas, métodos de

riego, etc., es decir mediante la conjunción de la relación agua – suelo – planta y

la hidrología, de manera que cuando se trata de una planificación de canales, el

diseñador tendrá una visión mas amplia y será mas eficiente, motivo por lo cual

el ingeniero agrícola destaca y predomina en un proyecto de irrigación.

3. OBJETIVOS

El desarrollo del proyecto tiene como objetivo contribuir y mejorar los aspectos

académicos y técnicos de los estudiantes que cursaran el área de mecánica de

fluidos, también para la experimentación, así como por ejemplo puedan

realizarse, en un futuro, prototipos para la generación de energía eléctrica a

partir de la energía que potencialmente se puede obtener del mar.

Desarrolla los paso para obtener una mayor eficiencia hidráulica en los canales

de ese modo tener las bases necesarias para mejorar el rendimiento del canal

de Mollebaya.

Reconocer los principios del movimiento del agua en canales:

Radio hidráulico y pendiente

Fórmulas de velocidad

Velocidad de diseño y velocidad crítica

Pautas de diseño:

Máxima eficiencia hidráulica

Mínima infiltración

Condicionado a la pendiente

Tirante prefijado

4. MARCO TEORICO

4.1 Canales de riego por su función


4

Canal de primer orden.- Llamado también canal madre o de derivación y se

le traza siempre con pendiente mínima, normalmente es usado por un solo

lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

Canal de segundo orden.- Llamados también laterales, son aquellos que

salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia

los sub – laterales, el área de riego que sirve un lateral se conoce como

unidad de riego.

Canal de tercer orden.- Llamados también sub – laterales y nacen de los

canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las

propiedades individuales a través de las tomas del solar, el área de riego

que sirve un sub – lateral se conoce como unidad de rotación.

De lo anterior de deduce que varias unidades de rotación constituyen una

unidad de riego, y varias unidades de riego constituyen un sistema de

riego, este sistema adopta el nombre o codificación del canal madre o de

primer orden.

4.2 Elementos básicos en el diseño de canales.- Se consideran algunos elementos topográficos, secciones, velocidades

permisibles, entre otros:

Trazo de canales.- Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de

canales es necesario recolectar la siguiente información básica:

Fotografías aéreas, para localizar los poblados, caseríos, áreas de cultivo,

vías de comunicación, etc.

Planos topográficos y catastrales.

Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda

conjugarse en el trazo de canales.

Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando

un trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes

necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo.


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En el caso de no existir información topográfica básica se procede a levantar el

relieve del canal, procediendo con los siguientes pasos:

Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona, anotándose todos los

detalles que influyen en la determinación de un eje probable de trazo,

determinándose el punto inicial y el punto final.

Trazo preliminar.- Se procede a levantar la zona con una brigada

topográfica, clavando en el terreno las estacas de la poligonal preliminar y

luego el levantamiento con teodolito, posteriormente a este levantamiento

se nivelará la poligonal y se hará el levantamiento de secciones

transversales, estas secciones se harán de acuerdo a criterio, si es un

terreno con una alta distorsión de relieve, la sección se hace a cada 5 m, si

el terreno no muestra muchas variaciones y es uniforme la sección es

máximo a cada 20 m.

Trazo definitivo.- Con los datos de (b) se procede al trazo definitivo,

teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la

topografía de la zona y de la precisión que se desea:

Terrenos con pendiente transversal mayor a 25%, se recomienda

escala de 1:500.

Terrenos con pendiente transversal menor a 25%, se recomienda

escalas de 1:1000 a 1:2000.

Radios mínimos en canales.- En el diseño de canales, el cambio brusco de

dirección se sustituye por una curva cuyo radio no debe ser muy grande, y

debe escogerse un radio mínimo, dado que al trazar curvas con radios

mayores al mínimo no significa ningún ahorro de energía, es decir la curva

no será hidráulicamente más eficiente, en cambio sí será más costoso al

darle una mayor longitud o mayor desarrollo.

Las siguientes tablas indican radios mínimos


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Radio mínimo en canales abiertos en función del espejo de agua

Radio mínimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s


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Elementos de una curva. –


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A = Arco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m

C = Cuerda larga, es la cuerda que sub – tiende la curva desde PC hasta PT.

ß = Angulo de deflexión, formado en el PI.

E = External, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.

F = Flecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la curva a la

cuerda larga.

G = Grado, es el ángulo central.

LC = Longitud de curva que une PC con PT.

PC = Principio de una curva.

PI = Punto de inflexión.

PT = Punto de tangente.

PSC = Punto sobre curva.

PST = Punto sobre tangente.

R = Radio de la curva.

ST = Sub tangente, distancia del PC al PI.


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Rasante de un canal.- Una vez definido el trazo del canal, se proceden a

dibujar el perfil longitudinal de dicho trazo, las escalas más usuales son de

1:1000 o 1:2000 para el sentido horizontal y 1:100 o 1:200 para el sentido

vertical, normalmente la relación entre la escala horizontal y vertical es de

1 a 10, el dibujo del perfil es recomendable hacerlo sobre papel

milimetrado transparente color verde por ser más práctico que el cánson y

además el color verde permite que se noten las líneas milimétricas en las

copias ozalid.

Para el diseño de la rasante se debe tener en cuenta:

La rasante se debe efectuar sobre la base de una copia ozalid del perfil

longitudinal del trazo, no se debe trabajar sobre un borrador de él hecho a

lápiz y nunca sobre el original.

Tener en cuenta los puntos de captación cuando se trate de un canal de

riego y los puntos de confluencia si es un dren.

La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible igual a la

pendiente natural promedio del terreno, cuando esta no es posible debido a

fuertes pendientes, se proyectan caídas o saltos de agua.

Para definir la rasante del fondo se prueba con diferentes cajas hidráulicas,

chequeando siempre si la velocidad obtenida es soportada por el tipo de

material donde se construirá el canal.

El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como

mínimo la siguiente información.

Kilometraje

Cota de terreno

Cota de rasante

Pendiente

Indicación de las deflexiones del trazo con los elementos de curva

Ubicación de las obras de arte

Sección o secciones hidráulicas del canal, indicando su kilometraje

Tipo de suelo


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2tg*2

y

b

Donde:

T = Ancho superior del canal

b = Plantilla

z = Valor horizontal de la inclinación del talud

C = Berma del camino, puede ser: 0,5; 0,75; 1,00 m., según el canal sea

de tercer, segundo o primer orden respectivamente.

V = Ancho del camino de vigilancia, puede ser: 3; 4 y 6 m., según el

canal sea de tercer, segundo o primer orden respectivamente.

H = Altura de caja o profundidad de rasante del canal.

En algunos casos el camino de vigilancia puede ir en ambos márgenes, según las

necesidades del canal, igualmente la capa de rodadura de 0,10 m. a veces no será

necesaria, dependiendo de la intensidad del trafico.

4.3 Sección Hidráulica Optima

Determinación de Máxima Eficiencia Hidráulica.

Se dice que un canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la

misma área y pendiente conduce el mayor caudal, ésta condición está

referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la

sección de máxima eficiencia hidráulica es:

Siendo el ángulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z)


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2tg*4

y

b

Determinación de Mínima Infiltración.

Se aplica cuando se quiere obtener la menor pérdida posible de agua por

infiltración en canales de tierra, esta condición depende del tipo de suelo

y del tirante del canal, la ecuación que determina la mínima infiltración

es:

La siguiente tabla presenta estas condiciones, además del promedio el cual

se recomienda.

Relación plantilla vs. tirante para, máxima eficiencia, mínima infiltración y el

promedio de ambas.

Talud Angulo Máxima

Eficiencia

Mínima

Infiltración

Promedio

Vertical 90°00´ 2.0000 4.0000 3.0000

1 / 4 : 1 75°58´ 1.5616 3.1231 2.3423

1 / 2 : 1 63°26´ 1.2361 2.4721 1.8541

4 / 7 : 1 60°15´ 1.1606 2.3213 1.7410

3 / 4 : 1 53°08´ 1.0000 2.0000 1.5000

1:1 45°00´ 0.8284 1.6569 1.2426

1 ¼ : 1 38°40´ 0.7016 1.4031 1.0523

1 ½ : 1 33°41´ 0.6056 1.2111 0.9083

2 : 1 26°34´ 0.4721 0.9443 0.7082

3 : 1 18°26´ 0.3246 0.6491 0.4868

De todas las secciones trapezoidales, la más eficiente es aquella donde el ángulo a

que forma el talud con la horizontal es 60°, además para cualquier sección de máxima

eficiencia debe cumplirse: R = y/2

donde:


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2/12/31SAR

nQ

R = Radio hidráulico

y = Tirante del canal

No siempre se puede diseñar de acuerdo a las condiciones mencionadas, al final

se imponen una serie de circunstancias locales que imponen un diseño propio

para cada situación.

4.4 Diseño de secciones hidráulicas.-

Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como:

tipo de material del cuerpo del canal,

coeficiente de rugosidad,

velocidad máxima y mínima permitida,

pendiente del canal,

taludes, etc.

La ecuación más utilizada es la de Manning o Strickler, y su expresión es:

donde:

Q = Caudal (m3/s)

n = Rugosidad

A = Area (m2)

R = Radio hidráulico = Area de la sección húmeda / Perímetro húmedo

4.5 Criterios de diseño.-

Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseño de canales,

aunque el diseño final se hará considerando las diferentes posibilidades y

el resultado será siempre una solución de compromiso, porque nunca se

podrán eliminar todos los riesgos y desventajas, únicamente se asegurarán


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que la influencia negativa sea la mayor posible y que la solución técnica

propuesta no sea inconveniente debido a los altos costos.

(a) Rugosidad.- Esta depende del cauce y el talud, dado a las paredes

laterales del mismo, vegetación, irregularidad y trazado del canal, radio

hidráulico y obstrucciones en el canal, generalmente cuando se diseña

canales en tierra se supone que el canal está recientemente abierto,

limpio y con un trazado uniforme, sin embargo el valor de rugosidad

inicialmente asumido difícilmente se conservará con el tiempo, lo que

quiere decir que en al práctica constantemente se hará frente a un

continuo cambio de la rugosidad. La siguiente tabla nos da valores de

“n” estimados, estos valores pueden ser refutados con investigaciones y

manuales, sin embargo no dejan de ser una referencia para el diseño:

Valores de rugosidad “n” de Manning

n Superficie

0.010 Muy lisa, vidrio, plástico, cobre.

0.011 Concreto muy liso.

0.013 Madera suave, metal, concreto frotachado.

0.017 Canales de tierra en buenas condiciones.

0.020 Canales naturales de tierra, libres de vegetación.

0.025 Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el fondo

0.035 Canales naturales con abundante vegetación.

0.040 Arroyos de montaña con muchas piedras.


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Relaciones geométricas de las secciones transversales más frecuentes.

(b) Talud apropiado según el tipo de material.- La inclinación de las paredes

laterales de un canal, depende de varios factores pero en especial de la clase

de terreno donde están alojados, la U.S. BUREAU OF RECLAMATION

recomienda un talud único de 1,5:1 para sus canales, a continuación se

presenta un cuadro de taludes apropiados para distintos tipos de

material:

Taludes apropiados para distintos tipos de material

MATERIAL TALUD (horizontal : vertical)

Roca Prácticamente vertical

Suelos de turba y detritos 0.25 : 1


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Arcilla compacta o tierra con recubrimiento de concreto 0.5 : 1 hasta 1:1

Tierra con recubrimiento de piedra o tierra en grandes canales 1:1

Arcilla firma o tierra en canales pequeños 1.5 : 1

Tierra arenosa suelta 2:1

Greda arenosa o arcilla porosa 3:1

Pendientes laterales en canales según tipo de suelo

MATERIAL CANALES POCO

PROFUNDOS

CANALES

PROFUNDOS

Roca en buenas condiciones Vertical 0.25 : 1

Arcillas compactas o

conglomerados

0.5 : 1 1 : 1

Limos arcillosos 1 : 1 1.5 : 1

Limos arenosos 1.5 : 1 2 : 1

Arenas sueltas 2 : 1 3 : 1

Concreto 1 : 1 1.5 : 1

(c) Velocidades máxima y mínima permisible.- La velocidad mínima permisible es

aquella velocidad que no permite sedimentación, este valor es muy variable y

no puede ser determinado con exactitud, cuando el agua fluye sin limo este

valor carece de importancia, pero la baja velocidad favorece el crecimiento de

las plantas, en canales de tierra, da el valor de 0.762 m/seg. Como la

velocidad apropiada que no permite sedimentación y además impide el

crecimiento de plantas en el canal.


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La velocidad máxima permisible, algo bastante complejo y generalmente se

estima empleando la experiencia local o el juicio del ingeniero; las siguientes

tablas nos dan valores sugeridos.

Máxima velocidad permitida en canales no recubiertos de vegetación

MATERIAL DE LA CAJA DEL CANAL

“n” Mannin

g

Velocidad (m/s)

Agua limpia

Agua con partículas coloidales

Agua transportando arena, grava o

fragmentos

Arena fina coloidal 0.020 1.45 0.75 0.45

Franco arenoso no coloidal 0.020 0.53 0.75 0.60

Franco limoso no coloidal 0.020 0.60 0.90 0.60

Limos aluviales no coloidales 0.020 0.60 1.05 0.60

Franco consistente normal 0.020 0.75 1.05 0.68

Ceniza volcánica 0.020 0.75 1.05 0.60

Arcilla consistente muy coloidal

0.025 1.13 1.50 0.90

Limo aluvial coloidal 0.025 1.13 1.50 0.90

Pizarra y capas duras 0.025 1.80 1.80 1.50

Grava fina 0.020 0.75 1.50 1.13

Suelo franco clasificado no coloidal

0.030 1.13 1.50 0.90

Suelo franco clasificado coloidal

0.030 1.20 1.65 1.50


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Grava gruesa no coloidal 0.025 1.20 1.80 1.95

Gravas y guijarros 0.035 1.80 1.80 1.50

Para velocidades máximas, en general, los canales viejos soportan mayores

velocidades que los nuevos; además un canal profundo conducirá el agua a

mayores velocidades sin erosión, que otros menos profundos.

Velocidades máximas en hormigón en función de su resistencia.

RESISTENCIA,

en kg/cm2

PROFUNDIDAD DEL TIRANTE EN METROS

0.5 1 3 5 10

50 9.6 10.6 12.3 13.0 14.1

75 11.2 12.4 14.3 15.2 16.4

100 12.7 13.8 16.0 17.0 18.3

150 14.0 15.6 18.0 19.1 20.6

200 15.6 17.3 20.0 21.2 22.9

Esta tabla DC10, da valores de velocidad admisibles altos, sin embargo la U.S.

BUREAU OF RECLAMATION, recomienda que para el caso de revestimiento de

canales de hormigón no armado, las velocidades no deben exceder de 2.5 m/seg.

Para evitar la posibilidad de que el revestimiento se levante.

(d) Borde libre.- Es el espacio entre la cota de la corona y la superficie del agua,

no existe ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente para el

calculo del borde libre, debido a que las fluctuaciones de la superficie del agua

en un canal, se puede originar por causas incontrolables.


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La U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde libre con la

siguiente formula:

donde: Borde libre: en pies.

C = 1.5 para caudales menores a 20 pies3 / seg., y hasta 2.5 para

caudales del orden de los 3000 pies3/seg.

Y = Tirante del canal en pies

Tabla DC11. Borde libre en función del caudal

Caudal m3/seg Revestido (cm) Sin revestir (cm)

0.05 7.5 10.0

0.05 – 0.25 10.00 20.0

0.25 – 0.50 20.0 40.0

0.50 – 1.00 25.0 50.0

1.00 30.0 60.0

Borde libre en función de la plantilla del canal

Ancho de la plantilla (m) Borde libre (m)

Hasta 0.8 0.4

0.8 – 1.5 0.5

1.5 – 3.0 0.6

3.0 – 20.0 1.0

5. DISEÑO HIDRAULICO

CYBordeLibre


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5.1 GEOMETRIA DEL CANAL.

Un canal hidráulico puede tener varias formas, tales como circulares,

trapezoidales, rectangulares,etc. En este caso el canal se cataloga como un

canal artificial y nos interesa la geometría rectangular, pues de ella se

derivan una serie de formulas que nos brindan información teórica muy

5.2 DISEÑO DE BORDE LIBRE.

El borde libre es la distancia vertical desde la parte superior del canal hasta la

superficie del agua en la condición de diseño. Esta distancia debe de

ser lo suficiente para prevenir que ondas o fluctuaciones en la superficie del

agua causen No existe una regla que universalmente sea aceptada para el cálculo del borde

libre, debido a que la acción de las ondas o fluctuaciones en la superficie

del agua se puedan recrear por muchas causas incontrolables.

En el diseño es común el uso de bordes libres que varían desde menos del 5% o

más del 30% de la profundidad de flujo.

El borde libre en un canal no revestido o lateral por lo general está gobernado por

consideraciones de tamaño, caudal, fluctuaciones del nivel (si hay

olas), la corriente del viento, el tipo de suelo, resaltos, etc.

De acuerdo con el criterio recomendado por Ven Te Chow66, el cual dice que el

borde libre varia de un 30 % arriba de la altura total del canal, ver siguiente


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Figura. 62. Representación del borde libre.

Donde: HT : Altura total del canal. BL : borde libre. Y : profundidad hidráulica.

De la figura anterior se puede deducir lo siguiente:

100 % →→→→→→ 0.30 𝑚𝑚

30 % →→→→ "𝐵𝐵𝑣𝑣"

Entonces la profundidad de flujo, en el canal será de:

5.3 DETERMINACION DE CARACTERISTICAS DE FLUJO Y FISICAS DEL

CANAL.

En lo siguiente se determinan todas las variables hidráulicas como lo son

la

geometría del canal en donde se establecerán sus dimensiones de área, profundidad, radio hidráulico, caudal de operación, velocidad de flujo, etc.,

además como parte muy importante en el diseño de canales hidráulicos es la determinación de los diferentes tipos de flujo del canal.

profundidad, radio hidráulico, caudal de operación, velocidad de flujo, etc.,


El fin principal de los cálculos son los resultados obtenidos de la curva de la pendiente critica, el

cual nos da el límite entre flujo subcrítico y flujo supercrítico, y el caudal de operación del canal

5.3.1 DIMENSIÓN DEL CANAL.

Las dimensiones del canal experimental fueron adoptadas de acuerdo a los materiales de

construcción, facilidad de ensamble, presupuesto, y funcionabilidad. las dimensiones del canal

son:


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Estos cálculos serán retomados posteriormente, ya que para la determinación de

la curva de pendiente critica es necesaria hacer iteraciones. Las ecuaciones que

se toman en cuenta para graficar la curva son:

La ecuación de Manning


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5.4 DETEMINACION DE LA PENDIENTE CRÍTICA.

Para la determinar la curva de la pendiente crítica del canal de experimentación se

tiene el siguiente procedimiento:

5.4.1 ITERACIONES PARA PUNTOS DE PENDIENTE CRÍTICA

1. En la ecuación A3 se evaluaran las profundidades de flujo71. comprendidas entre

0-0.30𝑚𝑚.

2. Luego los datos obtenidos de profundidad de flujo y caudal se introducen en la

ecuación siguiente:


24

Tabla para formar pendiente critica.

En la tabla anterior se muestran las iteraciones de las ecuaciones A3 y A4 , con lo

cual se puede concluir:

“Al graficar la pendiente critica (Sc) y los caudales (Qc). La nariz de la siguiente

grafica tocara el siguiente punto, que será el punto de caudal de operación máxima.”


25

5.4.2 COMPROBACIÓN DE LA PROFUNDIDAD CRÍTICA.

Establecido el caudal de operación por medio de las iteraciones anteriores, el

siguiente paso es la corrección de la profundidad , caudal y velocidad criticas,

usando las siguientes ecuaciones


26

5.5 PROFUNDIDAD NORMAL.

Es necesario el cálculo de la profundidad normal, puesto que comparando la

profundidad critica con la profundidad normal se pueden obtener conclusiones

más certeras. Para ello se utilizaran las siguiente ecuaciones.


27

Dado que la profundidad critica es mayor que la profundidad normal, y según la

tabla : “Tipos de perfiles de flujo en canales” y la figura “clasificaciones de los

perfiles de flujo gradualmente variado”, para estas condiciones el perfil de flujo del

canal será PERFIL DE PENDIENTE EMPINADA ZONA 2.

No obstante, como se puede notar en las ecuaciones anteriores en perfil de flujo

depende del caudal, por lo que se pueden obtener distintas tipos de flujo en un

mismo canal, al mismo tiempo se pueden reproducir flujos ya sea suscriticos,

críticos y supercríticos, todo depende de las condiciones de operación del canal.


28

Curvas de pendiente crítica y curva de descarga límite.

5.6 INCLINACION DEL CANAL.

Dado el mecanismo de inclinación del canal, como también los accesorios con los

que cuenta, el ángulo de inclinación del canal se determinara de la siguiente

forma.


29

Pendiente del canal.

Las dimensiones de construcción del canal hidráulico de pendiente variable son las

quedan de la siguiente manera:


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6. PROYECTO MOLLEBAYA

A. NOMBRE DEL PROYECTO

“REPARACION DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAHULICA PARA UNA

IRRIGACION EN EL DISTRITO DE MOLLEBAYA, ANEXO DE SANTA ANA, PROVINCIA

DE AREQUIPA”

B. OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo del Proyecto: es “La reparación de un Canal de máxima eficiencia hidráulica con

el fin de elevar el Rendimientos de los Cultivos y de la Producción Agrícola en el pueblo de

Mollebaya y el anexo de Santa Ana, distrito de Mollebaya”.


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C. BALANCE OFERTA Y DEMANDA DE LOS BIENES O SERVICIOS

DEL PIP

La oferta Hídrica para riego se incrementará de 35,409 a 41,190, es decir en 5,781 miles

de m3.

La Demanda agrícola con Proyecto cubre al 96.5%, existe déficit en los meses críticos

de octubre a noviembre. En los Cuadros siguiente se indican el Balance Hídrico

CUADRO Nº 1

BALANCE DE AGUA SIN PROYECTO

CUADRO Nº 2

BALANCE DE AGUA CON PROYECTO

FACTOR TOTAL

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

DEMANDA 2.000 1.028 1.260 975 968 1.068 1.181 1.546 1.583 1.628 1.666 1.460 16.363

DE USOS AGRICOLAS (miles m3)

DEMANDA DE USOS AGRICOLAS 747 425 470 376 361 412 441 577 611 608 643 545 518

(lps)

DISPONIBILIDAD 1.553 1.417 1.627 1.611 1.458 1.351 1.376 1.311 1.351 1.452 1.432 1.437 17.377

DEL AGUA (miles m3)

DISPONIBILIDAD DEL AGUA 1.182 1.194 1.238 1.267 1.109 1.062 1.047 998 1.062 1.104 1.126 1.093 1.123

(lps)

DEFICIT (miles de m3) -176 -234 -23 -434

SUPERAVIT (miles de m3) -447 389 367 637 491 283 194 -235 -232 1.447

DEFICIT (lps) 497 483 548 509

SUPERAVIT (lps) 435 769 767 891 748 650 606 420 451 637

Fuente: Elaboración Propia

MESES

FACTOR TOTAL

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

DEMANDA 2.000 1.028 1.260 975 968 1.068 1.181 1.546 1.583 1.628 1.666 1.460 16.363

DE USOS AGRICOLAS (miles m3)

DEMANDA DE USOS AGRICOLAS 747 425 470 376 361 412 441 577 611 608 643 545 518

(lps)

DISPONIBILIDAD 3.682 3.359 3.856 3.819 3.457 3.203 3.261 3.109 3.203 3.441 3.395 3.406 41.190

DEL AGUA (miles m3)

DISPONIBILIDAD DEL AGUA 1.375 1.389 1.440 1.474 1.291 1.236 1.218 1.161 1.236 1.285 1.310 1.272 1.307

(lps)

DEFICIT (miles de m3) 1.813 1.728 3.541

SUPERAVIT (miles de m3) 1.681 2.332 2.596 2.845 2.489 2.134 2.080 1.562 1.619 1.946 21.285

DEFICIT (lps) 677 667 672

SUPERAVIT (lps) 628 964 969 1.098 929 823 777 583 625 727 812

Fuente: Elaboración Propia

MESES


32

D. DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL PIP

Las obras planteadas en el Proyecto de “Reparación de un CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA

HIDRAHULICA y otro canal lateral, PARA UNA IRRIGACION EN EL DISTRITO DE

MOLLEBAYA, ANEXO DE SANTA ANA, PROVINCIA DE AREQUIPA” son las siguientes:

a) Infraestructura:

Construcción de 02 desarenadores de concreto f’c=140 Kg/Cm2.

Construcción de Canal entre vaso regulador 1 – 2 y canal lateral de concreto

simple de f´c= 140 kg/cm2, en una longitud de 616.08 metros lineales.

Construcción de 02 vasos reguladores de concreto simple f’c=175 Kg/Cm2.

Construcción de 02 cajas de control para válvulas de salida de concreto de f´c=175

kg/cm2.

b) Capacitación:

Se plantea la capacitación en el, las nuevas técnicas de riego, las mismas que permitirán

mejorar la producción y productividad agrícola en Mollebaya, racionalizando el uso del

agua, permitiendo la reincorporación de nuevas tierras agrícolas al proceso productivo.

E. COSTOS DEL PIP

Los costos del proyecto, en términos incrementales, corresponden a los costos que generan los

siguientes componentes: expediente técnico, presupuesto de la infraestructura hidráulica,

supervisión técnica y operación y mantenimiento. Esta misma clasificación se ha mantenido en

el análisis de costos de la Situación Con Proyecto y la Situación Sin Proyecto, tanto a precios

privados como sociales. El costo de Inversión a Precios Privados es de S/. 1´245,682.94, tal

como se indican en los siguientes cuadros.


33

G. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN SOCIAL

Los resultados muestran que le proyecto es económicamente viable: los indicadores son el

VAN, TIR y B/C cuyos valores son S/. 983 704.00 nuevos soles, 22.18 % y 1.94

respectivamente; el análisis se realizó para el período de 10 años y a una tasa social de

descuento nominal del 11%.

1.044.096,28

20.590,00

1.064.686,28

106.468,63

21.293,73

42.587,45

10.646,86

180.996,67

1.245.682,94

1038388,53

ELABORACION PROPIA

IMPACTO AMBIENTAL

MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE RIEGO DISTRITO DE

MOLLEBAYA, ANEXO DE SANTA ANA - AREQUIPA

RESUMEN PRESUPUESTO ALTERNATIVA UNICA

INFRAESTRUCTURA

CAPACITACION

COSTO DIRECTO

GASTOS GENERALES Y ADMINISTRATIVOS

EXPEDIENTE TECNICO

SUPERVISION Y LIQUIDACION DE OBRA

TOTAL COSTOS INDIRECTOS

PRESUPUESTO TOTAL A PRECIOS DE MERCADO

PRESUPUESTO TOTAL A PRECIOS SOCIALES


RUBROS VP

AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 AÑO 8 AÑO 9 AÑO 10

INGRESOS INCREMENTALES DEL PROYECTO 2.032.672 0 -35.181 57.854 155.702 257.561 363.952 475.078 591.148 712.384 839.015 971.281

INCREMENTO POR VENTA DE AGUA

Venta de Agua Con Proyecto 117.590 21.095 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385 16.385

Venta de Agua Sin Proyecto 145.328 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095 21.095

INCREMENTO -27.738 0 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710 -4.710

INCREMENTO EN EL VALOR NETO DE PRODUCCION

VNP Con Proyecto 16.720.923 2.128.544 2.098.073 2.186.772 2.288.956 2.390.815 2.497.206 2.608.331 2.724.402 2.845.638 2.972.269 3.104.535

VNP Sin Proyecto 14.660.512 2.128.544 2.128.544 2.124.207 2.128.544 2.128.544 2.128.544 2.128.544 2.128.544 2.128.544 2.128.544 2.128.544

INCREMENTO 2.060.411 0 -30.471 62.564 160.412 262.271 368.662 479.788 595.858 717.094 843.725 975.991

COSTOS INCREMENTALES DEL PROYECTO 1.048.968 1.038.389 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796

COSTOS DE INVERSION

Expediente Técnico 19.377 19.377 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Presupuesto de Obra (más capacitación) 881.134 881.134 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Supervisión Técnica 38.755 38.755 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Impacto Ambiental 9.689 9.689 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Gastos Generales y administrativos 89.434 89.434

COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Operación y Mantenimiento Con Proyecto 96.448 12.464 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261 14.261

Operación y Mantenimiento Sin Proyecto 85.869 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464 12.464

INCREMENTO 10.579 0 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796 1.796

-1.038.389 -36.977 56.058 153.906 255.764 362.156 473.281 589.352 710.588 837.219 969.485

1,00 0,90 0,81 0,73 0,66 0,59 0,53 0,48 0,43 0,39 0,35

-1.038.389 -33.313 45.498 112.535 168.480 214.922 253.035 283.866 308.343 327.290 341.437

VAN 983.704

TIR 22,18%

RATIO B/C 1,94

Factor de Actualización (11%)

VALOR ACTUAL DEL FLUJO NETO

ANALISIS DE RENTABILIDAD DEL POYECTO

SITUACION CON PROYECTO - PRECIOS SOCIALES

PROGRAMA ANUAL DE OPERACIÓN

FLUJO ECONOMICO NETO


H. SOSTENIBILIDAD DEL PIP

La Sostenibilidad del Proyecto está dada por los Compromisos de Operación y

Mantenimiento, el aporte de la mano de obra y Capacitación en el Manejo de agua en el

manejo del agua al sector de Mollebaya y Santa Ana.

Los beneficiarios directos con la ejecución de la Obra Mejoramiento de los sistemas de riego

en los sectores de Mollebaya y Santa Ana, del distrito de Mollebaya son los usuarios de la

Comisión de Regantes de Mollebaya que pertenece a la Junta de Usuarios de la cuenca no

regulada del Chili, quienes se comprometen con el aporte del porcentaje acordado con la

Municipalidad Distrital de Mollebaya.

Los beneficiarios indirectos serán los pobladores del pueblo de Mollebaya, Santa Ana y sus

Anexos, pues se dispone de la mano de obra no calificada para la ejecución del proyecto y los

trabajos propios en la producción de los cultivos.

I. IMPACTO AMBIENTAL

En cuanto al impacto ambiental se puede concluir lo siguiente:

1) La ejecución de la obra Mejoramiento de los sistemas de riego en los sectores de Mollebaya

y Santa Ana, no causará daños al ecosistema, sino que promoverá el desarrollo de especies

vegetales y el desarrollo de la fauna silvestre, con la provisión de agua.

2) El impacto ambiental se ha calificado como “Leve”, pues los impactos positivos son de

mayor significación. No hay impactos negativos en el Proyecto, excepto los ruidos de la

maquina. Sin embargo la Comisión de Regantes de Mollebaya dispone de Presupuesto para

mitigar los efectos negativos de la Obra

3) Se mejorará el riego de 173.00 hectáreas, incorporándose otras 87.00 hectáreas, y el

incremento en la eficiencia de distribución en un 14.03 %, al incrementarse del 85.94 al

99.97%.

4) El período de ejecución de la obra es de 7.0 meses.


36

5) En cuanto a la Sostenibilidad del proyecto, se encuentra garantizada por cuanto se conjugan

responsabilidades de parte de la Junta de Usuarios de Mollebaya, la ATDR, ministerio de

Agricultura y los usuarios beneficiarios.

6) En conclusión, la ejecución de la obra se considera como alternativa excelente, para superar

parte del déficit hídrico en los meses de estiaje, al incrementarse la oferta de agua en 0.190

m3/s (5,781.00 miles de m3).

J. ORGANIZACIÓN Y GESTION

La Comisión de Regantes de Mollebaya, será quien se encargará de coordinar los cortes de

agua, con la ATDR, a fin de programar las actividades de ejecución de la obra.

La Junta de Usuarios de la cuenca no regulada del Río Chili elaborará un Plan de Distribución

de Agua (PDA) a fin de no perjudicar el riego de los usuarios, ni tampoco el atraso de la obra.

Por otro lado la Comisión de Regantes de Mollebaya aportará con la mano de obra no

calificada de la obra. La ejecución de la misma durará 7 meses

K. PLAN DE IMPLEMENTACION

Para la implementación del Proyecto, se ha elaborado un cronograma de ejecución de las

obras, que en este caso es de 7.0 meses; asimismo los Usuarios están organizados a través

de la Junta de Usuarios, que elaborarán un Plan de Distribución de Agua temporal, hasta que

dure la ejecución de la obra, quienes también se encargarán de la operación y mantenimiento

de la obra, una vez concluida


37

ACTIVIDADES 1 1 2 3 4 5 6 7

EXPEDIENTE TÉCNICO

COSTO DIRECTO OBRA

OBRAS PROVISIONALES

TRABAJOS PRELIMINARES

MOVIMIENTO DE TIERRAS

OBRAS DE CONCRETO

JUNTAS Y SELLOS

ELEMENTOS METALICOS

COSTO INDIRECTO OBRA

GASTOS GENERALES

GASTOS DE SUPERVISION

CAPACITACIÓN

IMPACTO AMBIENTAL

MESES


38

2.1 NOMBRE DEL PROYECTO

“DISEÑO Y CALCULO DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAHULICA PARA UNA

IRRIGACION EN EL DISTRITO DE MOLLEBAYA, ANEXO DE SANTA ANA, PROVINCIA DE

AREQUIPA”

2.4 MARCO DE REFERENCIA

Los agricultores de Mollebaya vienen trabajando hace mas 50 años con sistema de riego

tradicional de Gravedad, con excepción de algunas predios que viene implementando el Riego

por aspersión; los cultivos predominantes como la alfalfa, papas, cebada, habas, avena grano

y otros; sin embargo hasta la fecha no se ha recibido ningún apoyo para mejorar su

Infraestructura de Riego, es decir en Tecnificar el Riego, lo que desean los agricultores es

mejorar su infraestructura de riego, a fin de elevar la eficiencia de riego y aumentar la

productividad y en esta Primera etapa es lo que se pretende la Municipalidad Distrital de

Mollebaya.


39

2.4.2 Aspecto Social

La ejecución del presente proyecto es de interés de pobladores y autoridades locales,

existiendo un compromiso conjunto en colaborar en el diseño e implementación del

mismo. La operación y el mantenimiento futuro de la infraestructura será aportada de

manera voluntaria por los propios beneficiarios, tal como lo demuestran las actas de

compromiso firmadas por los beneficiarios.

2.4.3 Aspecto Técnico

Se cuenta con adecuadas vías de acceso a la zona (las cuales están siendo mejoradas

por la Municipalidad Distrital de Mollebaya), cercanas fuentes de abastecimiento de

materias primas, mano de obra no calificada y calificada con conocimiento en las técnicas

de construcción y profesionales en ingeniería calificados para la construcción, monitoreo y

la supervisión de obras y programación de talleres de capacitación.

2.4.4 Aspecto Ambiental

La ejecución del proyecto genera impactos positivos, entre los más importantes está la

generación de empleo para la población local, elevar la calidad de vida del poblador y

asegurar la producción del área bajo riego de los terrenos agrícolas de Mollebaya, que

captaran agua a través del canal que luego se empalmara a los canales laterales de

riego, con una superficie agrícola de 260 ha., de las cuales 173 hectáreas se encuentran

en producción, y 87 hectáreas, serían reincorporadas al proceso productivo.


40

3.1.- DIAGNOSTICO DE LA SITUACION ACTUAL

3.1.1 DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL

a) Características del Problema

Los productores del distrito de Mollebaya (pueblo de Mollebaya y Anexo de Santa Ana),

se caracterizan por tener una agricultura intensiva, cuya fuente de agua proviene del río

Chili, con caudal existente suficiente para el área neta irrigable, pero con deficientes

sistemas de captación, este porcentaje ha ido disminuyendo progresivamente por varios

factores.

Insuficiente presencia de lluvias en la parte alta de la cuenca (Cuenca, no

controlable).

Tienen una dotación de caudal que depende de la disponibilidad de agua en el

sistema de represas y de los aportes de agua de la cuenca (No controlable).


41

Disminución de la eficiencia de conducción en el canal principal por encontrarse

en mal estado de conservación (Controlable).

Disminución de la eficiencia de distribución en los laterales de riego, por los

canales deteriorados (Controlable).

Pérdidas de agua por evaporación. (No controlable)

Existen varios factores que ocasionan la disminución del agua, pero varios de ellos son

factores externos no controlables y dos de ellos si lo podemos controlar para mejorar la

producción agrícola local.

Nuestro problema formulado con participación de los usuarios se centra en:

Baja Eficiencia de Riego en el sistema, es decir de distribución, en el Sector de la

Mollebaya y Santa Ana, mejorando su sistema de riego, vamos a lograr evitar el

desperdicio del agua de riego, incrementando con ello los niveles de producción y los

ingresos de los agricultores del distrito.

En el distrito de Mollebaya se encuentra un bajo nivel de tecnificación, el uso de la

maquinaria agrícola es escaso y de bajos rendimientos. Igualmente las semillas que se

suelen usar no son certificadas. Del mismo modo, se cuenta con sistema de riego

tradicional poco eficiente, lo que redunda en bajos niveles de productividad. Se suele

cultivar productos tradicionales no exportables, cuya demanda se ve reducida al mercado

interno, que se caracteriza por pagar bajos precios. Las áreas de cultivo se centran en

minifundios, lo que no permite generar productos en cantidades adecuadas y con

calidades estandarizadas.

La existencia de minifundios conlleva a su vez a bajos niveles de asociatividad, y escaso

trabajo coordinado para aprovechar las sinergias y el conocimiento adquirido por algunos

de los productores de la zona. La falta de vías de acceso a las zonas anexas no permite

mejorar las formas de asociación de los productores, e incrementa los costos de

transporte, pone en riesgo el traslado de los productos, lo que conlleva al incremento

innecesario de los precios y a la pérdida de competitividad. No se cuenta con un buen

sistema de titulación y saneamiento de tierras, por ello la propiedad no está claramente

definida, lo que prácticamente anula el acceso a fuentes de financiamiento.


42

Financiamiento escaso, se considera a la agricultura en general como una actitud con un

alto nivel de riesgo, más aun aquella que no está vinculada a los mercados externos.

Falta de protocolos para los productos de exportación potenciales, nativos de la zona,

como son los frutales y los granos andinos.

3.1.2 CAUSAS DE LA SITUACIÓN EXISTENTE

a) Infraestructura de riego: Canales Laterales

La Comisión de regantes de Mollebaya posee un área agrícola que es abastecida con

aguas de filtraciones y en menor proporción de fuentes provenientes de la cuenca

Oriental y agua del sub suelo.

La bocatoma está constituida por el barraje fijo, barraje móvil (canal de limpia), ventanas

de captación y dispone de desarenador. La estructura construida tiene más de 60 años

de funcionamiento.

De acuerdo a la evaluación efectuada en los Canales Laterales a pesar que la Junta de

usuarios y la Municipalidad Distrital de Mollebaya han intervenido en el Mejoramiento de

estos canales, sin embargo existe mucho por mejorar y por construir, ya que según

los aforos realizados se tiene una pérdida de agua por filtraciones del orden de

190 l/s, en razón que el canal es revestido de mampostería de piedra sin asentado

de concreto, por lo tanto se pierde agua por el emboquillado. Los canales

laterales, viene funcionando más de 50 años y la vida útil de estos canales ya

cumplió; por otro lado, los costos de reparación del canal aumentan,

especialmente en época de avenidas donde suceden mas roturas, todos estos

problemas mencionados origina que los usuarios tengan que aportar más dinero

de lo que presupuestan.

También se produce un desequilibrio en la distribución de agua especialmente en la

época de estiaje, por un lado los usuarios de la parte alta disponen de mayor volumen

que los de la parte baja, como consecuencia de estos problemas no se logra distribuir el

agua de riego en forma equitativa. Con la finalidad de garantizar el caudal al sistema de


43

riego y al fin de mejorar la eficiencia de operación del sistema se requiere mejorar el

canal madre.

La modalidad de distribución del agua en Mollebaya, es variable de acuerdo a la

disponibilidad de agua en el río; y al área bajo riego, lo cual propone una distribución de

Agua; así en época de abundancia se declara el Estado de Toma Libre, que se produce

cuando la descarga del río sobrepasa la capacidad total de conducción del cauce,

declarándose generalmente cuando se observa que existen sobrantes que llegan al mar.

En época de estiaje, se declara el Estado de Reparto (mita) que se produce cuando las

descargas del río disminuye sensiblemente existiendo en el lecho solo filtraciones, las

que se distribuyen por turnos.

El riego en su mayor área es de gravedad (99.0 %) y en menor por aspersión (1%) y los

Métodos de Riego que se emplean son mediante Surcos y Melgas. También se aplica el

riego de machaco.

b) Identificación de los peligros en zona del proyecto

El Mejoramiento de los sistemas de riego en el distrito de Mollebaya consiste en

revestir de concreto sobre el perímetro existente, presentan problemas de riesgos,

ya que pueden presentarse deslizamientos de cerros en razón que su trazo se desarrolla

en terreno plano y de material estable de capacidad portante por arriba de 2.0 k/cm2; y

su volumen es permanente y controlable, es decir la posibilidad de presentarse

inundaciones no es normal; por otro lado en caso que se presente sismo o las

variaciones de temperaturas durante el día y la noche, se ha proyectado en el Canal

juntas de contracción y dilatación que evitan que se presenten fisuras, grietas, etc.

c) Producción Agrícola

El distrito de Mollebaya se caracteriza por tener una economía dedicada principalmente

a la ganadería y a la agricultura La propiedad de la tierra se encuentran compartidos

entre propietarios y arrendatarios, el promedio de tenencia de tierras cultivables en la

zona del proyecto es de 1.10 ha por unidad agrícola, según el padrón actualizado por la

Administración Técnica.


44

La cédula de cultivo ejecutada en la campaña 2007 – 2008, en Mollebaya, se detalla en

el siguiente cuadro, mostrando el área sembrada, contando con un área bajo riego de

173 ha, se obtiene un Índice de uso de Tierra de 1.12, tal como se indica en el Cuadro

Nº 01

CUADRO

Cedula de Cultivo en el distrito de Mollebaya

3.1.3 Evolución de la Situación en el Pasado Reciente

Dentro de sus posibilidades económicas han efectuado algunas

reparaciones puntuales en sus canales de riego, han realizado faenas

comunales (reparación de canales en zonas críticas por deterioro del mismo y

por ende disminuyendo el volumen de agua requerido, en razón que al

encontrar con fisuras el piso y taludes del canal era fácil que el agua se

pierda por filtraciones), sin embargo aun falta por mejorar especialmente

en lo que concierne al canal principal, donde se pierde gran cantidad de

agua por filtraciones, en razón que se encuentra deteriorada y

frecuentemente ocurre inundaciones por las roturas del canal.

CULTIVOS ÁREA %

(Ha)

ALFALFA 94,50 36,91

PAPAS 45,70 17,85

HABAS 9,80 3,83

CEBADA 10,90 4,26

AVENA 12,10 4,73

TOTAL 173,00 67,58


45

No hay que olvidar que la vida útil de estos Canales ya se cumplió, pues tiene

más de 50 años de funcionamiento; por lo tanto los costos de mantenimiento

aumentan, especialmente en época de avenidas donde suceden con más

frecuencia roturas de los Canales; por otro lado, en época de estiaje los

usuarios no alcanzan a regar, todos estos problemas mencionados origina que

los usuarios tenga que aportar más cuotas de lo que presupuestan, como

consecuencia no se logra distribuir el agua de riego en forma equitativa y por

ende se produce un desequilibrio en la distribución de agua especialmente en

la época de estiaje.

Con la finalidad de garantizar el caudal al sistema de riego y al fin de mejorar la

eficiencia de operación del sistema se requiere mejorar el sistema de riego en

su totalidad en el distrito de Mollebaya y el sector de Santa Ana.

La Comisión de Regantes Beneficiada, cuentan con un presupuesto limitado

para este tipo de trabajos por lo que es necesario su implementación en el

corto plazo a través del estado para mejorar las condiciones socioeconómicas

del poblador rural, fortaleciendo polos de desarrollo y generando ofertas en el

corto, mediano y largo plazo de productos agrícolas y pecuarios, competitivos a

nivel local y regional.

CUADRO

Población y Área Beneficiada

JUNTA DE

COMISION DE

REGANTES

FAMILIAS AREA

BENEFICIADA

USUARIOS BENEFICIADAS (Ha)

Cuenca no regulada del

Chili

01 158 173.00

TOTAL 05 158 173.00

Fuente: Junta de Usuarios de la Cuenca no Regulada del Río Chili


46

El proyecto está ubicado al sur de Perú, políticamente pertenece al distrito de Mollebaya Provincia y

departamento de Arequipa.

CROQUIS DE UBICACIÓN

.1.6 RESULTADOS DEL DIAGNOSTICO

Los resultados de este diagnostico esta dado por lo siguiente:

http://desa.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asp


47

La bocatoma que abastece de agua para el distrito de es la última estructura

de material noble que capta agua de las filtraciones y las provenientes de

Pocsi de acuerdo a la proporción de las áreas de riego establecidas.

La Junta de Usuarios de la Cuenca No regulada del Río Chili, está

conformado por 12 Comisiones de Regantes, para una área de 173.00 Ha y

158 usuarios, es la zona afectada.

Actualmente el sistema de riego conformado por canales y estructuras

de control y medición y laterales se encuentran deteriorado con fisuras

y forados, donde el emboquillado no existe y es por donde se pierde al agua

por filtraciones, pero no solamente se pierde el agua en los canales sino en la

aplicación en las parcelas. En este proyecto la meta es elevar la eficiencia

de distribución de 86.83% a 99.97 %, recuperando en el sistema de riego

un caudal de 0.150 m3/s, lo que justifica su mejoramiento.

De acuerdo al Diagnostico, se ha identificado Canales Laterales, donde se

pierde agua por filtraciones en 0.150 m3/s.

La capacitación en temas de riego, es otra deficiencia, lo cual se quiere

corregir con cursos dirigidos a agricultores, en cuanto al manejo del agua de

riego.

El canal a mejorar no existe peligro por problemas de suelos, o eventos

de deslizamientos, tampoco no existen en algunos tramos desbordes de

agua, en razón que el volumen de agua es controlable.

La sostenibilidad del proyecto está asegurada con el aporte de los usuarios

en mano de obra no calificada y para la operación y mantenimiento de la

obra.

Carecen de ciertos servicios, como desagües.


48

Sus viviendas son de material noble en un 80%, de quinchas en un 10% y de

adobe en un 10%. Los usuarios tiene interés de modernizarse a través de

técnicas de riego.

3.2 DEFINICION DEL PROBLEMA Y SUS CAUSAS

3.2.1 CARACTERÍSTICAS DEL PROBLEMA

El presente análisis busca definir el Problema Central y el Objetivo Central del cual se

derivan los árboles de Causas, Efectos, Medios y Fines.

Para el Proyecto se identificó como problema central “Bajos Rendimientos de los

Cultivos y de la Producción Agrícola en el distrito de Mollebaya.

3.2.2 ANÁLISIS DE CAUSAS DEL PROBLEMA

Las causas que originan el problema, definido en el ítem 3.2.1, se indican a continuación,

así mismo como su clasificación.

Insuficiente Disponibidad de agua de riego:

1. Altas pérdidas por filtraciones en los Canales Laterales, por lo tanto baja

eficiencia de distribución.

2. Deficiente estado de los Canales Laterales. Baja gestión del agua para el riego.

3.4 OBJETIVO DEL PROYECTO

3.3.1 OBJETIVO EPECIFICO DEL PROYECTO

El proyecto identificó como objetivo específico o resultado “Incremento de los

Rendimientos de los Cultivos y de la Producción Agrícola en Sector DE Mollebaya y Santa

Ana”,

Como actividad “Mejoramiento Canales Laterales del Sector de Mollebaya y Santa

Ana”; que garantizará el riego de 173.00 ha, mejorando e intensificando el uso del

recurso hídrico y como objetivo global o fin contribuir en el “Desarrollo

socioeconómico en el Sector de Mollebaya y Santa Ana”.


49

3.3.2 DEFINICION DE MEDIOS Y FINES

a) Lista de medios para alcanzar el objetivo y su clasificación

Los medios obtenidos se construyeron sobre la base del árbol de causas y en dirección

al logro de incrementar el rendimiento de los cultivos y la producción agrícola. Los

medios identificados son:

1. Garantizar el Volumen de agua para el sector de Mollebaya y Santa Ana

2. Disminuyen las filtraciones en los Canales Laterales.

El cuadro Nº 18 clasifica los medios de acuerdo al nivel de importancia.

b) Lista de Acciones

c) Infraestructura:

Construcción de 02 desarenadores de concreto f’c=140 Kg/Cm2.

Construcción de Canal entre vaso regulador 1 – 2 y canal lateral de concreto

simple de f´c= 140 kg/cm2, en una longitud de 616.08 metros lineales.

Construcción de 02 vasos reguladores de concreto simple f’c=175 Kg/Cm2.

Construcción de 02 cajas de control para válvulas de salida de concreto de

f´c=175 kg/cm2.

3.4 ALTERNATIVAS DE SOLUCION POSIBLES

a) La Situación sin Proyecto

La situación sin proyecto es la situación actual, donde se cuenta con un déficit de

recurso hídrico en los meses de estiaje, repercutiendo en los niveles de producción y

productividad de los cultivos, en las 158 familias de la Comisión de Regantes, abarcando

un área bajo riego actual de 173.00 ha, y de 87.00 por incorporar.

Actualmente los Canales Laterales se encuentran deteriorados, que de acuerdo a la

evaluación se pierde agua por filtraciones en los canales mencionados tramo evaluado.


50

La longitud total del canal es de 616.08 KM. La disponibilidad de agua en época normal

y avenidas alcanza a regar todas las parcelas, sin embargo en época de estiaje (De

Octubre a Diciembre), existe déficit de agua, lo que origina un desequilibrio en la

distribución de agua por la perdidas de agua que se presentan en dichos canales y la

poca disponibilidad de agua que se presenta en la Cuenca no Regulada del Río Chili,

por esta razón los usuarios han considerado prioritario mejorar canales laterales

mencionados y las otras obra que comprende el presente proyecto.

b) Situación con Proyecto

Construcción de 02 desarenadores de concreto f’c=140 Kg/Cm2, Construcción de

Canal entre vaso regulador 1 – 2 y canal lateral de concreto simple de f´c= 140

kg/cm2, en una longitud de 616.08 metros lineales, Construcción de 02 vasos

reguladores de concreto simple f’c=175 Kg/Cm2, Construcción de 02 cajas de control

para válvulas de salida de concreto de f´c=175 kg/cm2.

3.4.1 PREVIABILIDAD DE LAS ALTERNATIVAS

a) Intentos de Soluciones Anteriores

Ante la falta del recurso hídrico y problemas existentes de distribución del agua en la

Junta de Usuarios, que impide el desarrollo sostenible de una agricultura exitosa,

dada las características climáticas excelentes de la zona, no se han realizado

estudios que contemplen alternativas de solución al problema para el desarrollo de

estos sectores de riego.

b) Lineamientos de la Unidad Formuladora y Ejecutora

El problema identificado en el ítem 2.2.1 se encuentra directamente vinculado a los

lineamientos de operación de La Gerencia Regional de Agricultura y la Junta de

Usuarios.

El Ministerio de Agricultura, tiene por finalidad promover, ejecutar planes y proyectos

de desarrollo integral, en la búsqueda de la equidad e integración social y el pleno

desarrollo de la persona, revirtiendo su marginación a través de acceso a mejores

niveles de vida.


51

4.1 EVALUACION PRIVADA

La Evaluación Privada consiste en el análisis de las ventajas y desventajas de llevar a

cabo el proyecto, para cada uno de los agentes que intervienen en él. Esta evaluación es

necesaria para utilizar la metodología Costo/Beneficio.

4.1.1 METODOLOGÍA COSTOS / BENEFICIO

A partir del flujo de caja que es el estado de cuenta básica en que se determina la

rentabilidad de un proyecto de inversión (beneficios incrementales y costos

incrementales), se ha determinado el flujo de beneficios netos incrementales, que ha

permitido calcular, a precios de mercado, los índices de rentabilidad económica, TIR

y VAN, así como el ratio Beneficio/Costo.

Los resultados muestran que el proyecto es económicamente viable: los indicadores

para la Situación Con Proyecto a Precios sociales son:

El VAN, TIR y B/C cuyos valores son S/. 983,704 nuevos soles, 22.18 % y 1.94

respectivamente.


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El análisis se realizó para un período de 10 años y los cálculos a Precios Privados se

muestran en el Cuadro Nº 34.

Para el cálculo del VAN, se utilizó la tasa social de descuento nominal, calculada por

la Oficina de Inversiones del Ministerio de Economía y Finanzas, cuyo valor es 11%.

4.1.2 EVALUACION SOCIAL

La Evaluación Social consiste en medir la contribución de los proyectos de inversión,

al crecimiento económico del país, aplicando estrictamente criterios de eficiencia

económica para analizar el efecto de posibles distorsiones e imperfecciones en los

mercados relacionados con el proyecto.

Para realizar la evaluación social, se aplicaron factores de corrección a precios de

mercado de los principales recursos a utilizar y beneficios a generar. Se utilizaron

los factores de ajuste a los bienes transables y no transables, así como a la mano de

obra calificada y no calificada.

Los resultados muestran que el proyecto es económicamente viable:

Los indicadores para Situación Con Proyecto a Precios Sociales son el VAN, TIR y B/C

cuyos valores son S/. 983 704 nuevos soles, 22.18 % y 1.94 respectivamente.


53

1. La ejecución del Mejoramiento de los sistemas de riego del distrito de Mollebaya, no

causará daños al ecosistema, sino que promoverá el desarrollo de especies vegetales y el

desarrollo de la fauna silvestre, con la provisión de una mayor cantidad de agua.

2. El impacto ambiental se ha calificado como “Leve”, pues los impactos positivos son de

mayor significación. Los impactos negativos son transitorios y/o mitigables.

3. Se mejorará el riego en 173.00 hectáreas, y se incorporarán 87.00 hectáreas más, por el

incremento en la eficiencia de distribución de 85.94 al 99.97 %.

4. El periodo de ejecución de la obra de infraestructura: Mejoramiento de los sistemas de riego

es de 7.0 meses.

5. En cuanto a la evaluación económica para la Situación Con Proyecto a precios privados y

sociales se obtiene indicadores positivos de VAN (mayor que cero), TIR (mayor que 11%) y

ratio B/C (mayor que 1)

6. En cuanto a la Sostenibilidad del Proyecto, se encuentra garantizada por cuanto se

conjugan responsabilidades de parte de Junta de Usuarios a través de la Comisión de


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Regantes Beneficiada, en el aporte voluntario de los beneficiarios para la operación y

mantenimiento y mano de obra no calificada.

7. Se disminuirá de forma considerable el riesgo y amenaza de contar con caudales oportunos

en tiempos adecuados para el proyecto, afín de optimización el riego. En toda esta área se

instalará cultivos de exportación, donde se viene priorizando el cultivo del Páprika.

8. En conclusión, la ejecución de la obra se considera como posibilidad excelente, para

superar parte de la problemática que aqueja actualmente a los agricultores de la Junta de

Usuarios de la Cuenca no Regulada, comisión de Regantes de Mollebaya.

9. Finalmente podemos mencionar que el proyecto es mucho más sensible a una reducción de

los ingresos que ante un incremento de los costos de inversión

7. CONCLUSIONES

SE busco y logro afianzar los aspectos académicos el área de mecánica de fluidos.

Se realizo un prototipo para la experimentación, haciendo los cálculos respectiuvos en el

diseño de canales para que en un futuro, prototipos para la generación de energía

eléctrica a partir de la energía que potencialmente se puede obtener del mar.

Se desarrollo los pasos para obtener una mayor eficiencia hidráulica en los canales de

ese modo tener las bases necesarias para mejorar el rendimiento del canal de Mollebaya.

Se reconocio los principios del movimiento del agua en canales:

Radio hidráulico y pendiente

Fórmulas de velocidad

Velocidad de diseño y velocidad crítica

Pautas de diseño:

Máxima eficiencia hidráulica

Mínima infiltración

Condicionado a la pendiente

Tirante prefijado

DISEÑO DE UN CANAL DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

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