Canales Abiertos

CANAL ABIERTO
En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos (generalmente utilizada para agua) y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de laingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil.
Cuando un fluido es transportado por una tubería parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la atmósfera, por lo tanto se comporta como un canal.
Elementos geométricos de la sección del canal
Los elementos geométricos son propiedades de una sección del canal que puede ser definida enteramente por la geometría dela sección y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes para los cálculos del escurrimiento.
* Profundidad del flujo, calado o tirante: la profundidad del flujo (h) es la distancia vertical del punto más bajo de la sección del canal a la superficie libre.
* Ancho superior: el ancho superior (T) es el ancho de la sección del canal en la superficie libre.
* Área mojada:el área mojada (A) es el área de la sección transversal del flujo normal a la dirección del flujo.
* Perímetro mojado: el perímetro mojado (P) es la longitud de la línea de la intersección de la superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección del flujo.
* Radio hidráulico: el radio hidráulico (R) es la relación entre el área mojada y el perímetro mojado, seexpresa como: R = A / P
* Profundidad hidráulica: la profundidad hidráulica (D) es la relación del área mojada con el ancho superior, se expresa como: D = A / T
* Factor de la sección: el factor de la sección (Z), para cálculos de escurrimiento o flujo crítico es el producto del área mojada con la raíz cuadrada de la profundidad hidráulica, se expresa como: Z=A*D
El factor de la sección,para cálculos de escurrimiento uniforme es el producto del área mojada con la potencia 2/3 del radio hidráulico, se expresa como: A*R (2/3)
Características geométricas e hidráulicas de un canal
Las características geométricas son la forma de la sección transversal, sus dimensiones y la pendiente longitudinal del fondo del canal.
Las características hidráulicas son la profundidad del agua (h, enm), el perímetro mojado (P, en m), el área mojada (A, en m 2) y el radio hidráulico (R, en m), toda función de la forma del canal. También son relevantes la rugosidad de las paredes del canal, que es función del material en que ha sido construido, del uso que se le ha dado y del mantenimiento, y la pendiente de la línea de agua, que puede o no ser paralela a la pendiente del fondo del canal.
Elradio hidráulico se define como:
R=AP
Donde A y P son el área y el perímetro mojado.

RADIO HIDRÁULICO
El radio hidráulico, es un parámetro importante en el dimensionado de canales, tubos y otros componentes de las obras hidráulicas, generalmente es representado por la letra R, y expresado en m es la relación entre:
* El área mojada (A, en m²).
* El perímetro mojado (P, en m).
Esdecir:
R=AP
Calculo según la sección del canal
Las expresiones que permiten su cálculo son función de la forma geométrica de la sección transversal del canal.
En la siguiente tabla se resumen las secciones más utilizadas con las unidades del sistema internacional.

Canales de sección rectangular
Área mojada: A=L*h
Perímetro mojado: P=L+2h
Donde:
L = ancho de la base del canal (en m).
h =altura del nivel del líquido dentro de la sección rectangular.
Canales de sección triangular
Área mojada: A=n*h2
Perímetro mojado: P=2h*1+n2
Donde: n=tan⁡(∝) siendo: (∝) el ángulo del talud con la vertical.
Canales de sección trapezoidal
Área mojada: A=L+n+h*h
Perímetro mojado: P=L+2h*1+n2
Canales de sección circular
Área mojada: A=r222π360∅-sin∅ ; o expresando el ángulo en radianes:...