Disipadores

Resalto hidráulico
El resalto hidráulico fue investigado por primera vez experimentalmente por Giorgio Bidone, un científico italiano en 1818. El mismo consiste en el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad. Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio, en el quetiene lugar un cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a subcrítico.
Tipos de salto hidráulico
Los saltos hidráulicos se pueden clasificar, de acuerdo con el U.S. Bureau of
Reclamation, de la siguiente forma, en función del número de Froude del flujo aguas arriba del salto (los límites indicados no marcan cortes nítidos, sino que se sobrelapan en una cierta extensión dependiendo delas condiciones locales):

• Para F1 = 1.0 : el flujo es crítico, y de aqui no se forma ningun salto.

• Para F1 > 1.0 y < 1.7: la superficie del agua muestra ondulaciones, y el salto
es llamado salto ondular.

• Para F1 > 1.7 y < 2.5: tenemos un salto débil. Este se caracteriza por la
formación de pequeños rollos a lo largo del salto, la superficie aguas abajo del
salto es lisa. Lapérdida de energía es baja.

•Para F1 > 2.5 y < 4.5: se produce un salto oscilante. Se produce un chorro
oscilante entrando al salto del fondo a la superficie una y otra vez sin
periodicidad. Cada oscilación produce una gran onda de período irregular, la
cual comúnmente puede viajar por varios kilómetros causando daños aguas
abajo en bancos de tierra y márgenes.

•Para F1 > 4.5 y < 9.0 : seproduce un salto llamado salto permanente: la
extremidad aguas abajo del rollo de la superficie y el punto en el cual el
chorro de alta velocidad tiende a dejar el flujo ocurre prácticamente en la
misma sección vertical. La acción y posición de este salto son menos
sensibles a la variación en la profundidad aguas abajo. El salto está bien
balanceado y el rendimiento en la disipación de energía esel mejor, variando
entre el 45 y el 70%.

•Para F1 = 9.0 o mayor: se produce el llamado salto fuerte: el chorro de alta
velocidad agarra golpes intermitentes de agua rodando hacia abajo,
generando ondas aguas abajo, y puede prevalecer una superficie áspera. La
efectividad del salto puede llegar al 85%.

Canales rectangulares horizontales
[pic]

Para un flujo supercrítico en un canalhorizontal rectangular, la energía del flujo se disipa progresivamente a través de la resistencia causada por la fricción a lo largo de las paredes y del fondo del canal, resultando una disminución de velocidad y un aumento de la profundidad en la dirección del flujo. Un salto hidráulico se formará en el canal si el número de Froude (F) del flujo, la profundidad (y1) y una profundidad aguas abajo (y2) satisfacen la ecuación:
[pic]
Eficiencia

La relación de la energía específica después del salto a aquella antes del salto se define como eficiencia del salto. Se puede mostrar que la eficiencia del salto es:

[pic]

Esta ecuación indica que la eficiencia de un salto es una función adimencional,
dependiendo solamente del número de Froude del flujo antes del salto.

AplicacionesLas aplicaciones prácticas del salto hidráulico son muchas, entre las cuales se
pueden mencionar:

•Para la disipación de la energía del agua escurriendo por los vertederos de
las presas y otras obras hidráulicas, y evitar así la socavación aguas abajo de
la obra;

•Para recuperar altura o levantar el nivel del agua sobre el lado aguas abajo de
un canal de medida y así mantener alto elnivel del agua en un canal para
riego u otros propósitos de distribución de agua;

•Para incrementar peso en la cuenca de disipación y contrarrestar así el empuje hacia arriba sobre la estructura;

•Para incrementar la descarga de una esclusa manteniendo atras el nivel
aguas abajo, ya que la altura será reducida si se permite que el nivel aguas
abajo ahogue el salto.

• Para indicar...