Ecuaciones a represa hoover

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Fundamentos Físicos

Las leyes de la física y sus fenómenos naturales se extienden en todo nuestro mundo, o mejor dicho nuestro universo. Para llevar a cabo cualquier obra civil los seres humanos desde la antigüedad se las han ingeniado creando estructuras, idealmente, capaces de soportar las distintas fuerzas que actúen sobre estas. En el caso de las represas ¿cuáles son “obstáculos” ydificultades a los que se enfrenta para un correcto funcionamiento?
Cargas a soportar.

Una represa soporta fundamentalmente tres diferentes tipos de cargas distribuidas: los pesos de los elementos que la constituyen, las fuerzas de presión ejercidas por el agua sobre su cara sumergida y las fuerzas de presión ejercidas por el suelo sobre su base.

No obstante, dependiendo tanto del tipo derepresa, materiales empleados, como de las características geográficas donde se encuentre construida, existirán también una serie de cargas cuyos valores dependerán de casa situación particular, entre las cuales podemos encontrar: Filtraciones, presión hidrostática interna en poros, grietas o ambas, esfuerzos térmicos y de fraguado, variaciones de temperatura (dilataciones y contracciones), reaccionesquímicas, cargas de oleaje y/o hielo, cargas de sismos, otras estructuras en la parte superior de la presa (compuertas, puente, carros), asentamiento de los estribos o contrafuerte (en represas de arco), presión de los sedimentos y rellenos de tierra contra la estructura, como es el caso de la que ejerce el cieno reuniéndose a medida que pasa el tiempo y correspondiendo aproximadamente a 1,5 vecesla presión horizontal del agua y 2 veces su presión vertical. También es importante incluir la fatiga y/o deformación del material, causada por la tracción existente. En el caso del concreto, el material más común en represas, su fatiga es conocida por “creep”, lo que designa la deformación que sufre cuando se encuentra bajo una carga constante por un largo período de tiempo.
Acción de PesosPeso de la presa.
El peso de un cuerpo es conocido como la fuerza de atracción que ejerce cada planeta sobre un objeto (que en él se encuentre), actuando siempre en dirección al centro del planeta. En forma más precisa, el peso de un objeto es definido como la fuerza gravitacional resultante sobre el objeto debida a todos los otros cuerpos del universo. En ecuaciones esto se representa:W= m g

En donde:
W: Peso
m: masa objeto

g: aceleración de gravedad del planeta, en la tierra se asigna el valor 9.80 ms2

Para conocer el peso total de la represa, debemos considerar todos los pesos de las masas que compongan la represa. Así, influiría si junto a esta existiera un puente o cualquier otra estructura.
Al ser el peso una fuerza, para facilitar sucálculo, podemos descomponerlo en varias secciones, como se indica en la figura. De esta forma, a partir de las medidas de la represa tales como su altura, ancho y grosor, podremos calcular una fuerza equivalente que actuará en el centro de fuerza (correspondiendo al centroide de cada figura) y luego sumar estos valores, para obtener el peso total de la represa, ya que el peso actuaría en la mismadirección y sentido.

Así, para obtener el peso total tendremos que:
WT= W= W1+W2+W3
Teniendo que:

W1= 12 x1 h1 Y γ W2= x2h2 Y γ W3= 12x3 h3 Y γ

En donde:
12 x1 h1 , x2h2 y 12x3 h3 , corresponden a las áreas de las determinadas figuras.
“Y”, corresponde al grosor de la presa.
γ: es el peso específico del material. Enel caso de las represas, la mayoría son construidas de concreto.
Ahora, entenderemos el peso específico como el cociente entre el peso de un cuerpo y su volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. Su unidad en el Sistema Internacional es el Nm3.
γ=WV= mgV= ρg
En donde:

γ= peso específico

W= es el peso de la sustancia
V=...
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