Hidraulica

CAPÍTULO 2
CONDUCCIONES LIBRES
1. CLASIFICACIÓN
Las conducciones libres han sido, a través de la historia de la humanidad, la forma más usual para conducir el agua, aprovechando la diferencia de cotas topográficas entre la fuente y el lugar de servicios, ya que el sólo efecto de la gravedad hace que la masa de agua se mueva de un nivel a otro, permitiendo así a las antiguas civilizacionescrear grandes sistemas de abastecimiento de agua.
Estas conducciones se pueden clasificar de diferentes formas, según los criterios que se utilicen. Las principales clasificaciones son (León, 2000):
• Según su naturaleza
- Conducción artificial: la formada por la mano del hombre. Puede ser indistintamente de sección transversal abierta o cerrada.
- Conducción natural: la formada por procesosde la naturaleza. En el caso de conducciones naturales, que no han sido modificadas sustancialmente por la mano del hombre, pueden ser de sección transversal abierta (ríos, arroyos) o de sección transversal cerrada (túneles naturales, cavernas subterráneas); estas secciones son normalmente irregulares, de rugosidad variable a lo largo de su perímetro.
• Según la variabilidad de forma y trazado- Prismáticas: si la sección, en forma o dimensiones, y el perfil del fondo no varían en el tramo analizado.
- No prismáticas: si algunos de los parámetros anteriores varían.
• Según su objetivo
- Canales de drenaje.
- Canales recolectores.
- Canales de trasvase.
- Canales de riego.
- Canales de abasto.
- Canales para la navegación.
• Según sus dimensiones
- Pequeñas[pic] m3/s [pic]m
- Medias [pic] m3/s [pic] m
- Grandes [pic] m3/s [pic] m
- Muy grandes [pic] m3/s [pic]m
• Según su categoría
- Magistrales: si son canales muy grandes que conducen todo el caudal del sistema.
- Principales: si son canales(grandes o pequeños) que conducen todo el caudal del sistema.
- Secundarias: canales que se derivan o tributan a los principales.
- Terciarias: canales que se derivan o tributan a los secundarios.
- Temporales: canales que se construyen por un corto período de tiempo.
Otras clasificaciones
• Según la geometría de la sección transversal.
• Según el tipo de revestimiento interiordel canal.
• Según el método constructivo empleado.
2. PROPIEDADES
En el estudio de las conducciones libres es fundamental dominar los conceptos básicos relacionados con las propiedades de la sección. Estas se agrupan en propiedades geométricas, que dependen exclusivamente de la geometría de la sección de la conducción y de la profundidad de circulación del agua, y propiedades hidráulicas, quedependen no solo de la geometría de la sección, sino también del material que conforma la sección, de la pendiente longitudinal, de las curvas del trazado, entre otros factores.
1. Propiedades geométricas
Las conducciones naturales tienen en general secciones de forma irregular; por el contrario, los canales y cunetas artificiales son diseñados con secciones de figuras geométricas regulares,como pueden ser: triangulares, rectangulares, trapezoidales y semicirculares. La utilización de una u otra está determinado por diferentes factores, entre los que se destacan: el tipo de terreno, el gasto que debe conducir y la tecnología constructiva disponible.
Existen dos formas tradicionales de representar la sección transversal de un canal: la sección vertical y la sección normal. Lasección vertical o simplemente sección (Fig. 2.1) es la contenida en un plano vertical, la sección normal es la contenida en un plano normal al vector velocidad media que pasa por el punto donde se cruzan la sección vertical y el fondo de la conducción.
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Figura 2.1 Sección normal y sección vertical
Las propiedades geométricas, que intervienen en los cálculos hidráulicos de cualquier...