Hidraulica

INTRODUCCION AL ESTUDIO DEL FLUJO EN CAUCES NATURALES
ASPECTOS GENERALES:
Los cauces cuyo fondo y paredes están formados por materiales sueltos, o aun los canales revestidos que transportan agua con substancias solidas en suspensión, presentan la característica de que están sometidos a cambios constantes en su forma y, por consiguiente, en su funcionamiento hidráulico. Los cambiosmeteorológicos se deben fundamentalmente a dos fenómenos: la erosión y el depósito.
B. Boor (1963) recomienda los valores limites que se indican en la siguiente tabla para valores de velocidades máximas permisibles en algunos materiales y también para las velocidades mínimas aceptables, según el tipo de material en suspensión y la profundidad del agua en el canal.
MATERIAL | V (m/s) | Velocidadesmáximas permisibles en canales |
Arena muy fina | 0.15 – 0.25 | |
Arena gruesa | 0.45 – 0.60 | |
Arcilla y tierra arcillosa suelta | 0.60 – 0.90 | |
Tierra arcillosa apisonada | 1.20 – 1.80 | |
Tierra apisonada con grava | 1.50 – 2.10 | |
Recubrimiento con piedra suave | 1.80 – 2.40 | |
Roca dura | < 5 | |
Madera | < 6 | |
Concreto | < 30 | |

DIAMETRO MEDIO| VELOCIDAD MINIMA (m/s) PARA UN TIRANTE “h” |
Mm | h = 1m | h = 2m | h = 3m |
0.2 – 0.3 | 0.25 – 0.40 | 0.31 – 0.46 | 0.33 – 0.50 |
0.3 – 0.4 | 0.36 – 0.55 | 0.46 – 0.62 | 0.50 – 0.67 |
0.4 – 0.5 | 0.45 – 0.69 | 0.62 – 0.78 | 0.67 – 0.83 |
0.5 – 1.0 | 0.69 – 0.90 | 0.78 – 1.34 | 0.83 – 1.46 |
Velocidades mínimas permisibles en canales según el tipo de material en suspensión |La posibilidad de alteración del cauce puede presentarse inclusive en canales con paredes y fondo no erosionable. Esto sucede si el flujo arrastra material en suspensión y hay zonas o momentos en donde la velocidad es tan baja que dicho material se deposita en el cauce.
Sn muchas las obras de ingeniería que están supeditadas a escurrimientos de este tipo, por ejemplo, los puentes, los vados,las alcantarillas, las cortinas de las presas, etc. Cualquier alteración que provoque cambios de forma en el cauce afecta seriamente a las estructuras que fueron proyectadas para ciertas condiciones que, al no presentarse, pueden implicar la necesidad de encauzar o rectificar un rio o sobre elevar las paredes de un canal, o acortar la vida útil de la obra.

* MECANICA DEL TRANSPORTE DESEDIMENTOS:

a) Velocidad de caída de una partícula:
Cuando una partícula se deposita en la superficie de un líquido en reposo, empieza a descender acelerándose hasta alcanzar una velocidad uniforme que se debe al equilibrio entre su propio peso sumergido y la fuerza de fricción que experimenta al moverse en contacto con dicho líquido. A esta velocidad uniforme se le llama velocidad decaída, cuando el descenso de la partícula no está sujeto a la influencia de las paredes del recipiente ni es afectado por la vecindad de otras partículas.
b) Esfuerzo cortante en el lecho de un cauce:

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