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EL TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO EN CANALES
Francisco Jaime Mejía Garcés
Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín.
Profesor de Hidráulica, Escuela de Ingeniería de Antioquia
Grupo de Investigación GABiS
Gestión del Ambiente para el Bienestar Social, EIA
pffmejia@eia.edu.co
Levantamiento de textos:
Lina María Álvarez Santamaría
Alumna IC, EIA
Grupo deInvestigación GABiS
Ilustraciones: Pedro Nel Orozco Tobón
Centro de Servicios y Apoyo Informático, EIA
Transporte de cantidad de movimiento revisión_12_jul_2004

Resumen

Este artículo tiene por objeto aplicar el transporte de cantidad de movimiento al
flujo en canales como una metodología independiente de otros principios físicos.
Así se subsana una carencia de la literatura técnica cuandoaborda la
interpretación adicional de fenómenos hidráulicos que habitualmente se tratan
desde la conservación de la energía. Concluye acerca del comportamiento de la
profundidad de flujo en un canal ante diversas condiciones de flujo o variaciones
de la profundidad o en presencia de controles hidráulicos.

Con la ayuda de la ecuación de transporte de cantidad de movimiento a lo largo de
uncanal se interpreta el comportamiento del tirante hidráulico en flujo uniforme, en
flujo no uniforme con variación gradual y en algunos fenómenos locales de flujo
rápidamente variado como ocurre en las transiciones y en el resalto hidráulico. Se
obtienen las ecuaciones del resalto hidráulico para calcular la profundidad inicial o
la profundidad secuente, conocida una de las dos, en diversassecciones
transversales del canal.

Transporte de la cantidad de movimiento en canales

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Palabras clave

Cantidad de movimiento, momentum, estado de flujo, fenómenos locales, fuerza
específica, número de Froude, resalto hidráulico, transición hidráulica.

Abstract

The objective of this article is to apply the momentum principle in open channels
flow as an independentmethodology from other physical principles. It remedies a
fault of the technical literature by the additional interpretation of hydraulics
phenomena that normally are studied with the energy conservation principle. It
concludes about the flow depth faced with several flow conditions or flow variations
or hydraulics controls.

This paper shows the momentum equation applied to the interpretationof the flow
depth in several open-channel flow situations: uniform, gradually varied and some
local phenomena as transitions and hydraulic jump. Hydraulic jump equations are
obtained for several cross sections in terms of the initial or sequent depth of flow.

Key words

Momentum, local phenomena, specific force, Froude number, hydraulic jump,
hydraulic transition.

Introducción

Aquíse muestra la gran variedad de situaciones de flujo en canales que se
explican y pueden predecir con la utilización de la ecuación de transporte de
cantidad de movimiento lineal o momentum, de manera independiente de los
resultados que en estos casos se obtienen con consideraciones de energía
específica, excepto el caso del resalto hidráulico, donde esta última ecuación se

Transporte dela cantidad de movimiento en canales

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utiliza para determinar las pérdidas de energía y en esa situación se
complementan entre sí de manera muy conveniente los principios de energía y
cantidad de movimiento.
Para el estudio de los problemas descritos aquí se recurre a la combinación de la
ecuación de transporte de Reynolds con la ecuación de continuidad.
Aplicar las leyesde la termodinámica al flujo libre conduce a la ecuación de la
energía; mientras que aplicar el conjunto de las leyes de movimiento a este flujo,
conduce a la ecuación que describe el delicado equilibrio del flujo uniforme en
canales. De igual manera, puede decirse que aplicar el teorema del transporte de
Reynolds al caso del flujo libre, conduce a las expresiones de transporte de la
masa,...