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SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL

PÉRDIDAS DE CARGA
Las pérdidas de carga o de energía indicadas en las ecuaciones 3.17 se deben a los obstáculos que enfrenta el fluido en su movimiento (por cambios de dirección, área, accesorios de cierre, etc.) y a los esfuerzos cortantes desarrollados sobre las paredes de la conducción.

Las pérdidas debidas a esfuerzos cortantes en la pared de laconducción son conocidas como pérdidas por fricción y a las otras (las que se generan por cambios de dirección, de área) se les llama locales. En conducciones de gran longitud, la magnitud de las pérdidas locales pueden ser pequeñas en comparación con las pérdidas por fricción, por lo que a las pérdidas locales también se les llama pérdidas menores.

Las pérdidas por fricción se pueden evaluar segúnla expresión general:

donde hf es la pérdida de carga por fricción (m); Sf la pendiente de fricción o pendiente de la línea de energía (adimensional); L la longitud del tramo donde se evalúan las pérdidas (m).

En la práctica, la pérdida de carga por fricción es desconocida y para determinarla se emplean expresiones como la de Darcy-Weisbach, recomendada en el cálculo del flujo en tuberías apresión, y la de Manning que se usa en flujos con superficie libre, aunque también se puede emplear para conducciones a presión.

La ecuación de Manning es la más empleada por su sencillez y porque se dispone de gran cantidad de datos para estimar el coeficiente de rugosidad “n”. Además, es recomendada en el cálculo de flujos con superficie libre y en conductos cerrados con sección parcialmentellena, se define como:

Donde V es la velocidad media del flujo (m/s); n el coeficiente de rugosidad (m1/3/s); R el radio hidráulico (m); Sf la pendiente de fricción (adimensional).

FLUJO EN CONDUCTOS ABIERTOS
El flujo en conductos abiertos o canales es con superficie libre. También se presenta en conductos cerrados con sección parcialmente llena. Dicho flujo
puede ser uniforme,gradualmente variado, rápidamente variado, y con respecto al tiempo permanente o no permanente.

Es importante distinguir el tipo de flujo, debido a que de acuerdo a ello deberán escogerse las ecuaciones que los describen y aplicar ciertas consideraciones.

Flujo uniforme
El flujo uniforme se da en canales de gran longitud y de sección prismática (con sección transversal y pendiente constantes a lolargo del cauce), lo cual permite el establecimiento de un flujo con tirantes y velocidades idénticos en cualquier sección de la conducción. En este tipo de flujo se observa que el escurrimiento se mantiene con cierto tirante cuando existe un equilibrio entre la fuerza gravitacional que provoca el flujo y la resistencia generada en las paredes y fondo del cauce.

Este tirante se le conoce comonormal. Para él existe una relación única entre las condiciones geométricas y de construcción de un canal y el gasto que puede conducir. El análisis de tal relación conduce a la formulación de las ecuaciones empíricas de pérdida de carga (Manning, Darcy -Weisbach, etc.), de donde se observa que la pendiente de fricción Sf es paralela a la pendiente del cauce S y por consiguiente del mismo valor.Lo anterior se expresa como Sf = S

El cálculo del flujo uniforme interesa en dos tipos de problemas:
1) Revisión: Conocida la geometría y el material del canal, determinar los parámetros hidráulicos del flujo con cierto gasto o tirante.
2) Diseño: Dados ciertos parámetros hidráulicos, determinar alguna de las condiciones geométricas del canal.

ASPECTOS DE HIDROLOGÍA
Se llama Hidrología ala rama de la Hidráulica encargada del estudio de los procesos de circulación, ocurrencia y distribución del agua sobre la superficie terrestre, así como su interacción con el medio ambiente.

Una cuenca es la unidad básica en un estudio Hidrológico y se define como aquella área de terreno donde el agua de lluvia que cae sobre su superficie y que no se infiltra, es conducida hasta un punto de...
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