Modelo Y Semejanza Hidraulica

MODELO Y SEMEJANZA HIDRAULICA
Cada vez que el ingeniero se enfrenta al problema de diseñar una estructura tiene que resolver armoniosamente un compromiso entre los aspectos de eficiencia, seguridad y costo, lo que implica establecer con un razonable grado de confianza la relación entre la estructura proyectada y el medio circundante.
Los fenómenos hidráulicos, como expresión del mundonatural, son tan complejos que no es posible analizarlos y describirlos totalmente. Sólo podemos hacerlo parcialmente. Uno de los instrumentos más poderosos de que se dispone para tratar de conocer y comprender el comportamiento del agua en la Naturaleza y su interacción con las estructuras se encuentra en la investigación mediante los modelos matemáticos y los modelos físicos. Ambos se complementan.Un modelo, físico o matemático, es una representación simplificada de un aspecto de la Naturaleza y, en muchos casos, de las obras construidas en ella. La construcción de modelos no sólo es un método admitido, sino que es el que ha permitido el progreso de la ciencia. Hacer ciencia es construir modelos. Todo esto resulta muy claro a partir del siglo XVII con la introducción del métodocientífico. Galileo creó un modelo para describir la caída de los cuerpos. Newton creó un modelo para describir la atracción de los cuerpos. Kepler creó un modelo para describir las órbitas planetarias. Bohr creó un modelo para describir la estructura atómica. Las fórmulas de la Hidráulica son modelos creados para una realidad muy simplificada y esquematizada.
La palabra “modelo” no es exclusiva dela hidráulica. Por lo tanto, no debe entenderse únicamente con el significado restringido que en ella tiene. Modelo es toda esquematización de la realidad hecha con fines de estudio. Todas las ciencias de los objetos reales trabajan con situaciones más o menos idealizadas que constituyen inevitablemente simplificaciones, en verdad deformaciones, de la realidad. Tanto los modelos matemáticos comolos modelos físicos representan esquematizaciones del mundo natural. Esquematizar es simplificar. Por ejemplo analicemos un rio que está en la naturaleza. es demasiado complejo para poderlo reproducir en un modelo matemático o físico. Tenemos que imaginar un río mucho más simplificado que el que existe realmente. En ningún modelo podríamos reproducir las variaciones instantáneas del caudallíquido y del caudal sólido, de la sección transversal, de la pendiente y de todas las características hidráulicas de un río. En consecuencia, nos fabricamos un río ideal, que es el que se estudia en un modelo, físico o matemático. Nuestras fórmulas no son para el río que existe en la naturaleza, sino para el río construido en nuestra mente. Para el segundo paso es necesario simplificar yesquematizar la obra proyectada. En el modelo no se considera, por ejemplo, los problemas de estabilidad estructural.
Cuando se planifica una investigación en modelo hidráulico se busca reproducir del mejor y más completo modo posible las condiciones que se encuentran en la naturaleza. Pero, esto no siempre es posible. El mundo natural es demasiado complejo y nunca puede lograrse la reproducción totaly perfecta de un fenómeno que ocurra en ella. Por lo tanto, el camino que se debe seguir es el de la simplificación. Al no poder reproducir en su totalidad la complejidad del mundo natural, debemos buscar, por lo menos, la reproducción de una parte o aspecto de cada fenómeno y tratar de lograr en esa parte la mayor semejanza posible que sea compatible con los fines prácticos que buscamos. Unejemplo puede aclarar esta idea. Un río transporta agua, sólidos en suspensión, sólidos de fondo y cuerpos extraños. Ante las dificultades que se encontrarían para tratar de reproducir todo esto en un modelo se opta por la simplificación. Usualmente se reproduce junto con el flujo el transporte sólido de fondo o de suspensión. La elección depende del problema que estemos estudiando. En...