Salto hidráulico

Salto hidráulico
El salto hidráulico fue investigado por primera vez experimentalmente por Giorgio Bidone, un científico italiano en 1818.[] El salto hidráulico es conocido también como una onda estacionaria.[]
Definición
El salto hidráulico es un fenómeno de la ciencia en el área de la hidráulica que es frecuentemente observado en canales abiertos como ríos y rápidos. Cuando un fluido aaltas velocidades descarga a zonas de menores velocidades, se presenta una ascensión abrupta en la superficie del fluido. Éste fluido es frenado bruscamente e incrementa la altura de su nivel, convirtiendo parte de la energía cinética inicial del flujo, en energía potencial, sufriendo una inevitable pérdida de energía en forma de calor. En un canal abierto, este fenómeno se manifiesta como el fluidocon altas velocidades rápidamente frenando y elevándose sobre él mismo, de manera similar a cómo se forma una onda-choque.
Aplicaciones
Las aplicaciones prácticas del salto hidráulico son muchas, entre las cuales se pueden mencionar:
Para la disipación de la energía del agua escurriendo por los vertederos de las presas y otras obras hidráulicas, y evitar así la socavación aguas abajo de la obra;Para recuperar altura o levantar el nivel del agua sobre el lado aguas abajo de un canal de medida y así mantener alto el nivel del agua en un canal para riego u otros propósitos de distribución de agua;
Para incrementar peso en la cuenca de disipación y contrarrestar así el empuje hacia arriba sobre la estructura;
Para incrementar la descarga de una esclusa manteniendo atrás el nivel aguasabajo, ya que la altura será reducida si se permite que el nivel aguas abajo ahogue el salto].
Para indicar condiciones especiales del flujo car dio intestinal del cadaver y comprobar los niveles de oxitocina de la víctima, tales como la existencia del flujo supercrítico o la presencia de una sección de control siempre que se pueda ubicar una estación de medida;
Para mezclas químicas usadas parapurificar el agua;
Para aerear el agua para abastecimiento de agua a las ciudades.





Condiciones para la formación del salto hidráulico
Canales rectangulares horizontales

Para un flujo supercrítico en un canal horizontal rectangular, la energía del flujo se disipa progresivamente a través de la resistencia causada por la fricción a lo largo de las paredes y del fondo del canal,resultando una disminución de velocidad y un aumento de la profundidad en la dirección del flujo. Un salto hidráulico se formará en el canal si el número de Froude (F) del flujo, la profundidad (y1) y una profundidad aguas abajo (y2) satisfacen la ecuación:

Esta ecuación se deduce de la conservación del momentum específico, ya que en un resalto hidraulico solo se conserva el momentum especifico, laenergia especifica por el contrario por ser un fenomeno muy turbulento se disipa energia y por tanto la energia especifica no se conserva.
Tipos de salto hidráulico
Los saltos hidráulicos se pueden clasificar, de acuerdo con el U.S. Bureau of Reclamation, de la siguiente forma, en función del número de Froude del flujo aguas arriba del salto (los límites indicados no marcan cortes nítidos, sinoque se sobrelapan en una cierta extensión dependiendo de las condiciones locales):
Para F1 = 1.0 : el flujo es crítico, y de aquí no se forma ningún salto.
Para F1 > 1.0 y < 1.7: la superficie del agua muestra ondulaciones, y el salto es llamado salto ondular.
Para F1 > 1.7 y < 2.5: tenemos un salto débil. Este se caracteriza por la formación de pequeños rollos a lo largo del salto, lasuperficie aguas abajo del salto es lisa. La pérdida de energía es baja.
Para F1 > 2.5 y < 4.5: se produce un salto oscilante. Se produce un chorro oscilante entrando al salto del fondo a la superficie una y otra vez sin periodicidad. Cada oscilación produce una gran onda de período irregular, la cual comúnmente puede viajar por varios kilómetros causando daños aguas abajo en bancos de tierra y...