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CAPITULO 2
MODELACIÓN HIDRÁULICA

2.1

Generalidades
Con frecuencia, el ingeniero debe dar soluciones factibles, en base a ciertos
requerimientos, a problemas ingenieriles. Debe decidir a priori el enfoque, técnicas
o métodos más convenientes para cada caso en particular.
Algunas veces, estas soluciones pueden ser sencillas, debido a que están bien
definidas tanto la parte técnica como la parteeconómica, por lo que sólo basta
aplicarlas.
En otros casos, los problemas son complejos o desconocidos como es el de conocer
el comportamiento hidráulico del flujo de agua al pasar por una presa derivadora y
al ser captada por una toma. En estos casos, se evaluará que tipo de investigación
se va a adoptar. Dicha investigación se iniciará conceptualizando y esquematizando
el problema, después seseleccionará la técnica física o matemática para estudiar el
problema. A este proceso de abstracción se le conoce como modelación.
En definitiva, la modelación implica simular un fenómeno real, conceptualizándolo
y simplificándolo en mayor o menor medida, para luego, por último describirlo y
cuantificarlo.

2.2

Modelación hidráulica
La modelación se ha desarrollado notablemente en el campo de lahidráulica,
existen evidencias de estudios de diseños hidráulicos realizados desde tiempos
antiguos, mediante pequeñas representaciones de estructuras y máquinas, por los
cuales se ha llegado a enunciar principios fundamentales en la hidráulica; sin
embargo hasta hace poco tiempo la experimentación hidráulica se llevaba a cabo
habitualmente a escala real ya sea en vertederos, canales, tuberías ypresas
construidas sobre el terreno.
Es durante el último medio siglo, cuando se han desarrollado métodos por los
cuales, como resultado de experimentos realizados en modelos a escala reducida, es
posible predecir la conducta de una estructura o prototipo.
El sistema semejante reducido o simplificado es lo que llamamos modelo, frente a
la realidad que llamamos prototipo.
Los principios en que se basaeste procedimiento incluyen las teorías de similitud
hidráulica. El análisis de las relaciones básicas de las diversas cantidades físicas
incluidas en el movimiento y la acción dinámica del fluido denominada análisis
dimensional.

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En la actualidad, se diseñan y construyen pocas o ninguna estructura hidráulica
importante, sin estudios preliminares de modelos, más o menos extensos.
2.3Aplicación y aporte de los modelos hidráulicos
En hidráulica, la modelación se usa para la simulación de situaciones reales que se
producen en el prototipo y cuyo comportamiento se desea conocer; puesto que
modelo y prototipo están ligados el uno con el otro, las observaciones y estudio del
modelo constituyen la información necesaria para comprender la naturaleza del
prototipo, debiendo para ello, estarambos relacionados.
Debido a que las simulaciones se producen bajo condiciones controladas de
laboratorio los modelos hidráulicos tienen múltiples aplicaciones.
Tenemos que los modelos hidráulicos, se usan para la solución de problemas
relacionados con las estructuras hidráulicas, fenómenos de infiltración o tramos de
ríos y recientemente con el transporte de sedimentos. Las principalescaracterísticas
de cada uno de estos grupos son indicadas por sus nombres.
Los modelos de estructuras son usados para resolver problemas hidráulicos en
conexión con una variedad de estructuras hidráulicas o ciertas partes de ellas como
por ejemplo determinar la capacidad hidráulica, reducir las pérdidas de carga en
entradas a canales o tuberías o en secciones de transición; desarrollar métodos
eficaces dedisipación de energía en la corriente, al pie de las presas de sobreflujo o
en el extremo de salida de las atarjeas, reduciendo de ese modo la erosión del lecho
de los cauces de ríos; determinar coeficientes de descarga para presas de sobreflujo;
desarrollar el mejor diseño de vertederos de presas, de sifones y pozos y de
estructuras de salida de los embalses; diseñar puertos, incluyendo...